世界首例！
美國紐約大學朗格尼健康中心
日前實施了一台
特殊的腎移植手術
醫生成功将豬的腎髒移植到人體
且未立即出現排異反應
路透社報道截圖
10月20日，路透社報道稱，接受這台手術的是一名腦死亡患者，在其身體出現腎衰竭迹象後，家屬才同意參與這項豬腎移植試驗。
醫生沒有直接将豬的腎髒放入患者體内，而是将其連接配接到患者的大腿血管上，這樣可以友善研究人員觀察患者的情況。手術完成後，移植的腎髒立即開始正常工作，随後3天内均未發生排異現象，病人體内的一些名額也降至正常水準。
報道稱，這顆腎髒來自一頭實施過基因改造的豬，其組織器官内不再含有已知會立即引發排異現象的物質。此前科學家曾嘗試将未經基因改造的豬腎直接植入靈長類動物體内，當場就出現嚴重排異反應。
手術團隊在檢查豬腎情況（圖檔來源：美聯社）
異種移植為器官移植供需沖突帶來希望
人類患者要做器官移植手術，必須有合适的器官源。根據器官共享聯合網站的資料，美國目前有近10.7萬人在等待器官移植，其中超過9000人在等待腎移植，而合适腎源的等待時間平均為3~5年，每天有12人在等待中死去。
這項研究的上司者Montgomery醫生本人就是心髒移植的接受者，他明白等待器官的焦急心情。“必須等着有一個人死了，另一個人才有機會活，這種傳統方法肯定跟不上需求。”“我特别了解這種擔憂，目前大約40%等待移植的患者在接受移植前就去世了。”
如果能找到适合移植給人類的動物器官，那患者等待的時間就能大大縮短，生存的機會也将大大增加。是以幾十年來，專家們一直在研究把動物的器官移植給人類的可能性，但在“排異”這個問題上總是遇到困難。
Montgomery醫生團隊用的轉基因豬腎髒，就是用基因編輯的辦法，敲除了容易引發排異的豬基因alpha-gal。這是一種半乳糖，會導緻人類免疫系統立刻發起攻擊，把它敲除掉，就是希望能減少排異的可能性。
手術中的豬腎（圖檔來源：美聯社）
中國科學家領銜首個臨床異種器官移植雛形誕生
其實，除了美國紐約大學這場飽受關注的“豬腎移植手術”，中國科學家也在相關領域做出過卓越貢獻。
在異種器官移植領域一直存在兩大難題：① 豬基因組中攜帶有豬内源性逆轉錄病毒，這些病毒可能會傳播給人類，并可能造成破壞性後果；② 豬移植器官與人體之間會出現免疫和生理分子不相容的情況。也就是說，要想推進異種器官移植技術的發展，最起碼要解決這兩大難題。
2017年9月22日，中國科學家楊璐菡團隊在《科學》（Science）雜志發表論文，宣布解決了第一項難題——豬内源性逆轉錄病毒（PERV）跨物種傳播。
具體來講，團隊使用 CRISPR-Cas9 技術，滅活了豬原代細胞系中的所有 PERV 病毒，又通過體細胞核轉移培育出了世界首批 PERV 活性滅活豬，也就是“豬1.0”。
2018 年 10 月的一次研讨會上，楊璐菡團隊的“豬2.0”重磅公布，此次該團隊解決了第二項難題——器官移植免疫排斥問題。
楊璐菡團隊利用 CRISPR，首先敲除了部分免疫反應的基因，再插入抗免疫反應基因，并對部分調節凝血反應的基因進行編輯，進而解決了免疫排斥問題。
當時，該團隊表示希望将免疫反應進一步減小，最終實作免疫反應的完全消除。
解決了兩大難題之後，“豬3.0”也誕生了。
2020 年 9 月 21 日，楊璐菡團隊題為Extensive germline genome engineering in pigs（大規模的豬種系基因組工程）的研究成果發表于《自然》子刊《自然·生物醫學工程》（Nat Biomed Eng）雜志。
這一次，團隊是将CRISPR-Cas9和轉座子技術結合，證明所有PERV失活小豬都可通過基因工程來消除3種異種抗原、表達9種人類轉基因，進而增強豬器官和人類受體之間的免疫相容性、凝血相容性。
該團隊表示，他們所編輯的13個基因和42個等位基因在“豬3.0”的生理、生育和種系遺傳上均表現正常。通過體外試驗，來自“豬3.0”的細胞對人類體液排斥反應、細胞介導的損傷和與凝血失調相關的發病機制具有抗性。
是以團隊認為：為了提高豬與人免疫系統相容性而進行的大規模豬基因組工程研究，最終使實作安全有效的豬異種移植成為可能。
排異反應需要更多觀察
當然，一次試驗性手術的成功，并不意味着這種手術就沒問題了，要想進行推廣，還有很多問題需要解決。這次的豬腎髒隻被保留了54個小時，就從人身上移除了，隻是做了個試驗，還有很多關乎安全的問題，醫生必須在推廣前搞明白。
複旦大學上海醫學院副院長、腎髒移植專家朱同玉表示，他很看好動物器官移植這一領域的發展，但實踐中仍然存在諸多困難。
首先就是人體免疫系統的排異反應。超急性排斥反應指移植器官與受者血管接通後數分鐘至24小時内發生的排斥反應。本次實驗最大的成就便是成功克服了超急性排斥反應。因為供體豬經過基因編輯，豬器官中能引起人體免疫系統排異反應的一種基因——半乳糖基因被敲除了。朱同玉将此稱為“萬裡長征一大步”。
可是克服了超急性排斥反應，接下來還有急性排斥反應和慢性排斥反應。急性排斥反應是最常見的一種移植排斥反應，最常發生在移植術後5天至六個月内；慢性排斥反應則發生在術後數月至數年内。而此次受體患者是一名腦死亡患者，即使用最好的生命維持系統，也會很快去世，無法觀察到後續情況。
倫理問題有待更多探索
“豬腎髒是最好的動物腎移植來源，這是學界共識。”朱同玉介紹，科學家做過很多動物器官移植方面的探索，靈長類動物因為與人類基因相似度最高，曾是熱門研究方向。但是靈長類動物作為供體的阻礙很多。比如狒狒數量太少，難以滿足器官移植需求；而猴子的體重太輕，其器官不足以供人類使用。豬與人類基因相似度較高，腎髒大小也與人類相似，是以逐漸“脫穎而出”。
此外，靈長類動物是人類近親，存在倫理問題，而豬是人類普遍的食物，作為器官供體就沒有倫理問題。然而，将人類作為移植受體進行科學試驗研究，卻又有倫理學困難。對腦死亡患者實施動物器官移植在倫理方面争議尚且較小，但未來是否能夠将試驗擴大到正常患者群體，以及能不能将試驗時間延長至數月甚至數年？朱同玉認為：“以我們現在這麼嚴格的倫理規範，困難很大，可能需要進行倫理學上的探索。”
那麼對于豬腎移植人體
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