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换了猪心的人为什么才活了两个月?

据美国媒体报道,马里兰大学医学院3月9日在其官网发布消息称,人类历史上首个移植基因编辑猪心的患者于3月8日去世。该患者于1月7日接受了猪心脏移植手术,距离其接受手术约两个月。

虽然仅仅是短短的两个月时间,但是这已经是非常让人震惊的了,要知道对很多人来说,生命不是用年来计算,而是用分甚至秒。这种情况下,能够让一个马上死亡的人获得2个月的时间,简直不可思议。

那到底是什么原因导致的死亡呢?目测是免疫排斥问题,这种在我们试验中也观察到过。不过最终还是要等待接下来的解剖以及论文发布结果,到时候说不定会有新的发现。今天就来和大家说说免疫排斥问题和基因编辑方面的相关知识。

01,免疫排斥问题

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简单地理解免疫排斥,常见的是组织相容性抗原问题,也就是机体识别异己的问题。

但是对于一个器官来说,这种识别是非常广泛的。

以心脏为例,很多人简单地认为心脏只负责跳动泵血就行。但事实上,作为一个器官,它可是拥有千亿到万亿规模的细胞,自身一直在进行代谢。

我们以临床上常见的小鼠为例,小鼠数据库MGI(Mouse Genome Informatics)堪称最全面的数据库之一,记录了各种数据。

光是一个心肌系统,大概包括了这么多组织。里面的组织还有实时表达的各种基因,最终汇总下来,估计几千种的蛋白是有可能的。

人类对于同类的蛋白尚且排斥,更别提异种蛋白无时无刻不在进入到血液中。这种结果就是,人体会持续排斥。尽管我们可以用免疫抑制剂,但是这东西不仅是贵,关键它并不是全能的。

结果就是,随着时间持续,免疫不断地再杀这颗猪心脏,直到杀死。没办法,免疫就是这么机械。

02,基因编辑

其实,这次猪异种器官移植,最大的亮点其实是:基因编辑。

比如2020年,Nature Biomedical Engineering上发表的猪基因编辑研究。

换了猪心的人为什么才活了两个月?

采用的是CRISPR-Cas9和转座子技术结合在一起,一共修改了13个基因,修改了猪与人之间免疫和凝血方面的不兼容性,并完全消除了猪内源性逆转录病毒(PERV)。这里解释以下两个问题

1,基因数量是个很重要的词汇

尽管可能各位觉得基因编辑已经日新月异如神仙一般,其实现实中,有很多问题,典型的就是边际效率以及细胞的存活率问题。

而多个基因同时编辑,更是难上加难,比如ABCD同时编辑,就会出现ABCD\ABC\ACD\ABD\BCD\AD……等等一系列组合,筛选都难。

换了猪心的人为什么才活了两个月?

那么多次编辑呢?会造成染色体十分脆弱,这也是工程中常见的问题。

2,编辑哪些基因的问题。

这个问题其实更麻烦,猪的基因组和人基本差不多,2万多个基因,到底换哪些,大家也在讨论。

目前我看到的最长的list已经上百了。大家也在总结经验。

目前一般必须编辑的是GGTA1,这个是负责超急性免疫排斥的。

换了猪心的人为什么才活了两个月?

但是在这个基础之上,就有争议了。比如perv,至少我了解目前国内就有争议,一边是杨璐涵和church他们认为必须敲perv,一边是国内另一帮做猪器官移植的认为perv这东西其实并没有观察到的有害,过度敲除可能会导致基因组出问题。

03,基因编辑存在的问题

在此基础上,就是两大类了。

一、免疫相关

大家都容易理解,比如补体基因CD系列等,毕竟免疫直接相关。

二、功能基因

我们可不希望移植过去的还是一个纯粹的猪器官,不能表达人需要的蛋白,哪也没意义。

换了猪心的人为什么才活了两个月?

而且再往下,还有个更麻烦的问题是:编辑的基因越多,这个器官就会面临猪自己也排斥的情形,这就尴尬了。

因为,我们首先要让器官在猪身上存活,然后才能将其移植给人。

所以现在大家也在探讨,到底编辑到什么度才好。

但是不管如何,我觉得这是个好方向。

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