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【蘇和仲專欄】首例豬腎臟移植對未來意味著什麼

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首次將豬腎移植到活人體內的早期成功讓研究人員對涉及豬器官的更大規模臨床試驗充滿了希望。此類試驗可以將「異種移植」(在人類受體中使用動物器官)帶入臨床。斯姆里蒂·馬拉帕蒂& 馬克斯·科茲洛夫 Smriti Mallapaty & Max Kozlov發表在最新一期《自然》(Nature)的<首例豬腎臟移植:這對未來意味著什麼(First pig kidney transplant in a person: what it means for the future)指出,手術的早期成功讓研究人員對異種移植器官的臨床試驗很快就開始充滿希望。

經過 (The early success of the operation has made researchers hopeful that clinical trials for xenotransplanted organs will start soon.)豬腎的受贈者是一位患有末期腎衰竭的62歲男子,名叫理查德‧斯萊曼(Richard Slayman)。據他的移植外科醫生稱,他在 3 月 16 日接受手術後恢復良好。腎臟取自一頭小型豬,該豬攜帶創紀錄的 69 項基因組編輯,旨在防止捐贈器官出現排斥反應,並降低潛伏在器官中的病毒感染受體的風險。

基因編輯豬腎移植後猴子存活兩年

中國杭州啟函生物科技有限公司首席執行官、生產這種豬的生物技術公司 eGenesis 的創始人楊鹿表示,該案例表明,至少在短期內,這些器官是安全的,並且功能與腎臟一樣。晗 該公司正在與美國食品和藥物管理局 (FDA) 討論計劃對其移植豬腎和兒童心臟以及從體外與受體連接的豬肝項目進行臨床試驗。eGenesis 的分子生物學家。

希望進行全面測試

美國所有將動物器官移植到活人體內的手術,包括斯萊曼的移植手術,都獲得了FDA 的「同情使用」批准,僅在一個人的生命處於危險之中且沒有其他治療方法的極少數情況下獲得批准。但楊希望新的結果將推動 FDA 批准全面的臨床試驗。楊說,異種移植可以「為患者及其家人帶來希望和生命」。

該手術也使臨床醫生距離透過使用動物器官來緩解救生人體器官的短缺又更近了一步。光是在美國,就有近 9 萬人等待腎臟移植,每年有 3,000 多人在等待過程中死亡。「儘管器官捐贈率大幅增加,我們仍然需要數百萬個器官移植到患者體內,」澳洲韋斯特米德雪梨大學的移植外科醫生韋恩·霍桑說。

「這對該領域來說是個好消息,」巴爾的摩馬裡蘭大學醫學院的外科醫生兼研究員穆罕默德·莫希丁 (Muhammad Mohiuddin) 說,他領導了首例活人豬心臟移植手術。兼任國際異種移植協會主席的莫希丁表示,臨床試驗將產生急需的有關異種移植安全性和有效性的嚴格數據。

外科醫生先前已將基因編輯的豬心臟移植到兩個活人體內。改造後的腎臟已被移植到一些因缺乏大腦功能而被宣布死亡的人身上。本週早些時候,中國的外科醫生將改良的豬肝移植到臨床死亡的人體內,並將器官保留十天。

人體免疫系統會攻擊攜帶這三種糖的細胞

為斯萊曼移植豬腎的手術花了四個小時,進行手術的移植外科醫生之一河井龍夫說。在斯萊曼的右側,保留了河合於 2018 年移植到他體內的捐贈的人類腎臟,但已經開始失敗。結果,斯萊曼恢復了定期透析,但他出現了併發症,需要經常去醫院就診,這使他成為異種移植的候選人。

Slayman 最新的腎臟來自一頭豬,經過 eGenesis 科學家的 CRISPR-Cas9 基因組編輯,修改了該動物的 69 個基因。接受該公司豬器官進行相同基因組編輯的食蟹猴(Macaca fasciculis )可以存活數月至數年1。秦說,她希望斯萊曼的異種移植腎臟能存活同樣長的時間甚至更長,特別是因為她的團隊在設計編輯時考慮的是人類,而不是猴子。

這些編輯包括刪除有助於在豬細胞表面產生三種糖的三個基因。人體免疫系統會攻擊攜帶這三種糖的細胞,將其視為外來入侵者的標誌。增加了七個基因,因為它們產生有助於防止器官排斥的人類蛋白質。

另外也進行了 59 項基因改變,以滅活豬基因組中嵌入的病毒。這些變化解決了病毒一旦進入人體就會變得活躍的風險。楊說,到目前為止,研究人員還沒有在活人、臨床死亡的人或非人靈長類動物的移植中發現這種情況發生。但一些實驗室實驗表明,這些病毒可以從豬組織傳播到人類細胞以及免疫系統受損的小鼠2。

首例豬對人類心臟移植:科學家能學到什麼?

第一個成功移植到活人體內的基因改造豬心臟結果被潛在病毒污染,這可能導致該器官最終衰竭3。Kawai 說,在批准手術之前,FDA 的一個主要擔憂是豬病原體可能感染受者的風險。秦說,eGenesis 定期對其豬進行病原體檢測,包括豬鉅細胞病毒,這種病毒可以在動物宿主體內靜靜地徘徊。

在手術之前,研究人員收集並冷凍了斯萊曼、他的家人和外科醫生的血液樣本。卡瓦伊說,如果斯萊曼出現感染,研究人員可以測試這些血液樣本,以確定它們是否是病原體的來源。

斯萊曼將繼續定期接受病原體檢測,如果他出現症狀,他的家人和照護人員也將接受檢測。

楊說,這些預防措施很重要,因為健康的豬與免疫功能低下的個體非常不同。她說,即使在移植前在豬體內沒有檢測到病毒、細菌或真菌,它們仍然可能存在並在免疫功能低下的人體內生長。“我們不知道我們不知道什麼。”

腎臟過濾掉體內的有毒物質,產生尿液並幫助控制血壓。卡瓦伊說,一旦外科醫生恢復了移植豬器官的血流,它立即變成粉紅色並開始產生尿液,這表明移植已經成功。

首例豬肝移植到人體內可維持10

腎臟健康的另一個指標是血液中一種稱為肌酸酐的化合物的水平——高水平表明腎臟沒有很好地發揮其廢物過濾作用。Kawai 說,在移植前,Slayman 的肌酸酐水平為每分升 10 毫克,但到第四天已降至 2.4。他希望該值能降至 1.5,接近正常範圍。「到目前為止,這個腎臟似乎正在按照預期的方式發揮作用,」莫希丁說。

秦說,斯萊曼最快可能明天就可以出院。他正在接受免疫抑制藥物治療,目前還沒有器官排斥的跡象。秦說,eGenesis 的目標是在豬身上找到正確的基因編輯組合,使器官接受者無需服用免疫抑制藥物,因為免疫抑制藥物會削弱人體抵抗病原體的能力。

「一直有人說,異種移植即將到來,而且永遠如此,」秦說。“好吧,現在我們中間有人攜帶豬腎——這真是太神奇了。”

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