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基因編輯豬:讓異種器官移植成為可能

2023年03月16日09:20 | 來源:華西都市報
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原標題:基因編輯豬:讓異種器官移植成為可能

  近年,豬器官異種移植的研究進展似乎為我國每年30萬排隊等候器官移植的人群帶來了新希望。2022年初,美國馬裡蘭州,一顆豬心臟在一位57歲終末期心臟病患者體內成功跳動,這例移植手術首次証明,轉基因動物的心臟可以像人類心臟一樣運作,而不會立即被身體排斥。

  2022年末,中國西安,四隻恆河猴的身上被分別移植了一頭國產基因編輯豬的六個器官與組織,實現了全球首例“異種多器官、多組織同期聯合移植手術”。

  為什麼豬器官能為人所用?人類有望用到哪些豬器官?近日,華西都市報、封面新聞記者探訪了中科奧格生物科技有限公司(簡稱中科奧格)基因編輯豬繁育中心,專訪四川省人民醫院器官移植研究所副所長,中科奧格創始人、董事長兼首席科學家潘登科尋找答案。

  為什麼基因編輯豬器官是首選?

  資料顯示,豬器官不但體積和組織結構上和人類器官非常相似,而且可避免靈長類動物作為異種供體源的倫理問題,被認為是人體異種器官來源以及異種細胞再生的首選動物。

  但直接將正常的豬器官移植至病人體內,會出現一系列的免疫排斥反應,如超急性排斥反應、急性血管性排斥反應和慢性排斥反應等。

  同時,豬內源性逆轉錄病毒對病人也具有潛在風險。內源性逆轉錄病毒是嵌在細胞內基因組的病毒,在豬身體裡不會有毒性,但當豬的細胞和人的細胞接觸時,內源性逆轉錄病毒會從豬的基因組“跳”到人的基因組中。因此,避免免疫排斥反應和跨物種感染是實現豬的器官異種移植首先要解決的兩大問題。而利用現代生物技術,培育出符合異種器官移植要求的基因編輯豬就是解決這兩大問題的路徑。

  “比如說,我們利用基因改造,把一些會引起免疫排斥反應的抗原去除。”採訪中潘登科告訴記者,當豬經過一系列基因改造,其器官移植入人體后引起的排斥反應就非常小了。此外,這些改造還能敲除內源性逆轉錄病毒,避免該病毒的跨物種感染。

  器官供體豬新家超潔淨

  目前,中科奧格基因編輯豬繁育中心生活著10余個品系可提供異種器官移植的基因編輯小型豬,准備為腎臟、心臟、胰島、角膜、皮膚等器官或組織的移植試驗作出貢獻。

  這些通過先進生物技術孕育出的器官供體小豬成長環境也不一般。這次記者雖然到了繁育中心,卻並沒有如願和這些小豬們來一個“親密接觸”,隻能通過監控觀察它們——為了避免外界細菌、病毒污染,隻有經過兩道淋浴消毒環節以及隔離72小時的措施,才能進入飼養小豬的地方。

  在不久的未來,中科奧格的小豬們還將入住一個更加潔淨的居所——DPF醫用供體豬培育中心。據介紹,該設施能為小豬們提供相當於醫院手術室級別的超潔淨級環境,保証它們在培育過程中不受外界病原微生物等因素的侵襲。因為中心還未啟用,記者得以一睹它的內部構造。

  參觀DPF醫用供體豬培育中心可以發現,大到房間位置的整體規劃,小到每個房間的設施細節,都圍繞著“潔淨”這個目標進行了科學設計。比如,在建筑入口處設置了淋浴房,設施啟動后,工作人員隻有在隔離數日並沐浴后才能接觸到內部的小豬﹔在用於母豬分娩的手術間,牆被開了一個圓洞,一條大塑料管道從中伸出,連接著隔壁“育兒房”的無菌培養箱,這樣小豬出生后就能在最短的時間和距離進入潔淨生長環境。

  為什麼要為小豬們打造如此嚴格的培育環境?潘登科表示,這是出於生物安全考慮,為即將到來的人體臨床試驗做准備,“主要得益於現在先進的基因編輯技術,排斥反應已經能被較好地克服,異種器官移植的進展離臨床很近了。豬器官異種移植進入到人體的臨床試驗階段,一定要在生物安全級別非常高、類似無菌的環境下進行。”

  此外,這種潔淨的環境也便於以后器官供體豬的工廠化、標准化生產,並避免豬的疾病通過異種器官移植傳染給人,“通過在這種環境下持續飼養,可以把它表面的病原微生物都淨化掉”。

  未來或率先提供腎臟等器官

  潘登科回憶,從2013年至今,來自基地的小豬已經參與過將近50次異種器官移植動物試驗,其中肝臟異種移植試驗二十幾例,腎臟、胰島移植試驗十幾例,幫助團隊在異種器官移植和基因編輯豬培育方面積攢了眾多寶貴經驗。

  而最近參與的一次試驗就是四隻恆河猴的“異種多器官、多組織同期聯合移植手術”。當時,潘登科團隊和竇科峰院士團隊一起,完成了將最新的基因編輯豬的肝臟、腎臟、心臟、皮膚、角膜、軟骨多個異種器官和組織分別移植給四隻恆河猴。

  這是全球首例“異種器官同期聯合移植手術”,它的成功進一步拓展和証實了異種移植未來可能的適用范圍,為解決供體短缺和器官衰竭患者救治提供了科學數據和技術儲備。

  那麼在多久之后,需要器官移植的患者能受益於基因編輯豬呢?

  潘登科表示,或許不像想象中那麼遙遠,慢則三五年,快則兩三年,從豬到人的異種器官移植就可能進入臨床研究階段,而在未來的八到十年后,這種異種器官移植就可能被大規模應用。

  彼時,小豬們可能會率先為需要腎臟、肝臟、胰島、皮膚、角膜等器官組織移植的患者提供幫助,“對於豬的異種器官移植,我們現在有幾個主要攻關方向,第一個是腎移植。其次是胰島,它相較於腎移植會簡單一些。肝臟的移植相對較難,但我們也在開拓,而皮膚和角膜這類組織的移植也是我們研究的方向。”

   華西都市報-封面新聞記者 譚羽清

(責編:彭茜、羅昱)

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