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新知丨全球首例猪心脏移植人体手术完成——基因编辑后的心脏,能否给生命带来新曙光?
2022/01/18 20:39  新华报业网  

  交汇点讯 当你的心脏即将停止跳动,如果有一个机会可重获“心”生,哪怕是一颗猪的心脏,你会接受吗?为了活下去,57岁的美国人戴维·贝内特选择了接受。

  当地时间1月10日,美国马里兰大学医学中心公开发布消息表示,中心通过手术,成功将一颗经过基因编辑的猪心脏移植到心脏病晚期患者戴维·贝内特体内。截至目前,患者心脏工作表现正常,患者身体状况良好。

  人类从未停止对生命的探索,也自然不会拘泥于自然所赋予的躯体本身。全球首例猪心脏移植人体手术,无疑给器官移植技术带来了更宽广的发展空间,也给生命科学带来了更多的希望与思考。

  这场特殊的心脏移植背后有怎样的科技突破?为什么会选择猪心脏移植?当前心脏移植面临哪些难题?当心脏因疾病即将停止跳动的时候,我们还有更多的选择吗?本期《科技周刊》,记者带着这些问题采访了有关专家。

  一次大胆的尝试引发关注

  移植手术后,依旧要闯重重难关

  当公众在关注全球首例转基因猪心脏移植事件的同时,医疗圈内也早已引发讨论。

  在接受《科技周刊》记者采访时,省医学会心脏大血管外科分会副主任委员、省人民医院心脏大血管外科主任、博士生导师邵永丰教授表示:“这一次手术,对心脏移植来说无疑具有里程碑意义,扩大了供体器官的来源,可能在将来给人类更多选择的机会。”

  省医学会器官移植分会委员兼学术秘书、常州市第一人民医院泌尿外科副主任、主任医师薛冬告诉记者:“大家普遍认为,这将是医学史上跨时代的事件之一,对于器官衰竭患者来说,给予了他们更多的希望与机会。”

  邵永丰向记者介绍,器官移植分为异种移植、同种异体移植和亲体移植。其中,亲体移植是指有血缘关系的亲人之间的器官移植;同种异体移植指器官的供者和受者同种但非同一个体,遗传基因有差异,常伴排斥反应;此次的猪心脏移植就是异种移植,即跨物种器官移植。当前国内90%以上的器官移植都是同种异体移植,亲体移植只占少部分,异种移植在临床上并无先例。

  从专业角度,邵永丰更关注的是患者移植手术之后的预后问题。“当被基因编辑过的猪心脏移植到人的体内后,这位患者依旧有重重难关需要闯。”邵永丰说,“首先是术后恢复关,虽然媒体报道目前患者已脱离ECMO(体外膜肺氧合)并开始下地走路,但未来情况如何尚不可知;其次,虽然目前患者没有出现急性器官排异反应,但此后会不会出现排异反应或慢性排异反应仍是未知数;此外,移植手术后人的抵抗力和免疫力较低,此时人体是否会出现感染,也是需要挺过的一关。一切,都需要时间来验证。”

  其实,有关猪的异种器官移植,科研人员早在多年前就已经开始研究。目前,猪的心脏瓣膜、眼角膜等组织工程产品已广泛应用于人体临床,猪胰岛细胞和皮肤异种移植已进入人体临床试验阶段,而猪的肾脏这种大器官的异种移植也已完成临床前试验,具备开展人体临床试验的基础。薛冬告诉记者,2021年10月,美国外科医生曾首度成功将猪的肾脏移植到一位脑死亡的患者身上,并且没有引发排异反应。

  一颗基因编辑过的心脏

  能否为等待器官移植的患者带来福音

  任何一次器官移植手术之后,排异反应都是术后的最大挑战。当人的机体察觉到外来器官时,抗原、淋巴细胞会首先作出反应,产生抗体。即使手术成功,患者也必须终身服用抗排药物。

  而当一颗没有被基因编辑过的猪心脏被移植到人的体内后,人体会迅速出现超急性免疫排异反应,结果可想而知。因此,基因编辑是猪器官移植到人体后不会出现大的排斥反应的前提。此次手术的关键点,在于那颗被基因编辑过的猪心脏。

  江苏省异种器官移植重点实验室主任、南京医科大学特聘教授戴一凡告诉《科技周刊》记者,科学家们利用一种细菌酶在哺乳动物细胞内剪辑基因,猪心脏的生长激素受体基因被敲除和灭活后,可以防止移植后的猪心脏在人体内继续生长。而且猪心脏内导致人类出现超急性排斥反应的三个基因也被敲除,以保证移植顺利进行。此外,还有六个人类抗排斥反应的基因被插入到了供体猪的基因组中,以使人体免疫系统更能耐受猪的心脏。

  人类属于灵长类动物,与灵长类其他动物在生理解剖和新陈代谢等方面相似。此次移植手术,为什么不选择移植猴子或狒狒的器官,而是选择猪的器官呢?戴一凡介绍,灵长类动物曾被认为是异种器官移植理想的供体。但灵长类动物培育时间长,繁殖率低,饲养成本也较高,个体比人小,很难满足人类器官移植的需求。而且非人灵长类动物危险性很大,它们自带的一些病毒如SIV(猴免疫缺陷病毒)、埃博拉病毒很容易传染给人类,当它们的器官移植到人体上发生重组之后,甚至会产生更多有害病毒。此外,国际动物保护协会强烈反对选择非人灵长类动物做器官供体。

  “猪是异种器官供体的最佳选择对象在国际上已成为共识。”戴一凡说,猪的基因、结构与人类有许多相似之处。猪的心脏与人的心脏大小差不多,其管道分布和动力输出也相类似。再加上猪产仔多,生长快,成本低,所以被认为是最佳供体物种。

  戴一凡介绍,目前,异种器官移植仍处于前沿科技赛道,世界上只有美国、德国、中国、日本等几个少数国家开展研究,大部分是以实验室的方式进行,少量以企业的方式进行研究。在我国,异种移植研究正处于临床前阶段,部分医院及研究机构、公司已经展开布局,将猪的大型器官移植进猴子体内的试验已经开展多年。国内目前已有数家致力于研发异种器官移植的公司。开展临床试验是实现技术超车的关键。“我国在基因编辑、移植技术方面和国际水平之间并无差距。”

  心脏移植供体短缺成最大难题

  如何才能延续生命的希望

  数据显示,当前中国大约有1200万心衰病人,其中有5%左右为重症心衰患者。而随着心血管疾病的年轻化,全球心衰患者呈逐年上升的趋势。对很多人来说,心脏移植是他们活下去的唯一希望。

  邵永丰告诉记者,目前,国内的心脏移植手术的技术已经相当成熟,手术成功率在95%左右。但是,每年接受心脏移植手术的患者却只有500-600人。“心脏移植供体紧缺是限制心脏移植的最重要因素。遗憾的是,相对于肝脏和肾脏来说,受心脏器官的特殊功能和地域风俗影响,心脏的器官供体较少。”

  心脏供体有怎样的标准呢?邵永丰介绍,首先,这颗心脏必须是一颗年纪在60岁以下的心脏,最好在55岁以下。况且,这颗心脏必须没有重大心脏疾病、没有传染病、且不存在被感染的情况。此外,心脏的移植者和提供者的体重、身高需要基本一致,差异须保持在15%以内,两人的血型和HLA抗原需要相配。

  那么,在供体短缺、安装人工心脏存在局限性的情况下,未来的心脏移植是否还有第三种方案呢?邵永丰表示,移植技术发展的顶峰,以心脏移植为例,还是用患者自身的干细胞或胚胎细胞通过实验室培养制造出一颗与原始心脏“同根生”的心脏,但目前这项技术并不成熟,依旧存在于美好的愿景之中。

  “我们必须冷静、客观地看待此次的心脏移手术。这只是一个特例,并不意味着未来一大批心衰患者可以通过移植‘猪心脏’来挽救生命,真正运用到临床还很遥远。”邵永丰认为,即便等技术已经相当成熟,这样一颗不一样的心脏肯定不会便宜,治疗费用同样也是需要考虑到的现实问题。因此,异种心脏移植要在临床上实现应用,仍是“路漫漫其修远兮”。

  诚然,此次将基因改造后猪心脏移植到人的体内,是一种具有里程碑式的科学尝试。但在延续生命希望的这条路上,依旧充满着各种道德伦理上的困境、技术上的限制与现实中的无奈。但即使在这种情况下,仍然有无数科研人员,正在朝着拯救生命、延长生命希望的大道上奋力奔跑,“上下求索”。

  》》新闻多一点

  据世界卫生组织(WHO)统计,全世界每年大约有200万人需要器官移植。然而,阻碍这些患者的最大难题不是技术问题,而是器官供体的严重短缺。南京市红十字会相关工作人员介绍,受器官捐献科普宣传力度、传统观念等诸多因素影响,目前我国的器官移植供体远不能满足临床需求,供需差距大,矛盾突出。

  记者从南京市红十字会了解到,截至2021年底,南京共有4.4万人登记成为遗体或人体器官捐献志愿者。从2010年至今年1月14日,在南京完成器官捐献的总人数为344人,其中完成心脏捐献的有24人,占总捐献人数的7%。当器官捐献者宣布临床死亡后,器官会被快速获取,并进入中国人体器官分配共享计算机系统,移植给最需要的人。

  南京市红十字会呼吁,器官捐献是生命的延续,是爱的传递。希望更多的人、特别是年轻人积极加入到捐献志愿者行列中来,为器官衰竭患者带来更多希望。想要成为器官捐献志愿者的市民,可拨打电话025-83612797咨询或扫描下方二维码登记加入。

  新华日报·交汇点记者 叶真 张宣

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责编:顾志铭

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