摘要:中国一个外科医生和科学家团队成功将一枚经过基因编辑的猪肺移植到一名脑死亡的人体受者体内,并维持其生理功能长达九天。这一里程碑式的突破于本周发表在国际顶尖医学期刊《自然-医学》上,标志着异种移植(xenotransplantation)领域迈出了关键一步,为解决
中国一个外科医生和科学家团队成功将一枚经过基因编辑的猪肺移植到一名脑死亡的人体受者体内,并维持其生理功能长达九天。这一里程碑式的突破于本周发表在国际顶尖医学期刊《自然-医学》上,标志着异种移植(xenotransplantation)领域迈出了关键一步,为解决全球性器官短缺危机,尤其是在最为复杂的肺移植领域,开辟了新的可能性。
这项手术由广州医科大学附属第一医院的何建行教授团队主导,于去年5月15日进行。接受者是一名39岁的男性,此前因重型颅脑损伤被判定为脑死亡。在征得家属同意后,团队将一枚经过多重基因编辑的猪左肺移植到其体内,模拟了临床上常见的单肺移植手术。
在移植后的九天观察期内,这枚猪肺展现出令人鼓舞的功能。监测数据显示,它成功地与人体循环系统连接,维持了有效的通气与气体交换,为受者身体提供了必需的氧气。至关重要的是,手术并未引发“超急性排斥反应”——这是异种移植中最迅速、最致命的免疫攻击形式。同步进行的病原学监测也未发现任何活跃的感染迹象。第九天,研究按计划在家属的要求下终止。
这一成就被视为异种移植领域的“概念验证”性胜利。此前,科学家已在美国和中国成功将基因编辑猪的心脏、肾脏、肝脏和胸腺移植到人体,但肺脏移植因其独特的生理复杂性,一直被视为该领域的“最后堡垒”。
“肺是所有可移植器官中最难的一种,”美国马里LAND大学医学院的外科医生及研究员穆罕默德·莫希丁(Muhammad Mohiuddin)评论道。莫希丁是全球异种移植领域的权威人物,他曾在2022年领导了全球首例将猪心脏移植到活体患者的手术。
他解释说,肺脏拥有极为丰富和密集的血管网络,这使其极易受到宿主免疫系统的攻击,从而导致迅速的血栓形成和组织损伤。此外,与其他内部器官不同,肺直接与外界空气接触,这大大增加了感染和复杂免疫反应的风险。“我非常赞赏他们的努力,”莫希丁表示,“这是迈向肺异种移植临床应用的第一步。”
此次移植手术的成功,得益于尖端的基因编辑技术。供体猪由中国成都的克隆根生物技术公司(Clonorgan Biotechnology)培育,其基因组经过了六处关键编辑:研究人员敲除了三个会引发人体强烈免疫排斥的猪基因,同时插入了三个人类基因,这些基因能表达“保护性”蛋白,旨在帮助器官“伪装”自己,从而躲避人体免疫系统的攻击并防止血栓形成。
尽管取得了历史性突破,但详细的研究报告也客观地揭示了前路上依然存在的巨大障碍。在移植手术完成24小时后,研究团队观察到移植肺出现了水肿,这类似于临床上常见的“原发性移植物功能障碍”,可能与器官在移植过程中因暂时缺氧而造成的缺血再灌注损伤有关。
更严峻的挑战出现在术后第三天和第六天。监测数据显示,受者体内产生了抗体,并开始攻击这枚外来器官,造成了组织损伤。尽管后续损伤有所减轻,但这清晰地表明,即使经过了多重基因编辑,人体的适应性免疫系统仍然被激活,并对猪肺发起了“延迟的”排斥反应。此外,炎症因子如白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-10(IL-10)的显著升高,也反映出机体内部正在发生一场复杂的免疫风暴。
研究作者在论文中承认,为了实现长期存活,供体猪的基因改造方案和人体的免疫抑制药物方案都需要进一步优化。莫希丁也建议,改进器官的保存方法,例如在器官离开供体后,利用特殊保存液在体外对其血管网络进行持续灌注,可能有助于降低移植初期的组织损伤风险。
这项研究的最终目标是为每年数以万计因等不到人类捐献器官而逝去的终末期肺病患者提供新的生机。澳大利亚悉尼大学的移植外科医生韦恩·霍桑(Wayne Hawthorne)表示,这项工作的下一步将是进行小规模、严格控制的临床试验,主要针对那些已经没有其他治疗选择的患者。“他们是那些最终会在器官移植等待名单上死去的病人。”
目前,全球范围内的监管机构对异种移植的态度正变得日益开放。今年,美国食品和药物管理局(FDA)已批准了猪肾和猪肝的临床试验。中国的这项最新进展无疑将进一步推动全球在该领域的探索。
研究团队指出,未来的工作重点将是开发更先进的基因改造策略,例如添加更多能够抑制补体系统、调节凝血通路和减轻炎症反应的保护性基因,以构建一个更强大的、能够抵御人体免疫系统攻击的“超级器官”。
总而言之,这次成功的猪肺人体移植,既是一座光芒四射的里程碑,也是一幅描绘未来挑战的清晰路线图。它以无可辩驳的事实证明,将动物器官用于人体的设想在技术上是可行的,但要将其从实验室中的九天功能验证,转变为能够拯救生命的常规临床疗法,人类科学还有很长的一段路要走。
来源:人工智能学家