据科技日报4月26日报道，美国纽约大学朗格尼健康中心官网24日消息，该中心外科医生进行了首例机械心脏泵（LVAD）和基因编辑猪肾移植联合手术。该手术代表了多种医学进步的融合，展示了现代医学的可能性和希望。此前还没有使用机械心脏泵的人接受任何类型器官移植的记录，将基因编辑猪肾移植到活人体内则是第二次，然而是第一次与胸腺结合。
外科医生于2024年4月12日在纽约医院为丽莎·皮萨诺进行了手术。图片来源：乔·卡罗塔/纽约大学朗格尼移植研究所手术前，54岁的女病人丽莎·皮萨诺患有心力衰竭和终末期肾病。如果没有心脏泵，心力衰竭会让皮萨诺的预期寿命只剩下几天或几周；她的肾病需要透析，透析期间不符合使用心脏泵的条件；抗体反应又让她没办法接受传统的肾移植。研究人员称，对其治疗宛如“身处迷宫，找不到出路”，直到他们决定了猪肾移植的方案。
图片来源：视频截图此次，医生分两个阶段九天内完成了这一壮举。在4月4日进行的第一次手术中，医生给皮萨诺植入了心脏泵。第二次手术是异种移植。4月12日，团队给她移植了基因编辑猪肾和猪胸腺，以帮助抵抗排斥。研究团队对猪进行基因工程改造，破坏或“敲除”负责产生α-gal的基因。纽约大学朗格尼分校之前的研究表明，去除α-gal能防止抗体反应，这种反应可能导致异种器官产生致命的超急性排斥。
此前移植的供体猪胸腺，则负责“教育”免疫系统，通过手术将其放置在肾脏覆盖物下，以减少排斥的可能性。
研究人员表示，通过使用经过单一基因改造的猪，医生可更好了解基因组中某一个关键的稳定变化在异种移植成功方面所发挥的作用。由于这些猪可繁殖，因此也不需要更复杂的克隆，这是解决器官短缺问题的可持续、可扩展方案。
这是世界上首次对透析患者进行LVAD手术，并随后展开肾脏移植。团队认为，衡量成功的标准是患者有机会获得更好的生活质量，并且有更多时间与家人共度时光。
皮萨诺是医生见过的最棘手的病人：她原本就对人体组织有高水平有害抗体，如果是等待人类肾器官移植，需要很多年才能找到匹配对象。但不进行肾移植的话，她使用心脏泵还进行透析，死亡率非常高。幸好，医生团队找到了猪肾移植这条路。这一系列手术后，她已经能靠助行器进行少许活动了。她丈夫说：“我重新看到了妻子的笑容。”这对医生团队来说，就是最大的奖励。
据了解，美国有近104000人在等待移植名单上，其中89360 人正在排队等待肾脏手术，去年只有27000人等到了人类肾脏供体，而美国有近808000人患有终末期肾病。
肾脏移植，是治愈终末期肾病的唯一方法。
本月7日，西京医院微信公众号发文称，3月25日，空军军医大学西京医院泌尿外科主任秦卫军团队实施了一例多基因编辑猪-脑死亡受者异种肾移植手术，将一只多基因编辑猪的肾脏，移植到一位脑死亡受者体内。“截至4月7日，移植肾已持续工作13天，其在受者体内功能良好，正常产生尿液。”这是该院继3月10日世界首例“多基因编辑猪-脑死亡受者”异种肝移植成功后，在异种移植研究领域取得的又一重大突破。
空军军医大学西京医院泌尿外科主任秦卫军介绍，对猪的细胞进行基因编辑已是一项相对成熟的技术。本次就是用的一头被改造了5个基因的供体猪。它被敲除了3个会引起超急性和急性排斥反应的基因，转入了1个人补体调节蛋白基因及1个人凝血调节蛋白基因。
秦卫军还介绍道，猪的繁殖能力较强，易于规模饲养，这些使得猪成为目前技术条件下异种移植供体的最佳选择。针对解决排异的问题，秦卫军表示，目前最主要的转基因技术是CRISPR/Cas9技术，团队通过敲除/转入这两大策略，降低异种移植排斥反应的发生。
当下，器官短缺已成为移植领域面临的全球性难题。据世界卫生组织（WHO）的数据，每年全球只有不到10%的器官移植需求能得到满足。在我国，终末期肾病患者超过百万，但每年开展的同种异体肾移植手术仅1万余例，很多人因等不到合适的肾脏而失去生命。
人类器官“不够用”，医学界很早就想到动物。异种器官移植被认为是未来解决人类移植器官短缺最可能的方向之一。早在20世纪60年代，医学界就开展了多项人类异种器官移植手术，选择黑猩猩和狒狒等灵长类动物作为肾脏、肝脏等移植器官供体。但由于排异反应严重，接受移植者术后存活时间很短。这些早期的异种器官移植手术让科学家意识到，免疫排异是异种器官移植最大的技术挑战。
近年来，在基因编辑等新技术推动下，以猪作为供体的异种器官移植取得较大进展。猪因其器官组织结构、生理功能和尺寸与人体器官相近，并且与人类亲缘关系较远，人畜共患疾病较少，因而被视为人类异种器官移植的理想供体之一。科学家通过基因编辑“敲除”猪体内可能引起排异反应的基因，并插入一些人类基因，从而提高接受移植者长期存活的可能性。
培育的基因编辑供体猪 图片来源：封面新闻随着基因编辑技术和免疫学的深入发展，异种移植研究或有望成为解决器官短缺的新途径。那么，我国基因编辑供体猪器官离真正惠及患者还有多远？
经过基因编辑后的猪肾 图片来源：中国科学报微信公众号为西京医院猪-人异种肾移植手术提供肾脏的中科奥格生物科技有限公司创始人、董事长潘登科预测，未来两至三年，也许更快，为无法等到器官移植的病危患者进行的异种器官移植的手术可能会开展，“开始不会大规模的应用，只有严格符合要求的患者，才能成为首批基因编辑猪器官惠及的患者。”
另据新华社3月底的一篇报道，开展更大规模的异种器官移植临床手术还有诸多困难和挑战，除了免疫排异反应、动物器官病毒传播、跨物种适配等科技难题之外，目前对人体移植动物器官的长期健康影响、接受移植者生活质量、移植器官功能维持状况等领域还缺少研究。同时，社会上对异种器官移植的伦理边界和相关立法还存在巨大争议。
对异种器官移植的未来保持乐观的同时，还需看到人类与动物器官“共存”仍前路漫漫，有待医学界艰难探索、审慎推进。
编辑|程鹏 杜波
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