目前捐赠的人体器官，远远满足不了器官移植的需求，为解决这一问题，科学家们开始考虑异种器官移植。而猪的生长周期比较短，繁殖率也很高，器官大小与人体相似，被科学界公认为是异种器官移植的理想供体。
要想把猪的器官移植到人体内，我们面临以下两个风险：一是猪身体的细胞中，有内源性的逆转录病毒，是潜在的异种器官移植风险；二是不同物种之间会有免疫排斥，受到免疫系统攻击后，不但植入的异种器官不能长久存活，还可能引发严重的临床症状。
在研究人员近日发表于《自然·生物医学工程》上的最新研究结果中，通过基因编辑技术制造的“猪3.0”，理论上解决了上述两个问题。但“猪3.0”是否能够给人类提供移植用的器官，可能还需要花上数年的时间，先进行灵长类动物的实验，再进行临床验证才能得知。
我国每年有数十万患者在苦等器官移植，甚至在等待的过程中迎来死亡。有些器官、脏器有严重损伤、功能衰竭的患者，只能期待通过器官移植来获得新生。然而，需要器官移植的患者众多，光靠自愿者捐赠的器官是远远不够的。有数据表明，我国每年等待器官移植的患者约有30万，但每年能成功进行的器官移植手术仅约2万例，器官移植供需间的巨大鸿沟，不仅仅是中国的问题，是全世界国家都正在面临的严峻问题。
人们自然而然就会开始思考，人工培养动物的器官供给人类移植，是不是就可以把问题解决了？但是，民间有种说法叫做“羊肉贴不到狗身上”，不同物种间有着非常强的免疫排斥，天然的物种间都无法进行异种器官移植。如果强行给人移植动物的器官，不但人体免疫系统会对异体器官进行攻击，导致器官坏死，接受移植者体内免疫系统产生的排斥反应，如果没有及时治疗，还会引发严重的临床症状。
即便是使用跟人类相对来说比较接近的猴子，异种器官移植也无法获得成功，只有使用基因工程技术，对物种进行改造后才可能行得通。但是为什么科学家们选择了猪，而不是猴子呢？这是因为与人类同属灵长类的动物，如猴子、猩猩等，生长周期都比较长，繁殖率也较低。如果用于改造成为器官移植的供体动物，不但饲养成本较高，也不容易满足器官移植需求。
相比之下，猪的生长周期较短，繁殖率也很高，猪器官大小与人类也非常相似，所以被科学界公认为是异种器官移植的理想供体。
近日，杨璐菡团队在《自然生物医学工程》上发表的论文，表明第三代基因编辑的猪（“猪3.0”）已经获得成功。杨璐菡团队从“猪1.0”一步步走到“猪3.0”，每一步都是在解决异体供体的技术难题，让我们一起回顾下他们都做了哪些努力。“猪1.0”是在2017年获得成功的。
在猪的染色体上，有一些内源性逆转录病毒的基因。这些基因平时处于潜伏状态，在猪身上并不会制造出病毒，猪也不会有感染病毒的症状。但是，如果将猪的器官作为供体移植到人体，这些潜伏的病毒基因，就有被唤醒的可能，导致出现病毒感染的症状，这是异种器官移植的潜在风险之一。杨璐菡和她当时所在的团队及合作单位使用基因编辑的技术，将这些“潜伏者”病毒基因敲除，培育出了“猪1.0”，这世界上首批不带逆转录病毒基因的猪。
“猪2.0”是在2018年获得成功的。解决了病毒基因的问题后，移植入人体的猪器官还是要面临被排斥的结局，因为人体的免疫系统判断出这并不是人体的器官，是个“入侵者”。杨璐菡和她当时所在的团队通过CRISPR基因编辑技术，敲除了3个猪的基因，又通过转座子技术，植入了人类的9个基因。
被敲除掉的这3个猪的基因与细胞表面蛋白进行糖基化的酶有关，由于这些糖基化反应在灵长类动物体内都没有，人体马上就能意识到该移植器官并非自己的。而“猪2.0”新加入的9个人类的基因，大多跟免疫识别有关。总之，通过以上基因改造，猪的器官上已经没有了特殊标志，还添加了人体细胞的特有的装饰，告诉人体免疫系统“别吃我”！
而如今的“猪3.0”，则结合了前两代的优势，在“猪2.0”在免疫排斥方面有所突破的基础上，使用“猪1.0”的技术，又敲除了内源性逆转录病毒。现在体外免疫测试中，已经分辨不出“猪3.0”细胞和人细胞的区别。同时，由于基因改造，“猪3.0”细胞与人体凝血系统的兼容性更强，还减少了凝血的风险，可以延长移植器官的寿命。
2017年，参与“猪1.0”研究的哈佛大学医学院遗传学教授乔治·丘奇就曾大胆预测，经过基因编辑的猪器官将在两年内移植到人体内。显然，这个预测太乐观了，时至今日，人体试验尚未开始。“猪3.0”相比起“猪1.0”绝对是个提高，也称得上是异种器官移植在安全性和有效性上迈出的重要一步。但在移植入人体之前，我们是否还需要“猪4.0”、“猪5.0”？都还是未知数。
在“猪3.0”中，删除的三个猪的基因都是跟糖基化有关的，其中一个基因是GGTA1。2002年曾经有研究成功培育了GGTA1基因失活的猪，并在2005年进行了猪心移植试验，受体是狒狒。猪心在狒狒体内的平均存留时间是74天，最长的记录是179天。179天在当时已经是最好的记录了，可对人显然还是远远不够的，即便可以有无穷多的猪可以提供移植用的心脏，但要患者半年做一次换心手术，肯定是吃不消的。
在另外一个研究中，实验猪在删除了GGTA1基因的基础上，还表达了一个人体免疫攻击有关的蛋白CD55。结果把猪的肾移植给恒河猴后，再使用一定的免疫抑制，猴子可以生存400天以上。
如今的“猪3.0”，比之前的研究基因改造的更加充分，被删除的猪基因增加到3个，表达的人类基因增加到了9个，相信“猪3.0”的器官在移植受体中会更低调，被排斥的风险会更小。但是，到底能坚持多长时间呢？要想知道答案，“猪3.0”必须先进行移植入灵长类动物的试验，测试移植器官到底在受体中能生存多久，再做进一步考虑。
如果在灵长类动物的实验中，移植的猪器官能坚持数年，那就是一个极大的突破。要一切顺利，才能进行人类临床试验，这期间光是观察、收集数据就需要等上好几年。
等待是不容易的，有几十万，甚至上百万的患者，都等不到捐赠的器官，也等不到转基因猪的器官。实实在在的科学研究，需要时间，谁都不好说异体器官移植能够实现的那天还有多远。但从“猪1.0”到“猪3.0”，我们已经看到了希望，但愿在不久的将来，这项技术能够成功突破，造福那些深陷在漫长的等待中的人们。