如果你的某个器官,比如肾脏、心脏或肝脏,几乎完全丧失了功能,而又没有合适的人类器官可供移植,你愿意移植一个猪器官吗?这不是笑话,而是一些医生和研究者正在努力的方向——一个被称为“异种器官移植”的研究领域。
2022年,57岁的心脏病晚期患者David Bennett接受了猪心移植,并在术后存活了两个月。2023年,另一名接受类似手术的患者Lawrence Faucette在手术后存活了40天。2024年,世界首例猪肾移植的接受者Rick Slayman在手术后两个月左右去世。在中国,2024年报道了一例将猪肝移植到脑死亡患者体内的手术,移植的肝脏在脑死亡患者体内的存活时间超过了10天。
2024年4月,《国家科学评论》组织了一次“异种器官移植”主题的圆桌讨论。这次讨论由赖良学教授主持,其他六位专家参与其中。赖良学:欢迎大家参加今天关于异种器官移植的讨论。首先我们可以自我介绍一下。我叫赖良学,目前在中国科学院广州生物医药与健康研究院工作。30多年来,我一直在进行动物克隆、转基因大动物和干细胞方面的研究。David KC Cooper:我是David Cooper。
我出生在英国,大约40年前移居美国。我接受心脏外科医生的培训,并对心脏移植产生了特别的兴趣。我参与了英国有史以来第一例心脏移植手术,并在开普敦与全世界第一例心脏移植手术的实施者Christian Barnard教授一起工作了几年。
关于猪心脏移植的研究,最早期的应用可能是作为一个临时的“桥梁”用于患有复杂先天性心脏病的婴儿。我们可以尝试用猪的心脏来维持婴儿的生命,直到有人类死亡者捐献的心脏可供移植,这个等待的过程通常需要几个月的时间,而在这个期间,许多婴儿可能会死亡。我们已经在狒狒身上成功地进行了这种桥接式手术。我们乐观地认为,这种方法将在治疗患有复杂先天性心脏病的婴儿方面被证明是有价值的。
异种移植,适用哪些器官?
赖良学:适合异种移植的器官有哪些?陈刚教授可以谈一谈这个问题。陈刚:肾脏和心脏是更适合异种移植的器官,因为在从猪到非人灵长类动物模型的临床前研究中,肾脏移植的效果最好,其次是心脏移植。目前异种肾脏移植后的最长存活时间为758天,在近期的一项异种肾移植研究中,几乎所有的受体都存活了半年以上。
异位心脏移植(不移除受体本身的心脏)的最长存活时间记录为近1000天,原位移植(移除受体心脏)的最长存活时间为264天。这也是现有的少数几个异种器官移植临床案例,选择心脏和肾脏移植的原因。
赖良学:肝、肺和其他器官的情况如何?陈刚:至少目前来看,肝脏异种移植不太可能用于人类患者,因为在临床前研究中,最长的存活时间不到30天。David KC Cooper:确实如此,但是对异种肝脏移植的需求很大。在早期阶段,猪肝可以作为“桥梁”移植到患者体内,在获得可供移植的人类肝脏,或者患者自己的肝脏恢复功能(这是可能发生的)前,维持患者的生命。
异种移植的临床前研究面临哪些主要挑战?
潘登科:在中国,获得合适的非人灵长类动物作为实验受体是一个巨大的挑战。我们使用的是恒河猴,它们的抗猪抗体水平比较高,显著高于美国使用的在无特定病原体环境中饲养的狒狒。David KC Cooper:在过去的20到30年里,非人类灵长类动物模型对于异种移植领域非常重要。
但我认为在当前阶段,和进一步的动物模型研究相比,人类临床试验能够教给我们的东西会更多,这是因为,我们对供体猪的改造是针对人类受体,而不是猴子受体的。
异种移植会打破人和猪之间的物种界限吗?这是很多普通人可能会问的问题。David KC Cooper:我认为,如果我们遵循两个原则,这个问题就不会存在。
第一,我们不应该改造猪或人的大脑与思维过程;第二,我们不应该改造猪或人的生殖系统,这样他们就不会生出带有猪基因的小孩或带有人类基因的小猪。遵循这两个原则的基础上,一个人体内有一个猪器官其实是无关紧要的,因为当这个人去世的时候,他体内的猪器官也就随时死亡了。所以我不认为物种之间的界限会被打破,但我不知道其他人是怎么想的。
这个领域在5到10年内会有怎样的进展?20年或50年之后又会怎样?
David KC Cooper:我相信在几年内,我们将会培育出“完美”的供体猪,让我们在进行异种移植器官时完全不需要进行免疫抑制治疗。它们的器官会通过基因工程来保护自己。这对患者来说肯定是一件好事,因为他们不再需要免疫抑制,也不再容易受到感染——或者至少风险会小得多。从长远来看,也许在50年内,我相信人们将不再需要由死者捐献的器官,因为猪将提供比人类更好、更干净、更少感染的器官。
同种移植最终将走进历史。