近日，一條科技新聞引起廣泛的關注，美國科學家把一個經過基因編輯的豬的腎臟移植給了一名腦死亡患者，歷經54個小時的觀察后，未發生超急性排斥反應，移植豬腎顯示了正常泌尿功能。這有望緩解人類器官移植所需器官嚴重不足的狀況。

“這項手術是第一次把一個豬的腎臟移植到人體身上，實驗結果表明運用基因編輯技術能夠有效掃除異種器官移植‘超急性排斥反應’這個巨大障礙，為開展相關臨床研究提供了重要參考。”湖南省異種移植工程技術研究中心主任、中南大學細胞移植與基因治療研究所所長王維近日在接受記者採訪時說。

王維帶領科研人員在海南開展豬種調查。受訪者供圖

基因編輯技術攻克“超急性排斥反應”難題

過去幾十年來，國內外醫學界一直在探索動物器官移植到人類的可能性，但始終面臨一大難題：動物器官移植到人體后，會在短時間內引發超急性排斥反應。

“豬的血管內含有一種名為alpha-gal的糖分子。包括人在內的靈長類生物體內存在一種抗體，會攻擊這種糖分子。這是豬腎移植到人體后，引發超急性排斥反應的原因。”王維說，此次手術則運用基因編輯技術，把供源豬體內的alpha-gal糖分子敲除掉，從而避免其腎臟移植到人體之后引發超急性排斥反應。

據了解，超急性排斥反應一般發生在術后48小時。根據媒體報道，此次手術觀察時間持續了54個小時。豬腎與患者血管相連后，正常發揮過濾廢物、產生尿液的作用，排尿水平與移植人類腎臟相當。患者手術前肌酐水平異常，在移植后恢復正常。“從這個結果看，基因編輯技術的運用是有效且成功的。”王維說。

他進一步介紹道，超急性排斥反應不發生於同種器官移植上，它是異種器官移植特有的一種排斥反應，且不像急性排斥反應與慢性排斥反應那樣能夠用藥物進行有效控制。“在做這項手術前，美國其實做了大量的動物實驗以及相關臨床前沿研究。開展異種移植面臨許多關口，但是這個手術則解決了最重要的一個關口，這就是這項手術最大的意義。”王維說。

“基因編輯技術為異種器官移植帶來了革命性變化。”王維認為，作為在異種器官移植上使用的一種手段，基因編輯技術隻作用於動物及其器官，並不會導致人的基因發生變化，也不會在人體上引發代際遺傳等問題，因此在倫理上總體比較好接受。

王維在諾貝爾醫學獎講壇上作異種胰島移植臨床研究報告。受訪者供圖

異種器官移植是解決供體短缺的有效途徑

供體短缺是各國醫學界面臨的共同難題。“隨著醫療技術發展，在解決供體短缺這一問題上，異種器官移植目前被認為是最接近臨床應用且最有現實前景的方法之一。”王維認為，此次手術案例是一個信號，美國食品和藥物管理局(FDA)繼批准基因編輯豬可用於醫學應用后，可能即將批准把基因編輯豬用於治療終末期腎病和糖尿病臨床研究。

王維介紹說，器官移植主要面臨兩大難題，一是控制排斥反應，二是確保生物安全。人源性供體雖然排斥反應的程度相對較低，但由於存在“供源”數量不足、器官質量無法控制等缺點，生物安全性難以保障。“每名器官捐獻者的年齡、體質都不同，比如有人患有肝炎、腎炎，還有的存在某些病毒隱性感染，這些都給接受器官移植的患者帶來較大風險。”

與之相比，異種器官移植的優勢則比較明顯。以把豬作為供體為例，通過工業化、標准化養殖，嚴格飲食控制與環境管理，就能切斷各類傳染病的傳播途徑，從而獲得質量比較高且數量相對充足的移植器官。“這也是聯合國衛生組織一直十分重視異種器官移植的原因所在。”王維說。

目前，豬被科學界公認為是最適合開展異種器官移植的供體動物。“已有的臨床前沿研究結果表明，豬的心臟瓣膜能夠用於心臟瓣膜置換手術，把豬的腎臟和心臟移植到猴子身上，分別能存活600多天和900多天。”王維分析稱，作為異種移植供體，豬主要具備兩大顯著優勢：一是豬的心臟、腎臟、肺、胰島、角膜等器官生理組織與人類相似，二是在豬和人之間交叉傳染的疾病相對比較少。

他進一步舉例稱，“比如，豬不會感染人類的肝炎、禽流感、艾滋病等疾病。而人和豬之間存在交叉感染的一些疾病，其危險程度也比較低，這提高了異種器官移植的生物安全性。”

王維在進行豬胰島數據分析，圖片拍攝於2012年。受訪者供圖

湖南要搶佔異種移植研究與產業化高地

“在異種移植領域，國外在實質性器官移植方面有一定優勢，而國內在異種胰島移植研究方面率先起步，掌握了核心技術，居於世界領先地位。”王維說。

據了解，糖尿病是一種慢性、全身性代謝性疾病，被世界衛生組織列為世界三大難症之一。其中，Ⅰ型糖尿病治療最為困難，患者由於身體喪失了胰島功能，需要靠注射胰島素和控制飲食來降低血糖。人體胰島移植是治療糖尿病的有效手段。但是由於人源性胰腺供體不足1%，使得該治療手段面臨巨大困境。

從1996年開始，王維便嘗試通過移植人以外的動物胰島細胞來治療糖尿病。當時，這方面在國際上幾乎無成功資料可查，需要完全依靠自主研究與探索。

“豬是首選動物。豬胰島素和人胰島素結構十分相似，僅差一個氨基酸，而且豬的繁殖期比較短，胰島細胞相對更容易獲取。”王維說，把豬作為供體開展異種胰島移植，最大的危險來自於豬體內的一種病毒——內源性逆轉錄病毒C。原因是該病毒存在較大的人體感染風險。

歷時三年多，王維帶領研究團隊走遍了國內十多個省份的偏遠鄉村，選定了最適合用於異種移植的豬源后，又經過持續十多年的近交培育，最終成功培育出了可作為優質供體的豬——“賽諾”系列近交系豬供體。其具有“內源性逆轉錄病毒C”天然缺失、不帶肝炎等人畜共患疾病以及胰島含量極高且容易分離等優點。

王維教授接受採訪。杜庭語攝

由於中南大學團隊2017年完成了第2期豬胰島異種移植治療糖尿病的臨床研究，2018年12月，第三屆世界衛生組織全球異種移植臨床研究規范研討會在長沙舉行。這次會議形成了《2018長沙宣言》。該宣言作為更新的異種移植臨床研究規范，有利於更好地保証異種移植的安全性和信息透明度。

自2008年開始至今，中南大學湘雅三醫院與賽諾生物一直保持緊密合作，目前獨立創新出了包含生物安全供體培育、豬胰島提取、保存、運輸和臨床治療技術在內的異種胰島移植全產業鏈，不僅擁有完全的自主知識產權，且具有可靠的生物安全性。基於該產業鏈開展的異種胰島移植糖尿病治療方法，現在已成功應用於臨床領域，其顯著療效在國際醫學界備受關注。

王維認為，未來異種移植將朝著產業化方向發展。“這將是一個具有很高社會效益與經濟效益的生物醫藥產業，惠及眾多糖尿病患者以及其他疾病終末期患者。而湖南也將進一步拓展在異種移植研究和產業化發展方面所具備的先發優勢。”他說。  

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