全球首例!猪心移植给人,哪些关键技术突破了,还有哪些难题待解?

2022
01/13

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唐闻佳 / 文汇网
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到现在,猪的心脏在患者的体内已跳动4天,尚未发现排斥反应。

左为主刀医师,右为接受移植的患者(图源:马里兰大学医学中心)

“我无法给你一颗人的心,但我们可以用动物的。”2022新年伊始,全球心脏移植领域流传着这句话和这则新闻:就在上周五,美国马里兰大学医学中心,一位57岁的男子成为全球第一个接受经过基因编辑的猪心脏移植手术的人类。到现在,猪的心脏在他的体内已跳动4天,尚未发现排斥反应。

这个手术团队称,看见猪的心脏在人体里正常“工作”,那是“从未见过却梦寐以求的景象”。

这是全球首例猪心脏移植手术,瞬间打开了人们对各类器官移植的遐想与期待。

为什么科学家和医生会选择猪的器官作为供体?猪心脏移植入人体是否意味着异种移植就此获得成功?其他器官是否也有新的机会?上海交通大学医学院附属瑞金医院副院长、心脏外科专家赵强教授一一作出解释。

全球移植器官严重短缺

科学家决定改变策略

接受猪心移植的男子名叫大卫·本内特,患有心力衰竭,病情已进入终末期,不靠机器就无法维持正常的心肺功能,用他自己的话说:“要么死,要么移植。”

手术前,这名男子的心脏已无法为全身泵出足够的血液,仅靠一台ECMO(主要用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环,以维持患者生命,俗称“人工心肺机”)维系生命。也正因如此,本内特已完全离不开病床,这样的日子过了大约50天。医生清楚,他的生命已进入倒计时。

根据报道,心力衰竭与心律不齐等病症的严重程度,让本内特已失去接受常规人体器官移植手术的资格。对他来说,如果想活下去,唯一的选择就是接受马里兰大学的实验性疗法,也就是这次的猪心脏移植。

心脏移植的难点主要就是在心脏移植的供体短缺,这个情况与大量的需要接受心脏移植的晚期心衰患者之间,存在一个很大的矛盾。”赵强教授由美国这则病例分析说到器官短缺的问题,“目前,全球移植器官严重短缺,每天都有人在等待中离世。在我国,每年的晚期心衰患者多达150万人,但真正能接受移植的病人约在500人到600人左右。

赵强教授称,心脏移植从手术技术上来说,基本已没有任何难度,手术成功率在95%以上,手术后一年的存活率高达94-95%。我国的第一例、同时也是亚洲首例心脏移植手术是1978年在瑞金医院完成的,此后,心脏移植在中国不断开展,也有移植后患者存活20年以上的报道。

所以,归根结底的问题是,心脏哪里来?

“为了解决移植器官短缺的困境,科学家们将视线转向了动物器官。”赵强教授称。

“改造”猪心

异种移植需跨越多重技术难关

异种移植指将非人类的动物的活细胞、组织或器官移植或灌注到人体内。 “不过,不同物种之间的异种移植,其排异反应比同种移植更为强烈。因此,科学家们采用了基因修改的办法。”赵强教授解释。这也是在此次猪心报道中提到的基因改造计划。

“排异”是器官移植工程都需要面对的难关。简言之,人体免疫系统可能对外来的组织或器官产生排斥反应,这种反应结果可大可小,严重的就会带来致命后果。科学家之所以要对猪进行基因改造,主要就是为了抑制这些排斥反应,避免患者的免疫系统去攻击来自猪的心脏。

据报道,手术用到的猪有10处基因被修改,其中,3个基因会引发人体免疫系统排异;为了防止移植后的猪心组织“过度生长”,猪的1个生长基因也被灭活。此外,还有6个人类基因被植入到猪的基因组中,以增强猪器官对人体免疫系统的耐受性。

“猪的心脏和人类心脏的大小是接近的,但从物种起源角度来说,它和人类相差较远,因而人畜共患的疾病也比较少,随着基因编辑技术的发展,科学家可以将猪的基因表达剪切掉,将人的基因转移到猪的心脏中,这样,猪的心脏移植入人体之后,排异反应就会减少。”赵强教授分析。

这不是一次空穴来风的“改造”猪心计划。

为提高手术成功率,此前,科学团队已尝试将猪的心脏移植到50只狒狒体内进行实验,以研究免疫抑制、低血压、血液凝固受阻等术后反应的应对方法。而在猪心脏移植前,去年10月,美国研究人员成功将基因修改后的猪肾脏移植到了一位肾功能不全的脑死亡患者的大腿上,虽然体外观察实验只持续了三天,但没有出现排异反应。

赵强教授还谈到,猪可以快速繁殖,所以医生选择猪作为一种供体的异种来源还是比较合适的。

追逐“完美供体”

“人造心脏”已在研究中

猪心脏移植入人体是否意味着异种移植获得成功?当前其他移植器官短缺问题是否也能由此找到突破口?

据报道,目前,这场心脏移植手术结束还不到一周,后续患者是否会产生排斥反应、移植的心脏是否能长期正常“工作”,还需要进一步密切观察。因此,这项技术距离在临床上推广或许还有一段路要走。

赵强教授表示,一旦这个技术成功,对心脏移植、肾脏移植、肝脏移植,都能带来新的曙光,解决供体短缺的问题。但是,异种移植仍然存在伦理、技术层面等多重难题,有待进一步研究讨论。

比如,排异反应是否比同种移植更多?猪的组织移植到人体后,是否会与人体免疫系统形成嵌合体,是否会遗传给后代,或对人类的进化造成不良影响?伦理上来说,猪心脏的受者怎样自我认同?社会对他如何看待?这些问题都需要持续关注。

猪心脏从离体保存的设备中取出(图源:马里兰大学医学中心)

根据报道,异种器官移植在美国也没有“放开”。这名患者能用到这项实验性疗法,依据的是美国食品和药品管理局(FDA)的“同情使用”条款,即当患者面临严重或危及生命的医疗状况,且仅有实验性疗法这一种选择的时候,就适用这项条款。该患者是在新年前夕拿到FDA的特别许可,才有机会接受移植。

另外值得注意的是,移植后的前48小时,也称“超急性排斥期”,器官可能发生缺血或坏死。目前看,这名患者已安全度过这48小时,但他依然用ECMO维持着心肺功能,以护航“迁居”新环境的这颗猪心,医疗团队计划让这名患者慢慢脱离ECMO机器。

在此期间,医生们给患者开了抗排斥药物,其中有实验性药物,也有传统药物。

“当然,移植技术发展的顶峰,以心脏移植为例,还是用患者自身的细胞通过实验室培养制造出一个人造的、有血有肉的心脏,这样的心脏从伦理上、理论上、技术上来说都是完美的供体。从基因组学和免疫技术上来说,我国紧跟国际前沿,也在不懈探索。”赵强教授说。

转基因的器官移植到底是为人类造福,还是打开了一个“潘多拉魔盒”,这还需要伦理问题、法律法规方面不断讨论、完善。

为了让生命不在等待中死去,人类“改造”器官的历史还要更长,总体上来说,失败更多,但没有阻止科学家在挫折中一次次开启新的探索。这一次,想活下去的本内特给了其他类似困境的患者新的希望,尽管困难重重,患者的求生欲、医生的探索志都令人钦佩。

2022年的开头,这条消息给了以无限的希望。

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关键词:
猪心脏移植,器官移植,心衰,心脏移植,瑞金医院,马里兰大学医学中心,ECMO,完美供体,排斥反应

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