器官移植是挽救終末期器官衰竭患者生命的重要手段,但全球范圍內(nèi)器官短缺問題極其嚴重。以肺移植為例,等待名單上的患者往往因等不到合適的供體而失去生命。而異種移植(xenotransplantation)——即將動物器官移植到人體——被科學(xué)家認為是解決這一難題的潛在途徑。
豬因其器官大小、生理功能與人類相似,且易于基因編輯,成為最有潛力的異種器官供體。近年來,豬心臟和腎臟移植給人類的研究已取得初步成功。2022年,馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院首次將一顆經(jīng)過基因編輯的豬心臟移植到了一名患有嚴重心衰的患者體內(nèi),患者存活兩個月后因豬巨細胞病毒感染去世。2023年,阿拉巴馬大學(xué)團隊成功將經(jīng)過基因編輯的豬腎臟移植到人體后,腎臟持續(xù)運作一周,并提供機體運轉(zhuǎn)所需的腎功能;紐約大學(xué)團隊也同時發(fā)布進展,將基因編輯的豬腎臟移植到一位腦死亡者體內(nèi),腎臟存活并發(fā)揮功能長達32天。相比之下,肺臟移植難度更大,因其直接接觸外界空氣、血流豐富、免疫反應(yīng)復(fù)雜,極易發(fā)生排斥和感染。
剛剛,《自然-醫(yī)學(xué)》雜志展示了豬器官異種移植的又一里程碑式進展。來自廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院教授何建行率領(lǐng)的研究團隊,將一只經(jīng)過基因編輯的巴馬香豬左肺移植到一名腦死亡者體內(nèi),模擬臨床常見的單肺移植手術(shù)。
根據(jù)論文介紹,研究團隊通過基因編輯敲除了三個可能引發(fā)人體免疫反應(yīng)的基因,同時插入了三個保護性基因,以降低排斥風(fēng)險。受試者有重型顱腦損傷,經(jīng)多次獨立評估確認已腦死亡。移植手術(shù)完成后,醫(yī)療團隊采用了復(fù)雜的免疫抑制方案,包括抗T細胞、抗B細胞、補體抑制和抗炎藥物等多種組合。
▲研究示意圖(圖片來源:參考資料[1])
呼吸、血液、影像等監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,移植肺維持通氣與氣體交換功能長達9天,其間未發(fā)生超急性排異反應(yīng),同步病原學(xué)監(jiān)測也未發(fā)現(xiàn)活躍感染跡象。研究在第9天時應(yīng)家屬要求結(jié)束。
觀察過程中,研究者也發(fā)現(xiàn)了一些挑戰(zhàn)。術(shù)后24小時,移植肺出現(xiàn)水腫,類似原發(fā)性移植肺功能障礙,可能與缺血再灌注損傷有關(guān)。術(shù)后第3天和第6天,出現(xiàn)了抗體介導(dǎo)的排斥反應(yīng),導(dǎo)致肺組織損傷,雖然后來部分恢復(fù),但仍表明免疫系統(tǒng)仍在積極攻擊外來器官。炎癥因子如IL-6、IL-10的顯著升高,也反映出機體產(chǎn)生了免疫反應(yīng)。
研究者指出,這些發(fā)現(xiàn)標志著向豬-人肺移植邁出了第一步,但仍需進一步優(yōu)化供體豬的基因改造和免疫抑制藥物,從而避免免疫介導(dǎo)的肺排斥反應(yīng),維持長期功能。期待隨著后續(xù)研究的深入,這項技術(shù)將為等待器官移植的患者帶來新生的希望。
參考資料:
[1] He, J., Shi, J., Yang, C. et al. Pig-to-human lung xenotransplantation into a brain-dead recipient. Nat Med (2025). https://doi.org/10.1038/s41591-025-03861-x
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