世界首例：中国完成猪肺人体移植
在长期举步维艰的异种移植领域，中国外科医生成功将猪肺移植到人体中，迈出了一小步。接受移植的男性已处于脑死亡状态，移植的猪肺仅存活了9天。不过，即便是人类同种异体肺移植也因难度极高而闻名，因此此次异种移植中猪肺虽存活时间有限、功能维持短暂，却凸显出经基因编辑改造的猪器官的应用潜力——这类猪的组织与人体的相容性已得到提升。
美国马萨诸塞州总医院外科医生理查德·皮尔森三世（Richard Pierson III）曾开展过数十例猪肺移植到狒狒体内的实验以验证该技术，他表示：“这是首次观察猪肺移植到人体后的反应，这项研究令人振奋。”此次异种移植也为该领域注入了新动力——近期已有3例基因编辑猪肾移植到活体人体内并存活了数月。同时，这一成果也彰显了中国在开发这一潜在器官来源方面争当领军者的决心。
这项移植手术于2024年5月在广州医科大学附属第一医院开展，相关研究成果今日（注：指论文发表当日）发表在《自然·医学》（Nature Medicine）杂志上。何建行教授（Jianxing He）及其团队为一名因严重颅内出血处于脑死亡状态的39岁男性，移植了来自一头猪的左肺。移植后的猪肺在人体内实现了正常功能：为患者血液供氧，并排出二氧化碳。此外，猪肺所携带的多项基因修饰使其成功避开了人体对异体器官的即时免疫攻击——即“超急性排斥反应”。即便在人类同种异体移植中，这种排斥反应也常导致移植器官在数小时内失效：它会破坏为器官供血的血管，最终导致器官功能衰竭。
广西河池市巴马县“巴马香猪原产地保护基地”养殖的巴马香猪。
然而，这颗猪肺最终还是未能逃脱后续的免疫攻击。移植后24小时内，猪肺出现严重水肿并肿胀；两天后，人体抗体攻击及另一种免疫反应——补体级联反应，共同对猪肺造成了损伤。9天后，研究团队取出猪肺进行分析，并根据患者家属的意愿撤除了患者的生命支持系统。该研究合著者、动物克隆专家潘登科（Dengke Pan）表示：“这项实验清楚表明，要延长猪肺异种移植物在人体内的存活时间，还需要更深入的基因工程改造和优化的免疫抑制方案。”潘登科同时也是培育该实验用猪的成都克诺尔生物科技有限公司（Chengdu ClonOrgan Biotechnology）的创始人。
与其他多家致力于培育异种移植用猪的公司类似，克诺尔生物采用CRISPR基因编辑技术对实验动物进行改造。此次实验所用的猪属于“巴马香猪”微型品种，其器官大小与人类器官大致相当。研究团队敲除了这头猪的3个基因——这些基因会使猪细胞表面产生人类细胞所没有的糖类物质，而这类物质正是引发超急性排斥反应的诱因；同时，团队还为其转入了3个人类基因，以抑制危险的凝血反应和补体级联反应。
美国纽约大学朗格尼健康中心（NYU Langone Health）的心外科与胸外科医生贾斯汀·陈（Justin Chan）指出，利用脑死亡者测试这类器官，是开展高风险异种移植研究的伦理且安全的“垫脚石”——该机构的其他研究人员已开展过多次此类“遗体移植”实验。贾斯汀·陈评价这项新研究时表示：“这是推动该领域逐步发展的一块重要基石。”
异种移植的终极目标：解决器官短缺难题
异种移植实验的终极目标，是利用动物器官解决目前患者等待肾、心、肺、肝、胰腺等器官移植时面临的漫长等待问题。贾斯汀·陈表示：“我们的期望是，若能找到需要抑制或促进的关键基因组合，就能彻底解决供体器官短缺问题，为移植医学带来革命性变革。”尽管肺移植相对少见，但近年来其需求正逐渐增加：去年美国共完成近3500例肺移植手术，目前等待肺移植的患者已超过900人。
即便在同种异体移植中，肺移植也面临着独特挑战。皮尔森指出：“肺的解剖结构和生理特性使其成为移植难度极高的器官，而在肺异种移植中，这些问题更为突出。”他透露，在其团队的实验中，狒狒接受猪肺移植后的最长存活时间仅为34天。
肺移植失败可能由多种原因导致。首先，肺部负责气体交换的薄膜在手术中极易受损。贾斯汀·陈补充道，肺是“与外界环境接触的器官”，会通过呼吸吸入病原体，因此肺部本身含有大量免疫细胞以对抗感染——这意味着移植到人体的猪肺，甚至可能对受体发起免疫攻击。此外，当其他物种的血液首次流入猪肺时，猪肺的动脉和静脉常会发生收缩，由此产生的“血管阻力”会加剧炎症反应，而肺对炎症的敏感度极高。贾斯汀·陈解释道：“肾脏可能耐受的少量炎症，在肺部很可能引发肺水肿。”
皮尔森指出，此次首例猪肺人体移植尚未解决多个关键问题。“我们完全不清楚这例猪肺异种移植物是否存在血管阻力问题。”此外，为延长实验时间、获取更多关于免疫排斥及其他潜在问题的信息，研究团队仅移植了一侧猪肺，保留了患者自身的另一侧肺以维持呼吸功能；而接受人类同种异体肺移植的患者，通常需要同时移植两侧肺脏。
基因编辑猪肾移植成果提振信心，研究者呼吁理性看待进展
不过，在经历数十年的艰难探索后，基因编辑猪肾移植的进展让异种移植领域的研究者备受鼓舞。今年4月，美国纽约大学朗格尼健康中心团队为一名女性患者移植的猪肾，在体内存活4个月后失效；目前，中国一名匿名女性患者接受猪肾移植后已过5个半月，猪肾仍在正常工作；美国新罕布什尔州男性患者蒂莫西·安德鲁斯（Timothy Andrews）的猪肾移植已维持8个月，目前他已居家生活。安德鲁斯提到为其提供肾源的猪（由eGenesis公司培育）时说：“‘威尔玛’（注：安德鲁斯为供体猪起的名字）正在好好工作。”若恢复顺利，安德鲁斯的移植存活时间可能很快超过异种移植的历史最长纪录——1964年，一名路易斯安那州女性接受黑猩猩肾脏移植后，该肾脏维持了9个月的功能。
尽管进展喜人，研究者仍极力避免过度炒作。贾斯汀·陈表示，此次开创性的猪肺移植是一次“有条件的成功”。“现在人们开始以正确的方式看待这项研究：扎实推进科学、安全开展实验，不做出无法兑现的荒唐承诺。但只要持续努力，我相信最终我们一定能迎来期待已久的突破性进展。”
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自孙学军科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-41174-1499122.html?mobile=1
收藏
