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器官农场进行时
1 月 8 日,新罕布什尔州一名 66 岁的退休人员蒂莫西・安德鲁斯(Timothy Andrews)在脸书 Messenger 上给纽约市一名 53 岁的陌生人托瓦纳・卢尼(Towana Looney)发去一条信息,问了一个不寻常的问题。他想知道她的新猪肾状况如何。
六周前,纽约大学朗格尼健康中心(NYU Langone Health)的外科医生为卢尼移植了一个经过基因改造的猪肾,此举引发国际关注。该猪肾经过基因改造,其组织不太可能被人体排斥。而安德鲁斯本人再过两周也要接受一个类似的基因编辑猪肾移植。“地球上只有一个人有这种猪肾,我要和她聊聊。” 他对麻省总医院(MGH)的医生说,“我只是好奇有没有什么不同的感觉,以及她对此的感受。”
安德鲁斯和卢尼都患有肾功能衰竭,此前依赖透析来净化血液。透析虽然能维持生命,但会给心脏带来负担。人体肾脏移植通常能让患者摆脱每周数小时的透析治疗,但人体肾脏供体等待名单很长,而且由于生理原因,卢尼和安德鲁斯都不适合接受人体肾脏移植。在脸书信息中,这位前超市经理称赞曾在达乐折扣店(Dollar General)当收银员的卢尼勇敢。他说,了解她的经历将有助于自己应对即将到来的手术。两人很快成为朋友,卢尼也缓解了他对猪肾移植的焦虑。“我得知她的移植很成功,” 安德鲁斯说。
为人类提供动物器官的尝试 —— 即异种器官移植 —— 可以追溯到一个多世纪前,这段历史充满了炒作和破灭的希望。曾协助开创人类心脏移植手术的外科医生诺曼・舒姆韦(Norman Shumway)在 20 年前曾调侃道:“异种移植是未来 —— 而且永远都是未来。” 但由于近年来基因编辑、克隆技术和免疫抑制领域的进步,加上大量投资者的支持,许多资深研究人员越来越确信,这个 “未来” 即将到来。
当安德鲁斯联系卢尼时,她的猪肾正在排出大量尿液 —— 这是肾功能正常的迹象 —— 而且她通过药物抑制的免疫系统似乎正在适应这个来自猪的 “新成员”。纽约大学朗格尼健康中心的医生已让她出院,但卢尼没有回阿拉巴马州的家,而是留在纽约市的一间公寓里,以便医生密切监测她的健康状况。
安德鲁斯于 1 月 25 日接受了自己的猪肾移植手术,同一天,美联社(Associated Press)报道了卢尼的一个里程碑:“世界上唯一拥有功能正常猪器官的人在创纪录的两个月后状况良好。” 报道称,此前另有四人接受了基因改造猪的肾脏或心脏移植,但均未存活超过 60 天。
2 月 13 日,当《科学》杂志(Science)在纽约上东区的一栋公寓楼见到卢尼时,她的猪肾功能良好。“我从高中以后就没这么好过了,” 她笑容满面地说,“我的梦想是,当人们走进透析诊所时,能看到一个标牌写着:‘你想过接受异种移植吗?’”
同月,美国食品和药物管理局(FDA)为卢尼的愿景铺平了道路,批准了联合治疗公司(United Therapeutics)开展真正意义上的异种移植临床试验 —— 这是首次此类试验。该公司旗下的生物科技企业 Revivicor 正是制造卢尼所移植猪肾的公司。在完成一系列类似卢尼的个案移植后,这项试验将为该公司提供一条监管途径,以证明其猪肾的价值并推向市场。今年晚些时候,为安德鲁斯提供猪肾的 eGenesis 公司也计划寻求 FDA 批准开展自己的临床试验。中国公司克隆器官生物技术(ClonOrgan Biotechnology)同样在猪基因编辑领域积极布局,今年 3 月,一名 69 岁的女性接受了该公司的猪肾移植(身份未公开)。
这个小众的异种移植领域的许多领军人物表示,今年将是猪器官令人信服地证明其能缓解人体移植器官严重短缺的一年。“我们正处于一个转折点,” 麻省总医院外科医生大卫・库珀(David Cooper)说。他从 1985 年开始从事猪到狒狒的移植研究,并与 Revivicor 和 eGenesis 均有合作,“现在我们需要的是一两名接受肾脏移植的患者,能在几个月、一年或更长时间内状况良好。”
蒂莫西·安德鲁斯(右)在接受异种移植手术后离开医院,向领导手术团队的川井龙夫表达了感谢。——凯特·弗洛克/马萨诸塞州总医院
需求十分迫切。仅在美国,去年就有约9万人希望获得肾脏,近1万人需要肝脏,另有3500人需要供体心脏。但在异种移植研究人员中,对于理想的供体猪品种、猪基因组需要进行的最重要编辑,以及防止人体免疫系统攻击猪源移植器官的最佳方法,仍存在分歧。“目前,还有很多悬而未决的问题,” 马萨诸塞州总医院和哥伦比亚大学的免疫学家大卫·萨克斯说,他对异种移植的研究兴趣可追溯到1971年。
这个领域也容易出现哗众取宠的现象和恶性竞争。尽管该领域的许多研究人员有过合作,但这些听起来离奇的实验所受到的媒体高度关注,加剧了明星外科医生之间的敌意,也可能让患者感到不安。
最新的转折表明,这个领域往往是前进两步,后退一步。在卢尼接受《科学》杂志采访后不久,她的猪肾因不明原因衰竭。外科医生将其移除,她再次开始接受透析——不过她仍然是二次移植猪肾的候选者。目前,安德鲁斯的外来移植器官仍然运作良好。
1922年6月20日,《芝加哥论坛报》以“神奇外科医生计划更新所有重要器官”为题大声报道。这篇来自巴黎的报道称,塞尔日·沃罗诺夫有“惊人发现”,即他可以用从黑猩猩身上移植的“腺体”(包括睾丸)让人类“返老还童”,而且他正着手移植所有器官。“我可以让一个人的年龄倒退20或30岁,让他的身体机能更加旺盛,” 移居法国的俄罗斯人沃罗诺夫吹嘘道。
十多年前,欧洲的另外两名外科医生曾尝试将猴子、山羊和猪的肾脏移植到慢性肾功能衰竭患者的手臂和大腿上。更早的时候,医生们就已经用动物组织、骨骼和角膜进行过移植实验。但正是沃罗诺夫让异种移植闻名世界——随着越来越多的医生对他的结果进行审视,并斥之为骗局,他也受到了嘲笑。
人与人之间的器官移植起步较慢。1933年,一位苏联外科医生完成了首例人类器官移植手术,但肾脏很快衰竭,患者不久后死亡。当时,外科医生们仅模糊地知道,人体免疫系统会排斥来自他人的器官,除非供体与受体在基因上高度匹配。但在20世纪50年代,波士顿外科医生约瑟夫·默里及其同事成功将一名男子的肾脏移植给其患有肾功能衰竭的同卵双胞胎兄弟。这位兄弟后来与他的一名护士结婚,生育了两个孩子,并又存活了八年。
需要肾脏的人很少有同卵双胞胎。但由于健康的捐赠者可以捐出一个肾脏,外科医生逐渐掌握了如何将许多活体捐赠者与受体匹配的方法,通常会寻求兄弟姐妹的捐赠。他们还找到了抑制攻击器官的免疫反应的方法。
1962年,默里证明,来自刚去世者的肾脏也能发挥作用,这为器官来源开辟了另一条现已常规化的途径。他因其开创性工作于1990年获得诺贝尔奖。随着人类肾脏移植越来越成功,需求很快超过了供应。
异种移植的曲折历史
将动物器官移植到人体内的尝试——异种移植——可以追溯到一个多世纪前,但却以一次又一次的失败为标志。人类间移植的进展,加上改进的免疫抑制药物和基因编辑技术的进步,重新激发了人们对异种移植的热情。尽管如此,能否成功仍远未可知。
*V. PENNEY/《科学》杂志*
1963年,异种移植重新成为解决器官短缺问题的潜在方案。当时,杜兰大学的外科医生基思·雷姆茨马(他一直在进行实验动物之间的器官移植实验)开始将黑猩猩的肾脏移植到人体内。(黑猩猩作为濒危物种,现已不再用于任何侵入性生物医学研究。)“我感觉很好,几乎像新生一样,”雷姆茨马的首位异种移植患者在术后的新闻发布会上说,“我会比你们所有人都活得更久。”三周后,他去世了。但有一位女性存活了9个月,甚至重返教师岗位。迈阿密大学肝脏移植外科医生乔·特克托从事异种移植研究已有20年,他说移植团队当时“很幸运”。
随后,1984年发生了该领域最受关注、 scrutiny 最多的失败案例之一:洛马琳达大学医学中心将一颗狒狒心脏移植给“费伊宝宝”。费伊宝宝出生时患有心脏畸形,这种疾病通常在1个月内致命。在媒体的全程关注下,她依靠这颗狒狒心脏存活了20天。该实验遭到了动物权利活动家的抨击,担心知情同意过程的生物伦理学家,以及对未成年人被用于如此高风险实验感到震惊的法律学者的谴责。外科医生伦纳德·贝利曾被建议在公开谈论该手术前穿上防弹背心。
八年后,匹兹堡大学的托马斯·斯塔兹尔将一颗狒狒肝脏移植给一名病情危重的35岁男子,该男子同时感染了HIV和乙型肝炎,且在其他地方被拒绝进行人类肝脏移植。斯塔兹尔因开创人类肝脏移植而闻名,数十年前他曾尝试将狒狒肾脏移植到人体内,但以失败告终。在1992年6月的异种移植手术前不久,该男子陷入昏迷,但术后5天,他开始进食和行走,这是一个充满希望的迹象。动物权利活动家聚集在医院外,抗议“科学怪人斯塔兹尔医生”。
患者在手术后70天因与器官排斥无关的问题去世。尽管如此,他的死产生了长期影响。《柳叶刀》主编理查德·霍顿写道:“围绕异种移植未来的热情随他一同消逝了。”
贝利和斯塔兹尔之所以敢于尝试这些高风险的异种移植手术,部分原因在于 powerful 的新型免疫抑制药物,先是环孢素,然后是他克莫司。事实上,1983年美国食品和药物管理局(FDA)批准环孢素后,人体器官移植的排斥反应大幅减少,器官移植变得非常普遍,以至于首批主要的器官配型登记机构成立,旨在为有需要的人与活体和 deceased 捐赠者进行配型。
尽管斯塔兹尔的尝试结果令人沮丧,但这些药物的成功还是吸引了财力雄厚的制药公司投身异种移植领域。一位华尔街分析师预测,到2010年,该市场规模将达到60亿美元。与此同时,该领域从使用猴子作为器官来源转向了猪。猪不仅更容易繁殖和饲养,而且引发的伦理问题更少,成本也更低。猪到猴子的异种移植也为测试相关想法提供了有用的动物模型。
20世纪90年代,一些公司开始对猪进行基因工程改造,以防止排斥反应,并在猴子身上测试它们的器官。尽管如此,进展依然缓慢。“你必须非常、非常、非常有耐心,而且需要勇气,”德国退休外科医生布鲁诺·赖卡特说。他35年前进入该领域,最近与人共同创立了XTransplant公司。随后,一个危险信号出现了。1997年《自然·医学》的一篇报道显示,猪基因组中存在的远古逆转录病毒残余物可能感染实验室培养的人类细胞。异种移植可能使人类感染这些猪内源性逆转录病毒(PERVs)的威胁,使该领域陷入混乱。动物权利组织的攻击、围绕疯牛病的日益加剧的恐慌,以及对转基因生物(“科学怪猪”)的反对,也让投资者望而却步。
曾领导诺华公司异种移植项目的免疫学家科琳·萨维尔表示,对公司来说,风险变得太高了。“如果你这样做,基本上引发了全球下一场大流行,怎么办?”她问道。萨维尔现在是卡利南肿瘤公司的高管,她说还有一个更难以克服的障碍。“免疫学,也就是科学本身,真的非常困难,而且当时并没有任何迹象表明‘嘿,这行得通’。”
冬季,通往Revivicor公司在弗吉尼亚州农村的主要养猪场的蜿蜒道路上,能看到白雪覆盖的山丘的美丽景色。但这条风景优美的道路上可能覆盖着难以察觉的“黑冰”,使得驾驶充满危险——这与实现实用异种移植的历程颇为相似。
这座位于布莱克斯堡的农场曾为卢尼提供肾脏,20多年前,当它属于一家名为PPL Therapeutics的公司时,帮助重新点燃了该领域的热情。这家公司因在英国协助克隆多利羊而闻名。PPL公司克服了异种移植的一个主要障碍:在猪胚胎中,它敲除了一种酶的基因,这种酶会产生一种被简称为α-半乳糖的糖分子或碳水化合物,然后克隆了后代。α-半乳糖存在于猪细胞的表面,但人类、其他类人猿和旧世界猴子的细胞不产生这种物质,因为所有这些物种都有一个失活的该酶基因。因此,当我们的免疫系统在异种移植物上看到α-半乳糖时,就会发起攻击。在24小时内,大规模的抗体攻击可能导致所谓的超急性排斥反应,这是移植领域的一大噩梦。
敲除α-半乳糖解决了这个问题。但当研究人员将敲除α-半乳糖的猪器官移植到猴子体内时,其他障碍又出现了。“一旦我们使α-半乳糖基因失活,就像剥洋葱一样——突然之间,你会发现为了调节动物以消除排斥反应,你还需要做其他事情,”分子遗传学家大卫·阿亚雷斯说。2003年,当PPL公司濒临破产时,他剥离出Revivicor公司,并接管了布莱克斯堡农场。“他们获得投资回报的时间太长了,”阿亚雷斯说。
Revivicor公司得出结论,其理想的猪需要比敲除α-半乳糖更多的基因编辑,但公司自身也开始资金枯竭。2011年,当Revivicor公司银行账户里的资金只剩下两个月的运营费用时,联合治疗公司伸出了援手。玛蒂娜·罗斯布拉特是一位企业家律师,1990年创办了天狼星卫星广播公司。她最初创立这家公司是为了开发药物,帮助她年幼的女儿杰内西斯战胜一种可能需要进行高风险肺移植的致命肺部疾病。到2001年,罗斯布拉特对异种移植产生了新的兴趣,甚至获得了一个与之相关的伦理问题的博士学位。阿亚雷斯说,通过收购Revivicor公司,“联合治疗公司拯救了这个领域”。Revivicor公司的竞争对手eGenesis公司“如果没有玛蒂娜证明这是一项可行的事业,甚至永远不会起步”。
Revivicor公司不仅有充足的资金,还能很快利用一种新的基因编辑工具——CRISPR。20年前,敲除一个基因是一个低效的多步骤过程,但CRISPR现在使科学家能够相对容易地编辑动物基因。在农场里,阿亚雷斯抱起一只2个月大的小猪,它的基因编辑与为卢尼提供肾脏的猪相同。“这只猪进行了10项基因改造:使4个猪基因失活,并添加了6个人类基因来调节免疫排斥反应,”他解释道。
Revivicor 公司的大卫・阿亚雷斯抱着一只有 10 个编辑基因的小猪(第一张图);作为培育编辑动物所用克隆过程的一部分,该公司的一名研究人员从猪的卵子中提取 DNA(第二张图)。——J. 科恩 /《科学》杂志
在发现 α- 半乳糖问题后,研究人员又在猪细胞上发现了另外两种会过度激活人体免疫系统的碳水化合物:一种是 Sd 抗原(以提供发现该抗原的抗体样本的人西德的名字命名),另一种简称 Neu5Gc。如今,几乎所有公司所采用的异种移植策略都会敲除产生这三种碳水化合物所需的全部三个基因。
Revivicor 公司的猪进行的第四项基因敲除是使其生长激素受体失效。如果没有这一改造,它们可能会长到 300 多公斤,而它们的器官(在大约 6 到 8 个月大时 “harvesting”)在人体内可能会继续生长。相比之下,eGenesis、ClonOrgan 和 XTransplant 公司保留了生长激素受体的完整性,并通过使用小型猪品种来解决生长问题。
各公司添加到猪体内的人类基因旨在抑制其他免疫反应(见下表)。其中两个基因试图关闭 “补体级联反应”,在这一反应中,血液中的蛋白质会相互激活,从而加剧炎症和其他免疫反应。另外两个基因则能抑制炎症引发的血液凝固和血栓形成,一个基因本身可以减轻炎症,还有一个基因可以防止猪器官发出 “吃掉我” 的信号,这种信号会指示人体的吞噬细胞(一种免疫细胞)吞噬外来物质。
没有两家异种移植公司针对的是同一组基因,因为没有人知道什么能让猪的器官在人体内保持健康。“猪体内还有很多其他我们目前不担心但 应该 担心的抗原,” 库珀警告说。
异种移植团队也仍在试验不同的免疫抑制药物组合,这可能对长期成功至关重要。与卢尼不同,安德鲁斯一直在接受一种单克隆抗体,这种抗体能抑制一种被称为 CD154 的人体细胞表面分子,CD154 在激活免疫细胞中起核心作用,并可能推动人体针对猪抗原的抗体逐渐形成。“抗 CD154 是关键药物,” 库珀坚持认为。
将经过编辑的猪器官移植到猴子体内的实验表明,所有这些改进将会有成效 —— 这些动物体内异种移植物的存活时间现在以年计算,而不是以月计算。尽管如此,正在自己的公司 Makana Therapeutics 对猪进行基因改造的特克托认为,“目前还没有人培育出合适的猪”。他说,到目前为止,对猪进行的许多基因编辑只是抑制了排斥反应,并没有达到真正的目标:对外来器官的完全耐受。他说,这将需要另一轮编辑来消除所谓的猪白细胞抗原(SLAs),这种抗原存在于所有猪细胞中。SLA 能让猪的免疫系统区分自身和非自身,但会加剧人体对移植器官的免疫排斥。
勇敢的新猪
各种基因编辑策略旨在创造出其器官能在人体内存活的猪。例如,使猪的基因失活或添加人类基因可以限制免疫排斥反应或使器官保持较小尺寸。
(图表)M. HERSHER/《科学》杂志;(数据)Revivicor 公司;eGenesis 公司;XTransplant 公司;ClonOrgan 公司
然而,其他人怀疑进一步的基因编辑和各种药物组合可能无法解决免疫耐受的难题。“我怀疑所有这些最新的基因改造是否真的有必要,” 哥伦比亚大学免疫学家梅根・赛克斯说,她是该领域最有经验的研究人员之一萨克斯的长期合作者。“到目前为止,我所知道的唯一重要的改造是敲除 α- 半乳糖基因,而这是多年前就完成的。”
萨克斯和赛克斯最近表明,如果在移植中添加另一种成分 —— 猪的胸腺,仅经过该基因编辑的器官就能存活异常长的时间。胸腺有助于训练动物的免疫系统 —— 特别是正在成熟的 T 细胞 —— 识别自身。这对搭档推测,少量的猪胸腺可能会告诉人体免疫细胞不要攻击新器官。“如果你控制了 T 细胞反应,那才是关键,” 赛克斯说。
在 2023 年的一次移植会议上,他们描述了将一个敲除 α- 半乳糖的 “胸腺肾脏”(一块移植到肾脏上的猪胸腺)植入狒狒体内的情况。在最少的免疫抑制药物下,它功能正常了一年多。不过,萨克斯并没有声称已经实现了完全耐受,他现在在自己与人共同创立的 Choironex 公司的支持下测试进一步的基因编辑。(该公司由制药业亿万富翁巴勃罗・莱戈雷塔资助,他的一个孩子患有肾病。)Choironex 公司预计今年晚些时候会寻求 FDA 批准,在人体中测试其猪肾脏。
至于 1997 年让该领域感到恐慌的猪内源性逆转录病毒(PERVs),只有 eGenesis 公司试图通过基因工程将它们从供体猪中去除。该公司的联合创始人、哈佛大学遗传学家乔治・丘奇利用 CRISPR 技术,对其猪的 DNA 进行了 59 处编辑,使 PERV 序列失活。包括 Revivicor 公司在内的其他公司则表示,它们可以通过筛选和繁殖极大地降低其猪体内潜在危险的 PERVs 的可能性。
“从未有过传染给人类的情况,” 阿亚雷斯强调说,无论是对异种移植患者还是对屠宰场的工人来说都是如此。但 eGenesis 公司首席执行官迈克・柯蒂斯的看法不同。“如果我是一名患者,在完全灭活逆转录病毒的猪供体和可能携带逆转录病毒风险的供体之间做出选择,我知道我会选哪一个,” 他说。
经过长时间的中断后,新的异种移植实验时代于 2021 年 9 月开启,将经过基因编辑的猪肾脏移植到脑死亡但家属自愿将其身体用于移植测试的人身上。
纽约大学朗格尼医学中心的罗伯特・蒙哥马利自己就接受过人类心脏移植,他是第一个进行移植的人,移植了一个由 Revivicor 公司根据赛克斯和萨克斯的猪到猴子实验制造的敲除 α- 半乳糖的胸腺肾脏。五天后,阿拉巴马大学伯明翰分校(UAB)的杰米・洛克移植了另一只 Revivicor 公司猪的经过 10 基因编辑的肾脏。这两个团队将在脑死亡者身上再进行五次异种移植,中国和匹兹堡的其他研究人员也对经过基因编辑的猪肾脏和肝脏进行了类似的尸体移植。
有些人认为这些实验令人毛骨悚然且毫无意义,但参与的研究人员表示,他们获得了关于免疫系统如何排斥异种移植物的宝贵数据。照顾安德鲁斯的马萨诸塞州总医院肾病学家莱昂纳多・列拉说,这也有社会意义。“我们不知道公众对将猪肾脏移植到人体内会有什么反应,” 列拉说。“它被接受的方式,以及我们看到患者实际上对这个消息非常兴奋,这令人大开眼界。”
“我这么做是因为我知道,无论发生什么,我都为人类做了一些事情。”
—— 蒂莫西・安德鲁斯
此外,进行尸体移植的 UAB 异种移植项目为卢尼的猪肾脏移植铺平了道路。该项目于 2016 年由联合治疗公司资助 1950 万美元启动,聘请特克托担任主任,并聘请了包括库珀在内的该领域其他领导人。它在附近建造了一个新的 “指定无病原体” 养猪场。正是洛克在卢尼开始寻找供体肾脏时遇到了她。
1999 年,卢尼将一个肾脏捐给了她的母亲,25 年后,她自己也出现了肾功能衰竭,开始接受透析。她获得人类捐赠肾脏的前景很糟糕。她体内对大多数其他人的组织有高水平的抗体,这种现象有时出现在有过多次怀孕的女性身上,由于胎儿的原因,她们长时间接触父亲的抗原。因此,卢尼成为了猪肾脏移植的首选对象。
到 2021 年,UAB 的行政变动、自我冲突和知识产权问题共同导致其异种移植项目失败。“这对阿拉巴马州来说是一个巨大的损失,” 库珀说,“因为他们现在本可以在这个领域占据主导地位。”
相反,马里兰大学的一个团队于 2022 年 1 月 7 日首次将经过基因编辑的猪器官 —— 一颗心脏 —— 移植到活体人体内。这名男子名叫大卫・贝内特,因心力衰竭住院,需要一台机器来为他的血液充氧。几家移植中心告诉他,由于他有不遵守医疗建议的历史,他不适合接受人类器官移植。“要么死,要么做这个移植,” 贝内特在手术前一天说,他接受了一颗来自 Revivicor 公司的经过 10 处编辑的猪心脏。“我想活下去。我知道这是一次孤注一掷的尝试,但这是我最后的选择。” 他活了 60 天,之后死于心力衰竭,他的外科医生说,这可能部分与无意中从器官传播的猪巨细胞病毒引发的炎症有关。
2023 年 9 月,该团队将同样经过编辑的第二颗猪心脏移植给劳伦斯・福塞特,他因严重的动脉粥样硬化和最近的胃肠道出血而不适合接受人类心脏移植。福塞特如果不换一颗新心脏,存活时间就很短了,他在 6 周后去世。“这些患者一开始就处于非常不利的地位,” 两次异种移植手术团队的联合负责人、国际异种移植协会负责人穆罕默德・莫希 uddin 说。
首批接受经过基因编辑的猪肾脏的活体患者也有复杂的病史。2024 年 3 月,马萨诸塞州总医院将一个 eGenesis 公司的肾脏移植给一名患有糖尿病、高血压且之前接受的人类肾脏失败的男子。一个月后,纽约大学朗格尼医学中心将一个 Revivicor 公司的胸腺肾脏移植给一名也装有机械心脏泵的妇女。两人都在两个月内死亡,不过医生说猪器官仍在正常工作。
洛克于 2024 年 5 月获得 FDA 批准,在 UAB 进行卢尼的移植手术。但随着那里的异种移植项目的终止,UAB 不让她继续进行。曾是洛克导师的蒙哥马利在纽约大学朗格尼医学中心接管了对卢尼的治疗。
罗伯特·蒙哥马利(最右)和杰米·洛克(右二)领导了托瓦纳·卢尼的异种移植手术。——乔·卡罗塔/纽约大学朗格尼健康中心
她的移植手术于2024年11月25日进行,由洛克协助完成。这场手术承载的不仅是她个人的希望,还有整个新兴行业的期待。通过将移植对象转向像卢尼和安德鲁斯这样相对健康的患者,异种移植公司希望最终能取得更多成功,并证明他们在该领域不断扩大的投资是合理的。他们认为,在不久的将来,该领域将能为所有有需要的人提供足够的器官。
在弗吉尼亚州克里斯琴斯堡的一个工业园区,距离Revivicor农场约25公里处,联合治疗公司去年耗资7500万美元建造了一座专门用于基因编辑猪的设施。从外观看,这座四方形建筑更像是一座药品制造厂,而非农场。如果该公司的愿景成为现实,且其猪器官获得FDA批准,那么这些器官实际上将成为“药物”。
与所有药品生产一样,卫生条件至关重要:来自布莱克斯堡农场的怀孕母猪会被带到克里斯琴斯堡基地的“引入 barn ”分娩基因编辑小猪。这些小猪在进入无病原体设施前会经过严格的病毒筛查。与猪接触的工作人员需穿戴个人防护装备,进出前必须淋浴。复杂的系统会为猪处理排泄物、净化水源并持续过滤空气。“它们喝的水比员工更干净,呼吸的空气也更纯净,”该设施的负责人亚伦·奥尔蒂斯说。
该公司还将再投资2亿美元,在得克萨斯州和明尼苏达州建造类似的无病原体设施。“我们设想在全美、欧洲和亚洲建立多个设施,每年总器官产量达到2000个,”阿亚雷斯说。eGenesis公司拥有两个自己的养猪场,预计每年可生产多达1000头猪。
两家公司目前仍严重依赖克隆技术来复制具有所有所需基因编辑的猪,因为传统繁殖可能会导致基因编辑丢失。但克隆速度慢且成本高昂。“如果依赖克隆,要生产数千头猪将非常困难,”专注于心脏异种移植的XTransplant公司首席科学家、兽医兼生物工程师埃克哈德·沃尔夫说。
XTransplant和Choironex公司最初也通过克隆培育猪,但随后依靠近亲繁殖来维持基因编辑,因为近亲繁殖能更好地保留编辑基因。同样,ClonOrgan公司创始人潘登科表示,该公司仅在现有的500头基因编辑猪种群中进行繁殖。他说,这些猪“可用于大规模生产和供应临床异种移植供体猪,满足中国医院的需求”。
随着联合治疗公司在纽约大学朗格尼医学中心和约翰·霍普金斯大学推进Revivicor基因编辑猪肾脏的临床试验,这些投资能否获得回报即将见分晓。如果前六名患者的情况一切顺利,临床试验将扩展到更多地点的44人。FDA已接受将“主要终点”(即成功标准)设定为肾脏在6个月时仍正常工作,但尚不清楚试验参与者需要达到这一标准的比例才能获得该机构的批准。
越过这一障碍后,市场将成为关键。eGenesis公司的柯蒂斯表示,最终的接受度将取决于猪器官的成本——各公司尚未公布公开估算,但初期费用肯定高昂——以及保险公司和政府医疗系统的覆盖范围。患者和家属对“成功结果”的定义也至关重要。“我们不确定6个月的终点是否足够,但它确实是(监管注册的)一个很好的目标,”柯蒂斯说,“除此之外,我认为必须证明有些患者能存活超过6个月。”
不幸的是,卢尼未能达到这一目标。移植17天后,她的血液中蛋白质水平升高,活检显示抗体对肾脏发起了攻击。为解决这一问题,她的医生反复进行了一种名为血浆置换的程序:从体内抽取血液,分离血浆并去除抗体,然后将干净的血浆回输到体内。蒙哥马利说,血浆置换后,“抗体再也没有反弹”。但免疫系统有无数参与者,3月下旬,其他因素开始损害卢尼的新器官。
与其他异种移植患者一样,托瓦纳·卢尼(第一张图)术后需要服用多种药物,以避免新器官受到免疫排斥,并预防免疫抑制引发的感染。卢尼的异种移植物存活了130天,创下了新纪录。——杰基·莫洛伊/《纽约时报》/Redux图片社
4月4日,卢尼的猪肾被移除。她依靠异种移植物存活了130天。“这确实是一场胜利,”蒙哥马利称,“如果几年前有人问我是否能取得这样的成功,我可能会觉得不太可能。”早期迹象表明,肾脏衰竭可能是由于一次无关感染导致医生减少了卢尼的免疫抑制药物剂量,但正在进行的研究应能更清楚地阐明问题所在。
当时,安德鲁斯因与异种移植无关的感染住院。后来他已康复并回家。“我知道没有什么是绝对的,但看到卢尼的异种移植最终失败,还是令人警醒,”他谈到卢尼的情况时说,“现在我秉持两件事:既来之则安之,以及这是我们自愿参与的。”安德鲁斯补充道,“我原本已经做好了靠透析走向死亡的准备,所以这对我来说并不是很难的一步。我这么做是因为我知道,无论发生什么,我都为人类做了一些事情。”
肾脏移除六天后,卢尼回到家中,正在把头发染成橙色。她的理发师在Facebook上发布了一段视频,视频中理发师问这位客户:“今天的关键词是什么?”“感恩,”卢尼微笑着说。
“还有备受眷顾,”理发师说。
“对,备受眷顾,”卢尼附和道。
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