世界首例猪肾移植人体成功?专家看好3D打印器官应用前景
时间:2021-11-06 09:36 来源:长江日报 作者:admin 点击:次
同济医院器官移植研究所所长陈知水教授接受长江日报记者专访。长江日报记者武叶 摄 长江日报大武汉客户端11月4日讯(记者武叶)“猪肾成功移植人体!”近日,一条轰动医学界的新闻迅速刷屏。据路透社报道,美国纽约大学朗格尼健康中心日前实施了一台特殊的肾移植手术——接受移植者,是一名脑死亡病人;移植的肾脏,来自一只经过基因改造的猪。医生没有直接将猪肾放入患者体内,而是将其连接到患者的大腿血管,并将猪肾在体外保存。术后,猪肾正常工作了54个小时。 欢欣鼓舞之余,该成果是否意味着猪肾可以替代人肾?异种器官移植距离临床应用还有多远?11月3日,同济医院器官移植研究所所长陈知水教授接受长江日报记者专访。 同济医院器官移植研究所所长陈知水教授。(资料图) 猪肾移植“只是万里长征走出一小步” 记者:您如何评价首例猪肾移植的意义? 陈知水:科学家进行了一次有益的临床尝试,准确地说还不算正规的临床移植,原因有三方面:首先,这次肾移植在体外进行,没有将猪肾放进实验对象体内;其次,实验对象已经脑死亡,试验不是以治疗疾病或挽救生命为目的,属于“临床前”或“亚临床”的试验;第三,实验持续的时间很短,只有54个小时。介于这三点,猪肾移植距离临床应用还有很遥远的距离,只能说万里长征走出了一小步。 记者:为什么选择猪作为实验模型? 陈知水:选择异种器官移植的模型,原则上与人类血缘关系越相近越好,比如灵长类的猴子、猩猩、狒狒等。为什么不选择它们而选择猪?我认为基于三方面考虑:首先,灵长类动物作为人类“近亲”,种群数量有限,不利于大规模地推广应用;其次,猴子相对人类而言体型太小,猪的体重与人类更加接近,生理系统也跟人相近;最后,猪作为食物来源被饲养,种群数量稳定可控,用于器官移植产生的伦理问题也较少。正因为这些显著的优势,把猪作为异种器官移植的最佳研究对象,在国内外已成为共识。 跨物种器官移植面临三大难题 记者:跨物种器官移植有哪些难点? 陈知水:主要有三大难题,排斥反应、伦理问题和生物安全。 排斥反应,指生物体对不属于自身的组织器官会发起攻击,这是免疫系统正常反应,就像一个国家在遭遇外敌入侵时,一定会调动部队去抵抗是一个道理。人们在探索器官移植的过程中,碰到最大的瓶颈就是排斥反应,直到1978年史上第一个选择性免疫抑制剂“环孢素”开始用于临床器官移植,大大提高了手术存活率,人体器官移植从此进入一个黄金时代。即便如此,目前尚无任何药物可以逆转慢性排异现象,因此器官移植患者需要终身服用免疫抑制剂。 同种之间排斥反应尚且如此,何况不同物种之间呢?我们在这个案例中看到,用于移植的猪肾经过改造,通过基因编辑去除了猪细胞中一种名为α-Gal的糖分子,避免移植后出现超急性排斥。因此,手术后移植肾成功工作了54小时。然而,解决了超急性排斥反应后,还面临着急性排斥反应和慢性排斥反应。54小时的工作时长,显然无法解决任何实际问题,因此距离临床应用还很遥远。 既然排斥反应是异种器官移植的最大障碍,我们能否找出所有引起排斥反应的基因片段,通过基因编辑加以改造呢?这就又涉及一个伦理学问题,当我们去除更多猪的基因,进行更多人源化改造,猪的外形和内核都有可能发生改变,也就是说猪不再是猪了,我们在试图创造一个新的物种,有悖伦理。 此外,跨物种的器官移植,绕不开生物安全的问题。动物体内携带很多已知或未知的病毒、细菌,有可能通过器官移植转移到人体,如果这些病毒微生物可以在人际传播,就有引发传染病流行的风险。2015年,华人女科学家利用基因编辑技术,成功“剪”掉了猪基因中可能有害的内源性逆转录病毒基因,取得了重大突破。然而,在这一种病毒以外,未知的风险还有很多。 这些来自猪的组织已应用于临床 记者:围绕异种器官移植,目前国内外都取得了哪些进展? 陈知水:根据文献资料,1905年,法国科学家将兔肾切成薄片植入肾衰竭儿童体内,是世界上第一例异种器官移植手术。16天后,该名儿童死于排斥反应引发的肺部感染。 此后,科学家进行了无数次尝试,多以失败告终。直到1964年,美国科学家将6只狒狒的肾脏植入人体,受体在使用免疫抑制剂后最长存活9个月,这是全球第一例成功的异种肾移植,再次燃起了医学界探索异种器官移植的热情。 基因编辑技术,为异种器官移植带来了希望。2016年,西京医院将敲除了13个基因的猪作为供体,将它的心、肝、肾分别移植给3只恒河猴,术后移植肝和受体猴存活了16天,为猪猴辅助性肝移植国际最长存活时间。 2018年,世界权威科学期刊《自然》发布了一篇论文,德国科学家选取14只幼年猪,将它们的心脏进行人源化的基因修饰后移植到狒狒体内,术后狒狒正常存活超过半年。 不论国内还是国外,目前进行的主要是一种过渡性尝试,比如选择灵长类动物代替人作为实验对象,把猪的器官移植到猴子、猩猩、狒狒体内进行观察。从动物之间的跨物种器官移植,过渡到从动物到人体的器官移植,需慎之又慎!截至目前,我国尚无类似实验的先例。 陈知水所长(右)接受长江日报记者(左)专访。 记者:有哪些动物的组织器官被成功应用? 陈知水:目前广泛应用于临床的主要是皮肤、瓣膜、骨骼等动物组织,与器官相比,这些组织的结构更简单,功能更单一。 例如,猪的心脏瓣膜在临床使用十分广泛。心脏瓣膜可以控制心脏周围血液的流动,用于移植的猪心脏瓣膜通过化学方法清除了细胞,移植后不会引起排斥反应。 猪胰岛素用于糖尿病治疗也有百年历史,自猪胰腺提取的猪胰岛素,仅有一个氨基酸与人胰岛素不同,因此疗效比牛胰岛素好,副作用也比牛胰岛素少。 去掉活细胞的猪骨、猪角膜也在21世纪应用于临床,能部分替代原有人体器官功能。其他来自猪的组织还有皮肤、关节、肌腱、韧带等等。 看好3D打印人体器官的应用前景 记者:解决器官供需缺口还有哪些出路? 陈知水:器官短缺是个世界性难题。我国器官捐献和移植的绝对数量均位居世界第二位,但由于患者基数庞大,供需之间仍存在巨大缺口。全国每年约30万人需要做器官移植,但能获得移植机会的不足2万人,供需比例约为1:15。 解决这一问题,除了探索异种器官移植以外,还有没有别的办法?我认为,通过3D打印技术实现器官再造,是更有前景的研究方向。 3D打印通过“自下而上”的材料累加成型,像盖房子一样一砖一瓦地逐渐搭砌。与传统打印机不同的是,3D打印的“墨水”可以是塑料、金属、陶瓷、甚至是细胞。 目前,3D打印的关节、骨骼、牙齿、气管均已在临床使用。尽管与之相比,心、肝、脾、肺、肾等器官结构和功能更加复杂,但既然已成功迈出第一步,由简单到复杂的不断进步就值得期待。 不妨畅想一下,未来当一名患者出现肾衰竭,我们可以对他的干细胞进行体外分化,培养出大量有功能的肾脏细胞,然后通过3D打印技术逐层打印组织、血管、细胞,精准再造一个肾脏。它由患者自身组织分化而来,不会发生排斥反应,不携带细菌和病毒,也不存在伦理学的问题,这个听上去像天方夜谭一样的畅想,实则未来可期! (责任编辑:admin) |