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劃重點(diǎn)

★ 每年全球僅有不到10%的器官移植需求者，能等到人類捐獻(xiàn)者的器官。

★ 這次全球首例基因編輯豬心臟移植手術(shù)，已經(jīng)取得了初步成功，但長(zhǎng)期效果還有待觀察。

2022年伊始，醫(yī)學(xué)界就爆出驚人消息：美國(guó)馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心成功將一顆基因編輯豬的心臟移植進(jìn)了一名 57 歲男性心臟病患者的體內(nèi)。這是全球首例人移植轉(zhuǎn)基因豬心手術(shù)。此前異種器官移植從未獲得成功。據(jù)報(bào)道，術(shù)后5天患者情況良好。

一位終末期心臟病患者在面臨要么死、要么移植豬心的抉擇時(shí)，將自己生命的鑰匙插入了異種移植的孔洞中。原裝鑰匙能否配上“高仿鎖”，是接下來(lái)一段時(shí)間內(nèi)醫(yī)學(xué)界乃至全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，而為何使用豬心、患者實(shí)際承擔(dān)了多少風(fēng)險(xiǎn)，也是令人好奇的問(wèn)題。

01

為何“二師兄”被選中

按照常理，在物種、生理解剖等方面和人類非常相似的猩猩、狒狒等靈長(zhǎng)目動(dòng)物，才應(yīng)該是異體移植的首選，但為何這次醫(yī)學(xué)中心選擇偶蹄目的豬做研究，對(duì)此科學(xué)家們給出的答案有三：

其一，作為人類“遠(yuǎn)房親戚”的猩猩和狒狒等靈長(zhǎng)類動(dòng)物，其體內(nèi)攜帶的一些病毒更容易傳染給人類，而且將靈長(zhǎng)類動(dòng)物的器官移植到人體后，很有可能會(huì)產(chǎn)生1+1>2的效果，病毒在人體內(nèi)會(huì)“升級(jí)”為殺傷力更強(qiáng)的病毒。

親緣關(guān)系越近，物種間傳染疾病的風(fēng)險(xiǎn)就越高。圖為狒狒。|圖蟲創(chuàng)意

其二，從食性、代謝水平、體溫和心率方面考慮，豬和人類的特征更接近。同時(shí)豬心與人類心臟的大小、管道分布和動(dòng)力輸出類似。而且，豬被選中異種移植由來(lái)已久。目前，豬心臟瓣膜、豬胰腺細(xì)胞都已成功進(jìn)入人體。豬皮也被用作燒傷患者的臨時(shí)移植物。

最后，像猩猩和狒狒這樣的靈長(zhǎng)類動(dòng)物培養(yǎng)一代需要的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，平均10年一代，且通常是一胎一仔，飼養(yǎng)成本和存活成本較高。豬則不同，豬是一生一窩，而且一年就能長(zhǎng)熟，更加適合定向育種和大規(guī)模繁殖。

02

為什么選擇異種移植？

通常我們所熟悉的器官移植，都是同種異體移植，也就是說(shuō)將人類捐獻(xiàn)者的器官移植到有需要的人身上。但根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的數(shù)據(jù)，這種方式每年全球僅能滿足不到10%的器官移植需求。

以中美兩國(guó)為例，中國(guó)目前登記在冊(cè)的需要器官移植人數(shù)大概為30萬(wàn)，但每年只有約1.6萬(wàn)個(gè)器官能夠被成功移植。而在美國(guó)器官移植率約為20:1，平均每天就有10人因?yàn)榈炔坏胶线m的移植器官而死。所以，移植器官短缺讓科學(xué)家產(chǎn)生了異種移植的大膽想法。

從字面理解來(lái)看，異種移植就是將非人類的動(dòng)物的活細(xì)胞、組織或器官移植或灌注到人體內(nèi)。但是，這項(xiàng)跨越物種的技術(shù)存在巨大的障礙：人體免疫系統(tǒng)可能對(duì)外來(lái)的組織或者器官產(chǎn)生****排斥反應(yīng)，甚至帶來(lái)致命的后果。

醫(yī)生準(zhǔn)備移植豬心臟。這種手術(shù)在全世界還是第一次。這是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。|馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院

03

如何應(yīng)對(duì)排異反應(yīng)

本來(lái)****同種異體器官移植就存在排異反應(yīng)，而異種移植產(chǎn)生的排異反應(yīng)，只會(huì)更令人擔(dān)心。

所以在此次手術(shù)中，為了抑制排斥反應(yīng)，避免患者的免疫系統(tǒng)去攻擊來(lái)自豬的心臟，科學(xué)家對(duì)豬進(jìn)行了基因改造：

他們敲掉了豬的4個(gè)基因，其中3個(gè)基因的表達(dá)產(chǎn)物會(huì)引發(fā)免疫排斥，在敲掉這些基因后，排斥反應(yīng)可能就會(huì)減弱。另外1個(gè)被敲掉的基因是負(fù)責(zé)控制豬和豬體內(nèi)器官生長(zhǎng)的基因，避免心臟長(zhǎng)得太大。在“去除糟粕”的同時(shí)，科學(xué)家也為豬插入了6個(gè)來(lái)自人類的基因，用以避免豬心臟在人體里發(fā)生凝血，降低排斥的風(fēng)險(xiǎn)。

移植用的基因編輯小豬。|statnews

移植后的前48小時(shí)，被稱為超急性排斥期，被移植的器官可能會(huì)發(fā)生缺血或壞死?？上驳氖牵邮芤浦驳幕颊甙踩冗^(guò)了這“奪命”的48小時(shí)。盡管他依然用ECMO設(shè)備維持著心肺功能，但被移植的豬心臟已經(jīng)開始正常跳動(dòng)，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)會(huì)幫助患者逐漸脫離輔助機(jī)器。

而順利度過(guò)超急性排斥期的患者，還會(huì)面臨在移植后數(shù)天至數(shù)周內(nèi)，可能會(huì)發(fā)生的更為復(fù)雜和嚴(yán)重的細(xì)胞性移植物排斥反應(yīng)。免疫系統(tǒng)會(huì)全家出動(dòng)攻擊“外來(lái)的不速之客”。不過(guò)，隨著基因工程領(lǐng)域的發(fā)展，科學(xué)家正在一步步攻克異種移植的免疫排斥問(wèn)題。

04

為何會(huì)選擇這種高風(fēng)險(xiǎn)操作?

接受豬心移植的患者，其原裝心臟在術(shù)前已經(jīng)無(wú)法為全身泵出足夠的血液，僅靠一臺(tái)ECMO設(shè)備來(lái)維持心肺功能。**嚴(yán)重的心力衰竭與心律不齊，令患者失去了接受人體器官移植手術(shù)的資格。**對(duì)他來(lái)說(shuō)，活下去的唯一選擇就是接受結(jié)果不可預(yù)測(cè)的豬心臟移植的實(shí)驗(yàn)性療法。

但目前異種器官移植技術(shù)還沒有獲得許可投入適用，不過(guò)美國(guó)食品和藥品管理局（FDA）的**“同情使用”**條款給了患者搏一搏的機(jī)會(huì)。當(dāng)患者面臨嚴(yán)重或危及生命的醫(yī)療狀況，且僅有實(shí)驗(yàn)性療法這一種選擇的時(shí)候，就可以申請(qǐng)執(zhí)行這一條款，開展實(shí)驗(yàn)性療法。此次的患者在2021年12月31日拿到了FDA的特別許可，抓住了異種移植的機(jī)會(huì)。

完成手術(shù)的團(tuán)隊(duì)。手術(shù)于當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月7日在馬里蘭州醫(yī)學(xué)院進(jìn)行。|馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院

目前，這場(chǎng)心臟移植手術(shù)過(guò)去了一周多時(shí)間，由于新的心臟效果相當(dāng)好，在第5天時(shí)患者已經(jīng)可以自主呼吸，甚至可以輕聲說(shuō)話了。這讓主治醫(yī)生非常滿意。

不過(guò)，后續(xù)患者是否會(huì)產(chǎn)生排斥反應(yīng)、移植的心臟是否能長(zhǎng)期正常運(yùn)行，仍需要時(shí)間給出答案。**這項(xiàng)技術(shù)距離在臨床上推廣還有較長(zhǎng)一段路要走。**但在2022年伊始，這樣的一項(xiàng)開創(chuàng)性手術(shù)，依舊給那些在煎熬中等待器官移植的患者帶去了希望。

作者 | 祝葉華

審稿 | 陸修遠(yuǎn) [日]大阪大學(xué)免疫科學(xué)研究所研究員

責(zé)編 | 高佩雯

參考文獻(xiàn)：

[1] https://www.theguardian.com/us-news/2022/jan/10/maryland-pig-heart-transplant-human-medical-first.

[2] https://www.umms.org/ummc/news/2022/first-successful-transplant-of-porcine-heart-into-adult-human-heart.

本文由“科學(xué)辟謠”（ID：Science_Facts）出品，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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