67岁的美国男子蒂姆·安德鲁斯接受基因编辑猪肾脏移植近9个月后,因慢性排斥反应被迫摘除器官。这场创下肾脏异种移植存活纪录的手术,折射出全球数百万器官衰竭患者的希望与困境。在器官捐赠严重短缺的背景下,科学家正试图通过基因编辑技术破解跨物种移植的生死难题。
三座大山:异种移植的生死关卡
异种移植的百年探索史布满荆棘。从1905年法国医生将兔肾移植到人体(16天后失败),到1964年首例黑猩猩心脏移植,动物器官在人体内始终难以长期存活。核心障碍在于三大生死关卡:
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免疫系统的全面绞杀
猪肾脏携带的α-gal、β4GalNT2、ASGR1等基因会触发人体超急性排斥反应,免疫细胞能在数小时内摧毁外来器官。即便通过基因编辑敲除这些靶点(如安德鲁斯的肾脏被编辑10个基因),慢性排斥仍会持续攻击。强效免疫抑制剂虽能延缓排斥,却导致感染、肿瘤等次生风险。
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凝血系统的致命叛乱
猪血管内皮细胞进入人体后会从抗凝转为促凝状态,形成致命血栓。2024年,科学家通过定位凝血基因实现关键突破——这也是安德鲁斯移植肾能存活9个月的技术基础。
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物种病毒的潜伏危机
猪内源性逆转录病毒(PERV)可嵌入人类基因潜伏爆发。2015年中国学者杨璐菡团队首次实现PERV相关59个基因序列的精准敲除,扫除了跨物种感染的最大隐患。
全球五例:生死线上的技术突破
目前全球完成的5例活体人异种移植手术,勾勒出技术演进的轨迹:
- 2022年美国:首例基因编辑猪心脏移植,存活2个月(疑因潜伏病毒)
- 2023年美国:第二例猪心脏移植,存活6周(确定排斥反应)
- 2024年3月美国:首例猪肾移植,存活不足2个月
- 2024年美国:第二例猪肾移植,存活2个月
- 2024年5月中国:安徽医科大学将10基因编辑猪肝移植给肝癌患者,术后7天肝功能恢复
安德鲁斯的9个月纪录,标志着异种肾脏移植的重大突破。而2024年3月我国西京医院为69岁女性实施的猪肾移植,至今仍在工作中,或将刷新这一纪录。
基因剪刀:破局的关键武器
技术演进的核心在于基因编辑工具的升级:
- 2011年:TALEN技术敲除猪GGTA1基因
- 2013年:ZFN技术实现GGTA1 CMAH双基因敲除
- 2015年:CRISPR技术完成GGTA1/CMAH/β4GalNT2三基因敲除
- 2024年:安德鲁斯移植肾采用10基因编辑(敲除排斥 凝血基因 导入人源保护基因)
但现实依旧严峻:我国超300万尿毒症患者中,仅极少数能获得移植机会。传统肾移植需严格配型人类白细胞抗原(HLA),而基因编辑猪肾理论上可实现“量产”。
长路漫漫:曙光与挑战并存
当前异种移植仍面临三重困局:
- 慢性排斥无解:即便使用多基因编辑猪器官 强效免疫抑制剂,慢性排斥仍会逐步蚕食器官功能
- 存活时间瓶颈:5例活体移植最长存活期仅9个月,远低于同种移植数年的生存预期
- 伦理风险悬顶:大规模应用前需验证跨代病毒传播、器官生理功能匹配等长期风险
正如西京医院窦科峰院士团队在脑死亡受者移植中验证的:基因编辑猪肾已能产生尿液,但肾小球滤过率仍不理想。
黎明前的黑暗
猪肾脏移植9个月的生存纪录,既是希望的曙光也是现实的警钟。当科学家相继攻克超急性排斥、凝血风暴和病毒传播三座大山,慢性排斥成为最后的顽固堡垒。
对全球数百万器官衰竭患者而言,这场生死竞速关乎生存尊严——我国尿毒症患者靠血液透析维持生命,每年治疗费用超10万元;而基因编辑猪肾一旦成功,将大幅降低治疗成本。但医学界清醒认识到:在实现长期生存目标前,异种移植仍需在实验室与临床间谨慎探索。毕竟生命的价值,从来不仅在于技术突破的豪情,更在于对每个9个月的精益求精。
责任编辑:陈建瑞 SN243