简介:研究人员于11月1日发表在《科学》上。研究表明,上个月发表的第一个移植到脑死亡人体的猪肾没有出现排斥反应。基因工程猪——一种编码的α-gal(一种叫做α-gal的聚糖)基因(可以引起人对猪器官的抗体介导的急性排斥)从供体猪的身体中取出,可以用作皮肤的供体和神经移植物,心脏瓣膜的长期供应商,以及非过敏性肉类的来源。然而,这项研究并没有带来任何跨物种的器官交换。现在只是对脑死亡人类异种移植的短期评估。异种移植可能导致严重排斥并杀死自身免疫细胞;其次,可能存在对受者造成不可估量伤害的病毒等,真正的异种移植还需要大量的科学实验和数据。
还有人表示,虽然该研究负责人声称此次手术为“器官无限供应”带来了新希望,但上个月广为宣传的转基因猪肾移植脑死亡人类受体的做法并没有带来任何交叉。物种器官交换。尽管如此,今天的基因工程猪可能没有那么华丽:作为皮肤和神经移植物的捐赠者,作为长期心脏瓣膜的提供者,以及作为非过敏肉的来源。
异种器官移植是将一个属的个体的器官或组织手术移植到另一属个体的某个部位。科学家们在动物身上培育出新的器官。这些器官都覆盖在人类干细胞培养环境中。只要人体接受这些“异种器官移植”,而不引起悲惨的免疫系统反应,就可以接受人体新开发的器官。这实际上将形成人体移植器官的源源不断,从而有效解决人体移植器官严重短缺的现状。但同时,异种器官移植培养的器官移植到人体中,也会存在跨物种病毒感染的隐患等问题。
11月1日,研究人员在《科学》杂志上发表了一篇题为《皮肤,转基因猪的神经移植可以帮助人类,但器官是一条路要走》的文章。
doi:10.1126/science.acx9527
纽约大学进行的移植研究表明,人类免疫系统不会立即排斥猪器官中经过基因改造且缺乏 α-gal(一种糖分子)的器官。猪肾过滤血液中的废物并产生尿液至少 54 小时。之后,医生关闭了受者的呼吸机,结束了实验。
但澳大利亚韦斯特米德医学研究所的移植科学家、国际异种移植协会主席韦恩霍桑表示,这些发现“并不令人惊讶”。国际异种移植协会是一个研究将动物器官植入人体的研究小组。在猴子身上进行的实验表明,就像脑死亡妇女收到的猪肾一样,它通常可以持续一周而不会出现问题。纽约大学外科医生罗伯特蒙哥马利没有接受《科学》杂志的采访,但在上个月的新闻发布会上,他为这项研究辩护,并指出“灵长类动物的临床前研究还有许多其他例子。它们没有很好地转化为人类条件。”
由于缺乏糖基因,这些器官对于将持续数年的异种移植来说不是可行的选择。猪细胞上的其他糖分子也有类似的免疫触发作用。专家说他们也应该被基因淘汰。此外,可能还需要在猪基因组中加入一些人类基因,以进一步调节机体的免疫反应。但这些猪是由一家名为 Revavicor 的生物技术公司设计的,它们确实有可能减少其他医疗应用中免疫排斥的机会。弗吉尼亚大学的临床免疫学家 Thomas Platts Mills 说:“只需去除一种糖,就会产生很大的不同。”
例如,在 21 世纪末,Platts Mills 发现蜱虫叮咬会导致对 alpha-gal 的异常过敏反应。患有这种“阿尔法伽玛综合症”(AGS)的人会对红肉和许多畜牧业医疗副产品产生严重反应,包括血液稀释剂肝素(由猪肠制成)和牛或猪的生物人工心脏 可植入装置比如阀门。 (引起这些过敏反应的抗体只是由蜱叮咬引起的。与攻击移植猪器官的抗体不同,每个人都携带这些抗体。. )
Revivicor 于 2020 年 12 月获得了其作为肉类来源的工程猪的监管批准。 虽然猪的猪排和香肠肉饼尚未上市,但该公司已开始向马里兰州的夏洛特出售。 Thalle 的 Amber Shifflett 和其他患有 AGS 并花了数月时间避免红肉的人发送免费样品。 10 月中旬的一个星期六,30 岁的 Shifflett 做了一份低过敏性火腿牛排作为早餐。然后她晚餐又吃了一块火腿牛排。 “起初我很紧张,”Shifflett 说。吃完肉后,她的乳房会不会像往常一样紧绷?现在,她说:“我很好,我只想好好品尝每一口。”
除了肉类,北卡罗来纳大学教堂山分校治疗 AGS 的过敏专家 Scott Commins 希望帮助他的患者提供非过敏性药物。 “培根很好,”康明斯说,“但我真的相信动物在医学上有更广泛的用途,这可以说是更重要的。”例如,在大流行期间,安全的肝素可能会导致因 COVID-19 受益而出现凝血问题的 AGS 患者。
一些不含α-gal的猪用医疗产品可用于AGS患者以外的地方。例如,置换心脏瓣膜越来越多地由牛和猪组织制成,而不是机械置换。但部分原因是由于免疫攻击,这些生物瓣膜会老化,10到15年后必须更换。为了减缓这种攻击,动物源性瓣膜被去除细胞材料并进行化学处理以掩盖免疫刺激残留物。但据杜克大学小儿心脏外科医生约瑟夫·图雷克 (Joseph Turek) 称,正如他、康明斯和其他人在 4 月份的胸心血管外科杂志中所写的那样,仍然可以检测到“实际上非常令人震惊”的水平。如上所述。 Turek 的研究部分由 Revavicor 资助。据他估计,没有α-gal的瓣膜的寿命可能是其他生物瓣膜的两倍。
没有α-gal的猪也可以作为烧伤患者的皮肤供体和治疗周围神经损伤的神经元来源。一家名为 Alexis Bio(前身为 XenoTh该公司的治疗药物已经在六名三度烧伤患者身上测试了猪皮。通常,医生依靠死者的皮肤作为临时敷料,直到患者可以移植自己的皮肤。但是尸体皮很贵,而且经常供不应求。工程猪皮似乎还可以帮助伤口愈合长达 9 天,这是迄今为止评估的最长持续时间。
马萨诸塞州综合医院 (MGH) 烧伤外科医生和试验调查员杰里米·戈弗曼 (Jeremy Goverman) 说:“猪皮最引人注目的部分是没有什么引人注目的地方。”因为移植物只在体内停留一两个星期,免疫系统来不及排斥它。 Alexis Bio 首席执行官 Paul Holzer 说:“它的使用是短期的。”
他的公司和另一家初创公司 Axonova Medical 也在开发相同品种猪的神经移植。这些可能会取代目前“首选”的神经修复手术方法:从身体其他部位收集神经并不总是可行的,并且可能会留下感觉问题。
Axonova 的研究主管 Kritika Katiyar 和她的同事从 Revavicor 猪胚胎中的神经元开始,并将它们培养成 5 厘米长的神经。该公司已经修复了小鼠受损的腿部神经和猪的面部神经,并计划在下一步继续猴子研究。与此同时,MGH 整形外科医生 Curtis Cetrulo、Holzer 及其同事在 9 月份报告说,他们使用缺乏 alpha-gal 的猪的腿部神经修复恒河猴受损的手臂神经。在这两个团队6个多月的研究中,受体动物自身的神经细胞替代了猪组织,消除了免疫排斥的风险。 Katiyar 说:“看起来宿主组织已被接管,移植物已从身体自然移除。”
迈阿密大学的异种移植科学家克里斯托弗·伯拉克等研究人员正在等待从猪身上移植更大的器官。 -肾脏、肝脏或心脏——拯救生命的那一天。他说,纽约大学的研究是“漫长道路上的第一步”。公司已经在进行下一步研究,以设计去除三个或更多基因并加起来多达九个人类基因的猪器官捐赠者。这些猪器官都没有在人类身上进行过测试测试。 “该领域的下一个重大发展将是真正的移植,”Burlak 说,“而不是对死人异种移植的短期评估。”