每年,我国有近万名终末期肺病患者在苦苦等待一个重获新生的机会。但受限于极其稀缺的供体,年肺移植手术量300例左右,供需之间存在令人窒息的巨大缺口。这个数字背后,是无数家庭在绝望中的等待。
异种移植——将动物器官移植给人类,被视为解决这场"器官荒"的终极答案。就在不久前,中国研究团队宣布成功将基因编辑猪肺移植到脑死亡人体内,并实现了长达9天的成功维持!这项突破性研究由广州医科大学附属第一医院何建行教授领衔,发表在国际权威期刊《自然-医学》上。
这项由国内顶尖医疗团队完成的重大研究,展示了基因编辑技术的巨大潜力,更彰显了捐献者及其家属的崇高奉献精神!
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这项研究的核心突破在于对供体猪进行的6处关键基因编辑。研究人员通过CRISPR基因编辑技术,精准地敲除了3个引发免疫排斥的猪基因(GTKO、CMAH和B4GALNT2)。这三个基因会表达引起超急性排斥和急性体液性排斥的猪抗原,相当于移除了免疫系统攻击的“靶心”。
同时,团队引入了3个人类保护性基因:人类补体调节蛋白基因hCD46和hCD55能够抑制免疫攻击,人类凝血调节蛋白基因hTBM能够防止凝血紊乱。这三个人类基因通过CRISPR介导的HDR修复插入了猪基因组中的安全港位点。
这种基因修饰不仅降低了免疫排斥的风险,还显著提高了器官的相容性。团队特别注重了对猪内源性逆转录病毒的处理,确保不会对受者造成潜在感染风险。这些精细的基因编辑为异种移植的成功奠定了坚实基础。
历史性的9天观察期
研究团队将基因编辑猪的左肺移植到一名39岁的脑死亡受者体内,模拟临床常见的单肺移植手术。这名患者因重型颅脑损伤,经多次独立评估确认已脑死亡。其家属出于支持医学进步的愿望,同意无偿参与研究。
在接下来的9天里,研究人员进行了全方位密切监测,结果令人振奋:
呼吸、血液、影像等监测数据显示,移植肺维持通气与气体交换功能长达9天,其间未发生超急性排异反应,同步病原学监测也未发现活跃感染迹象。这意味着移植肺在人体内成功实现了基本功能,并且没有立即被免疫系统排斥。
研究团队采用了复杂的免疫抑制方案,包括抗胸腺细胞兔球蛋白、巴利昔单抗、利妥昔单抗、依库珠单抗、托法替尼、他克莫司、吗替麦考酚酯以及逐渐减量的糖皮质激素。术后根据免疫状态评估对方案进行调整。
尽管取得了显著成功,研究过程中也观察到了一些挑战。移植手术后24小时观察到了严重水肿,类似于原发性移植物功能障碍,可能是由于缺血再灌注损伤所致。
术后第3天和第6天,抗体介导的排斥反应似乎导致了异种移植物受损,到第9天时部分恢复。这些发现并非失败的信号,而是极其宝贵的数据财富。
何建行教授表示:“目前全球器官移植需求日益增大,异种器官移植被认为有望解决供体短缺的困境。这项成果标志着异种肺移植领域迈出关键一步。”
为何肺移植如此困难?
与其他器官移植相比,肺移植面临着独特的挑战。西班牙国家移植组织主任比阿特丽斯·多明格斯-希尔解释:“因为肺的生理平衡微妙,它接受大量血流,并且持续暴露在外界空气中,所以特别容易受损。”
肺组织的脆弱性、复杂的解剖结构以及直接暴露于外界环境的特性,使其更容易受到免疫攻击和损伤。这也是为什么异种肺移植的研究进展相对滞后于肾脏和心脏移植。
参与该研究的成都中科奥格生物科技有限公司创始人潘登科研究员指出:“对于肺移植而言,无论是同种移植还是异种移植,都面临着比其他实体器官移植大得多的障碍。这些挑战包括强烈的免疫排斥反应、对缺血再灌注损伤的高度敏感性、复杂的器官相容性问题以及因为直接暴露于外部环境从而增加感染风险。”
虽然这项研究成果令人鼓舞,但科学家们保持谨慎态度。研究人员表示,仍需通过改进优化对供体猪的遗传修饰,并改良用于预防对移植肺的免疫介导排异和维持长期功能的免疫抑制药物。
专家表示,可能需要进一步的基因改造来改善结果。引入额外的人类转基因,例如内皮蛋白C受体(EPCR)和血管性血友病因子(vWF),可能有助于改善凝血失调并提高移植物存活率。此外,引入人类CD47可能有助于减轻对异种细胞的吞噬清除,并降低先天免疫激活。
何建行教授透露,团队接下来将进一步优化基因编辑策略与抗排异治疗方案,延长移植器官存活及功能维持时间。团队还将自主研发的无管技术应用于异种肺移植试验中,以减少机械通气对供体肺的损伤。
结语
这条道路虽远,但行则将至。随着基因编辑技术不断精进,免疫抑制方案持续优化,研究人员已经为我们打开了通往新世界的第一道门缝。
未来,当经过更多基因修饰的猪肺能够在人体内稳定工作数年,当每年数以万计的患者不再因缺少供体而失去生命,人们将会回顾历史,让我们铭记并感谢新闻背后的无名英雄,39岁脑死亡的青年男子,感谢他与死神抗争的9天!为中国每年上万名等待肺移植手术的终末期肺病患者,推开重获新生的大门。
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