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（图源：NYU Langone Health）

牟庆璇编译

近日，纽约大学兰贡医疗中心（NYU Langone Health）实施了全球首例猪肾移植人体手术。研究人员称，移植手术完成后没有出现排异反应，几乎立即开始正常工作。这是器官移植领域的一项开创性试验，具有重要意义。

试验的突破与限制

据报道，患者已经脑死亡，患有肾功能失调。她生前有捐献器官的意愿，但出于某些原因没有实现。医生为她拔除生命维持器前，在征得患者家属同意后进行移植猪肾的测试。此次试验将猪肾留在患者体外，通过连接到患者腿上一对大血管上，方便研究人员近距离观察器官并收集样本数据。

主刀医生罗伯特·蒙哥马利说：“与患者血管相连后，这颗猪肾能够过滤废物，并制造出和一般移植肾脏相同的预期尿液量”，他认为，这些结果比实验预期更好。 患者之前存在血液肌酐水平异常的问题，患者接受移植后肌酐水平恢复正常（血肌酐值是检测肾功能的最常用指标） 。

蒙哥马利认为，之前的移植实验是在同意捐赠的死者身上取下的肾脏，无法在手术后马上发挥功用，必须数天或数周才能运作，但这次实验立刻就表现出了效果。移植手术3天后，患者生命支持设备按预定日期去除。进行手术实验的54小时中没有发生立即性的免疫系统排斥反应。

（图源：NYU Langone Health）

动物对人类移植的问题通常发生在人类血液与动物组织接触的地方。猪携带一种编码为α-gal的糖分子基因，它可以使人类免疫系统陷入疯狂并导致器官排斥。 同时，猪体内有内源性逆转录病毒（PERV），可能在猪身上并没有表现出症状，但将猪的器官移植到人体内后，可能会出现严重的免疫反应。

因此，这次手术选用的猪肾来源并非普通的猪，而是经过基因编辑改造，消除了这些潜在的免疫障碍的猪，这也是在手术中没有立即引起排异反应的原因。基因编辑的猪被称为“GalSafe猪”（由美国联合医疗公司旗下子品牌Revivicor创造），2020年12月被美国食品和药物管理局（FDA）批准用于医疗用途和消费。

获得FDA认证的Galsafe猪（图源：morningagclips.com）

目前，这种猪约100头，以严格控制的条件饲育于美国的爱荷华州。

为什么选猪作供体？

将动物器官移植到人类身上，代替病变的人体器官，这种治疗方式叫做“异种移植”。其历史可以追溯至17世纪，人们尝试用动物血输血，但当时没有匹配血型的概念，没有成功。1984年，美国外科医生尝试将狒狒的心脏移植到患有左心发育不全综合症的女婴身上。这名女婴出生不足一个月，心脏移植21天后去世。

科学家都一直尝试利用动物器官进行异种移植。考虑到亲缘性，灵长类动物是首选，但大多数成员（例如猴）的体型太小，不足以承担人体代谢的需要。猩猩、狒狒等大型类人猿属于濒危动物，作为大量的器官来源不切实际。灵长类动物繁育时间长且繁殖率低，灵长类动物体内的病毒如果没有进行基因编辑消除，很容易对受体造成伤害。

消除了可能的免疫反应的基因编辑猪（图源：Science）

人类与猪在分类上相差较远，但体型、食性、代谢水平等指标大体接近。猪的一些器官特性和人类基本相似，生长周期较短（1-2年即可成熟）且繁殖能力较强，便于定向育种。目前，猪是异种器官移植的最佳选择对象已成为共识。

(图源：heart-valve-surgery.com)

猪的心脏在大小、重量和结构上都与人的心脏相似，而且猪的心率接近人类水平（70次/秒左右）。1965年，猪的心脏瓣膜移植进人体，挽救了心脏瓣膜病患者。现在，猪心脏瓣膜依然是重要的瓣膜来源。

猪的胰岛素与人类胰岛素只相差一个氨基酸，效果比牛胰岛素好，目前，国产胰岛素主要是猪胰岛素，而且猪胰岛细胞已经开始尝试移植进入人体治疗糖尿病。

2016年开始，猪眼角膜移植手术在中国武汉、北京等医院展开，随着技术的不断发展，为更多患有眼疾的病人带来希望。此外，猪的其他器官，如关节、肌腱、韧带等可广泛用于人体移植。

异种移植的问题及挑战

此次猪肾体外移植实验代表着异种移植向前迈出一大步，但仍存在许多问题。约翰霍普金斯医学院移植外科教授多莉·塞戈夫（她没有参与这项研究）说：“我们还需要了解器官的寿命”。 美国首席医疗官戴维·克拉森博士认为，移植很长时间后可能会发生肾脏排斥反应，因此需 要仔细评估猪对人移植的耐用性。

器官移植需求很大，异体移植可能会带来希望（图源：pansci.asia）

2020年，23401名美国居民接受了肾脏移植手术，目前有90240名美国人在等待肾脏移植。中国每年约有30余万例器官移植的需求，最终做完手术的不到2万例。猪肾有可能让更多人接受移植手术，科学家培育的基因编辑猪使器官移植更安全。

与 此同时，一些实验室对移植问题采取了截然不同的方法： 在猪体内培养人体组织和器官，以便日后收获用于移植。这种人猪嵌合体的开发仍处于早期阶段，并引发了许多伦理问题。 理论上，器官是由人体细胞构成的，不太容易被排斥。

参考文献：

https://apnews.com/article/animal-human-organ-transplants-d85675ea17379e93201fc16b18577c35

https://www.livescience.com/pig-kidney-to-human-transplant-experiment

https://www.heart-valve-surgery.com/learning/pig-valve-replacement/

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