世界首例豬腎移植人體成功？專家看好3D打印器官應用前景
時間：2021-11-06 09:36 來源：長江日報 作者：admin 閱讀：次
同濟醫(yī)院器官移植研究所所長陳知水教授接受長江日報記者專訪。長江日報記者武葉 攝
長江日報大武漢客戶端11月4日訊（記者武葉）“豬腎成功移植人體！”近日，一條轟動醫(yī)學界的新聞迅速刷屏。據(jù)路透社報道，美國紐約大學朗格尼健康中心日前實施了一臺特殊的腎移植手術(shù)——接受移植者，是一名腦死亡病人；移植的腎臟，來自一只經(jīng)過基因改造的豬。醫(yī)生沒有直接將豬腎放入患者體內(nèi)，而是將其連接到患者的大腿血管，并將豬腎在體外保存。術(shù)后，豬腎正常工作了54個小時。
歡欣鼓舞之余，該成果是否意味著豬腎可以替代人腎？異種器官移植距離臨床應用還有多遠？11月3日，同濟醫(yī)院器官移植研究所所長陳知水教授接受長江日報記者專訪。
同濟醫(yī)院器官移植研究所所長陳知水教授。（資料圖）
豬腎移植“只是萬里長征走出一小步”
記者：您如何評價首例豬腎移植的意義？
陳知水：科學家進行了一次有益的臨床嘗試，準確地說還不算正規(guī)的臨床移植，原因有三方面：首先，這次腎移植在體外進行，沒有將豬腎放進實驗對象體內(nèi)；其次，實驗對象已經(jīng)腦死亡，試驗不是以治療疾病或挽救生命為目的，屬于“臨床前”或“亞臨床”的試驗；第三，實驗持續(xù)的時間很短，只有54個小時。介于這三點，豬腎移植距離臨床應用還有很遙遠的距離，只能說萬里長征走出了一小步。
記者：為什么選擇豬作為實驗模型？
陳知水：選擇異種器官移植的模型，原則上與人類血緣關(guān)系越相近越好，比如靈長類的猴子、猩猩、狒狒等。為什么不選擇它們而選擇豬？我認為基于三方面考慮：首先，靈長類動物作為人類“近親”，種群數(shù)量有限，不利于大規(guī)模地推廣應用；其次，猴子相對人類而言體型太小，豬的體重與人類更加接近，生理系統(tǒng)也跟人相近；最后，豬作為食物來源被飼養(yǎng)，種群數(shù)量穩(wěn)定可控，用于器官移植產(chǎn)生的倫理問題也較少。正因為這些顯著的優(yōu)勢，把豬作為異種器官移植的最佳研究對象，在國內(nèi)外已成為共識。
跨物種器官移植面臨三大難題
記者：跨物種器官移植有哪些難點？
陳知水：主要有三大難題，排斥反應、倫理問題和生物安全。
排斥反應，指生物體對不屬于自身的組織器官會發(fā)起攻擊，這是免疫系統(tǒng)正常反應，就像一個國家在遭遇外敵入侵時，一定會調(diào)動部隊去抵抗是一個道理。人們在探索器官移植的過程中，碰到最大的瓶頸就是排斥反應，直到1978年史上第一個選擇性免疫抑制劑“環(huán)孢素”開始用于臨床器官移植，大大提高了手術(shù)存活率，人體器官移植從此進入一個黃金時代。即便如此，目前尚無任何藥物可以逆轉(zhuǎn)慢性排異現(xiàn)象，因此器官移植患者需要終身服用免疫抑制劑。
同種之間排斥反應尚且如此，何況不同物種之間呢？我們在這個案例中看到，用于移植的豬腎經(jīng)過改造，通過基因編輯去除了豬細胞中一種名為α-Gal的糖分子，避免移植后出現(xiàn)超急性排斥。因此，手術(shù)后移植腎成功工作了54小時。然而，解決了超急性排斥反應后，還面臨著急性排斥反應和慢性排斥反應。54小時的工作時長，顯然無法解決任何實際問題，因此距離臨床應用還很遙遠。
既然排斥反應是異種器官移植的最大障礙，我們能否找出所有引起排斥反應的基因片段，通過基因編輯加以改造呢？這就又涉及一個倫理學問題，當我們?nèi)コ嘭i的基因，進行更多人源化改造，豬的外形和內(nèi)核都有可能發(fā)生改變，也就是說豬不再是豬了，我們在試圖創(chuàng)造一個新的物種，有悖倫理。
此外，跨物種的器官移植，繞不開生物安全的問題。動物體內(nèi)攜帶很多已知或未知的病毒、細菌，有可能通過器官移植轉(zhuǎn)移到人體，如果這些病毒微生物可以在人際傳播，就有引發(fā)傳染病流行的風險。2015年，華人女科學家利用基因編輯技術(shù)，成功“剪”掉了豬基因中可能有害的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒基因，取得了重大突破。然而，在這一種病毒以外，未知的風險還有很多。
這些來自豬的組織已應用于臨床
記者：圍繞異種器官移植，目前國內(nèi)外都取得了哪些進展？
陳知水：根據(jù)文獻資料，1905年，法國科學家將兔腎切成薄片植入腎衰竭兒童體內(nèi)，是世界上第一例異種器官移植手術(shù)。16天后，該名兒童死于排斥反應引發(fā)的肺部感染。
此后，科學家進行了無數(shù)次嘗試，多以失敗告終。直到1964年，美國科學家將6只狒狒的腎臟植入人體，受體在使用免疫抑制劑后最長存活9個月，這是全球第一例成功的異種腎移植，再次燃起了醫(yī)學界探索異種器官移植的熱情。
基因編輯技術(shù)，為異種器官移植帶來了希望。2016年，西京醫(yī)院將敲除了13個基因的豬作為供體，將它的心、肝、腎分別移植給3只恒河猴，術(shù)后移植肝和受體猴存活了16天，為豬猴輔助性肝移植國際最長存活時間。
2018年，世界權(quán)威科學期刊《自然》發(fā)布了一篇論文，德國科學家選取14只幼年豬，將它們的心臟進行人源化的基因修飾后移植到狒狒體內(nèi)，術(shù)后狒狒正常存活超過半年。
不論國內(nèi)還是國外，目前進行的主要是一種過渡性嘗試，比如選擇靈長類動物代替人作為實驗對象，把豬的器官移植到猴子、猩猩、狒狒體內(nèi)進行觀察。從動物之間的跨物種器官移植，過渡到從動物到人體的器官移植，需慎之又慎！截至目前，我國尚無類似實驗的先例。
陳知水所長（右）接受長江日報記者（左）專訪。
記者：有哪些動物的組織器官被成功應用？
陳知水：目前廣泛應用于臨床的主要是皮膚、瓣膜、骨骼等動物組織，與器官相比，這些組織的結(jié)構(gòu)更簡單，功能更單一。
例如，豬的心臟瓣膜在臨床使用十分廣泛。心臟瓣膜可以控制心臟周圍血液的流動，用于移植的豬心臟瓣膜通過化學方法清除了細胞，移植后不會引起排斥反應。
豬胰島素用于糖尿病治療也有百年歷史，自豬胰腺提取的豬胰島素，僅有一個氨基酸與人胰島素不同，因此療效比牛胰島素好，副作用也比牛胰島素少。
去掉活細胞的豬骨、豬角膜也在21世紀應用于臨床，能部分替代原有人體器官功能。其他來自豬的組織還有皮膚、關(guān)節(jié)、肌腱、韌帶等等。
看好3D打印人體器官的應用前景
記者：解決器官供需缺口還有哪些出路？
陳知水：器官短缺是個世界性難題。我國器官捐獻和移植的絕對數(shù)量均位居世界第二位，但由于患者基數(shù)龐大，供需之間仍存在巨大缺口。全國每年約30萬人需要做器官移植，但能獲得移植機會的不足2萬人，供需比例約為1:15。
解決這一問題，除了探索異種器官移植以外，還有沒有別的辦法？我認為，通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)器官再造，是更有前景的研究方向。
3D打印通過“自下而上”的材料累加成型，像蓋房子一樣一磚一瓦地逐漸搭砌。與傳統(tǒng)打印機不同的是，3D打印的“墨水”可以是塑料、金屬、陶瓷、甚至是細胞。
目前，3D打印的關(guān)節(jié)、骨骼、牙齒、氣管均已在臨床使用。盡管與之相比，心、肝、脾、肺、腎等器官結(jié)構(gòu)和功能更加復雜，但既然已成功邁出第一步，由簡單到復雜的不斷進步就值得期待。
不妨暢想一下，未來當一名患者出現(xiàn)腎衰竭，我們可以對他的干細胞進行體外分化，培養(yǎng)出大量有功能的腎臟細胞，然后通過3D打印技術(shù)逐層打印組織、血管、細胞，精準再造一個腎臟。它由患者自身組織分化而來，不會發(fā)生排斥反應，不攜帶細菌和病毒，也不存在倫理學的問題，這個聽上去像天方夜譚一樣的暢想，實則未來可期！
(責任編輯：admin)
博世先進陶瓷公司使用Lith
Xenia進軍大幅面增材制造
研究人員基于3D打印冰模板
美國Brooks與惠普合作開發(fā)
《AHM》：3D打印為患者定
MB Therapeutics與Lynxter最新內(nèi)容
美國空軍引進3D砂
3D打印個性化晶格
伊犁州奎屯醫(yī)院實
昆士蘭科技大學3D
全彩3D打印吉他在
PSAS成功發(fā)射3D打熱點內(nèi)容
