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編者按：據(jù)悉，每天都有20人死于器官移植的等待之中，數(shù)據(jù)顯示美國目前有11.3萬多人在等待移植手術(shù)，而2018年全年只有36528例移植手術(shù)，每年等待移植的人越來越多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了可用器官的數(shù)量。但科技的進(jìn)步為這一難題的解決提供了一絲希望，經(jīng)過基因改造的豬可能將會助力人類書寫醫(yī)學(xué)成就的新篇章。本文譯自medium，文章作者Emily Mullin，原文標(biāo)題Surgeons Transplanted Living Pig Skin Onto Humans for the First Time。

圖片來源：Minipigs/Wikimedia Commons

馬薩諸塞州Grafton是位于Boston以西約40英里的一個小鎮(zhèn)，鎮(zhèn)上有一家無病原體機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)通過基因工程培育出為人類提供皮膚的實(shí)驗(yàn)用迷你豬。

這些迷你豬的皮膚看起來與人類的皮膚非常相似，被稱為異種皮膚（Xeno-Skin）。為了加快愈合過程，馬薩諸塞州總醫(yī)院（Massachusetts General Hospital）的外科醫(yī)生們會將把這些豬的皮膚移植到一小群燒傷患者身上。這是美國食品和藥物管理局（U.S. Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準(zhǔn)的第一個將活體動物組織用于人體的實(shí)驗(yàn)，這是將動物體內(nèi)生長的整個器官移植給需要它們的人的必要步驟，這一過程被稱為異種移植（xenotransplantation）。

眾所周知，對這些器官的需求非常迫切。每天都有20人死于器官移植的等待之中。據(jù)政府?dāng)?shù)據(jù)顯示，美國目前有11.3萬多人在等待移植手術(shù)，而2018年全年只有36528例移植手術(shù)。故而每年等待移植的人越來越多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了可用器官的數(shù)量。幾十年來，研究人員一直將動物供體作為緩解這一慢性短缺的方法之一，但是來自動物的器官移植常常失敗。

可以說，總部位于Boston的生物技術(shù)公司XenoTherapeutics開發(fā)的異種皮膚前景廣闊。到目前為止，一名患者已經(jīng)接受了經(jīng)過基因改造的豬皮膚移植，另有五名燒傷患者正在等待接受移植。這些皮膚只是暫時移植到人體上，一旦病人的皮膚長出來就會被移除。參與試驗(yàn)的醫(yī)生說，供體組織似乎正在愈合，同時接受移植的人體皮膚也在愈合，這一過程中也沒有出現(xiàn)排斥反應(yīng)，比如引發(fā)免疫反應(yīng)或傳播動物病毒——這兩個問題是異種移植面臨的主要問題。XenoTherapeutics公司的首席執(zhí)行官aul Holzer向OneZero表示：“我們正在向著完全復(fù)制用于嚴(yán)重和大面積燒傷的護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)的皮膚這一目標(biāo)前進(jìn)?！?/p>

一般情況下，嚴(yán)重的二度和三度燒傷會用同種異體或人類尸體的皮膚來治療。同種異體移植有助于保護(hù)傷口不受感染，防止體液從體內(nèi)流失，促進(jìn)病人皮膚的重新生長。馬薩諸塞州總醫(yī)院整形外科醫(yī)生、曾擔(dān)任XenoTherapeutics公司董事會主席的Curtis Cetrulo博士表示：“皮膚是世上萬物的重要屏障。作為人類，我們就像是一袋液體，而我們的皮膚就像是一個塑料袋一樣?！?/p>

由于人類死亡后皮膚還能存活一段時間，這就是為什么它能在人和豬身上保存下來并移植給病人的原因了。但和其他器官一樣，尸體皮膚價格昂貴，而且因?yàn)闆]有足夠的供體，很難從國家皮膚庫獲得。皮膚庫有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，不能接受癌癥或艾滋病毒和肝炎等病毒感染的捐贈者的皮膚，因?yàn)檫@些疾病有可能傳播給移植受者。一些皮膚庫對皮膚捐獻(xiàn)者的年齡也有限制。

Holzer表示，當(dāng)缺乏尸體皮膚的時候——尤其是在戰(zhàn)場和發(fā)展中國家——豬的皮膚可能是一種替代選擇。豬和其他動物的皮膚已經(jīng)被用來做傷口敷料，但這些皮膚已經(jīng)經(jīng)過了化學(xué)處理，是干燥的皮膚，所以在這些皮膚中已經(jīng)不存在存活的細(xì)胞了?！八旧暇拖袷且粔K皮革，” Cetrulo表示，“它是死皮膚，是加工過的皮膚。”

而異種皮膚是由活的組織構(gòu)成的，目的是促進(jìn)血液流動或血管的生長，這是幫助抵抗感染的愈合過程中的一個關(guān)鍵步驟。第一名患者接受了一塊5×5厘米的異種皮膚，但隨后的患者將接受更大面積的移植。在第一名患者接受移植5天后，外科醫(yī)生移除了移植皮膚，代之以取自患者大腿的永久性移植物。目前患者正在康復(fù)中，有望很快恢復(fù)工作。

從長期來看，暫時將豬的皮膚移植到燒傷部位要比把豬的器官移植到人體內(nèi)簡單得多，但加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的心肺移植外科醫(yī)生Abbas Ardehali博士（（他沒有參與異種皮膚移植試驗(yàn)））表示，從安全角度來看，暫時將豬的皮膚移植到燒傷部位頗具意義?！拔艺J(rèn)為這種方法的好處是，即使出現(xiàn)最壞的情況，比如豬皮膚失效之類的，你可以從頭再來。而不是說像心臟或肺移植這樣的大手術(shù)，一旦失效的話是要出人命的?！?/p>

科學(xué)家們長期以來一直試圖將動物器官移植到人類身上，而Xeno-Skin就是其中最新的一項實(shí)驗(yàn)。20世紀(jì)60年代，美國外科醫(yī)生Keith Reemtsma曾將黑猩猩的腎臟移植到人類身上，但這項試驗(yàn)失敗了，因?yàn)檫@些器官出現(xiàn)了排斥反應(yīng)或感染。1984年，一名被稱為“Baby Fae”的嬰兒接受了一只狒狒的心臟移植手術(shù)，但在一個月內(nèi)死亡。

雖然類人猿和猴子是我們的近親，但科學(xué)家現(xiàn)在認(rèn)為豬是人類器官的理想提供者。原因在很大程度上是因?yàn)椋菏紫龋i的器官只需要幾個月就能長到合適的大小，而猴子則需要10到15年。另外，豬的器官也更接近人類的器官。與此同時，美國國立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health）已經(jīng)終止了對黑猩猩的研究。科學(xué)家們認(rèn)為，公眾可能會在道德上更接受使用豬作為器官捐贈者而不是猴子，因?yàn)楣娨呀?jīng)習(xí)慣了豬在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的角色了。

然而，豬和人之間的生物學(xué)差異使得移植排斥也成為了困擾科學(xué)家們的一大難題，現(xiàn)階段科學(xué)家們致力于利用基因工程來解決這一難題。上世紀(jì)90年代，馬薩諸塞州總醫(yī)院的David Sachs博士利用基因工程技術(shù)，消除了在豬體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一種名為alpha-gal的分子，這種分子會引發(fā)人體的免疫系統(tǒng)反應(yīng)。這一單一的基因修改可能使人體不再排斥面積較小的以及臨時的豬皮膚移植。但是為了確保整個移植器官能夠在人體內(nèi)存活多年，研究人員可能需要對豬的基因組進(jìn)行更多的改變，并為接受移植者開發(fā)新的免疫抑制藥物。

2016年，由Muhammad Mohiuddin博士領(lǐng)導(dǎo)的美國國立衛(wèi)生研究院的研究人員報告稱，他們在狒狒體內(nèi)移植了轉(zhuǎn)基因豬的心臟，平均存活時間超過了一年。其中有一只狒狒活了兩年半多，打破了此前從豬到靈長類動物心臟移植的記錄。

基因編輯工具CRISPR也使修改動物以進(jìn)行異種移植變得更加容易。2017年，一家名為eGenesis的創(chuàng)業(yè)公司宣布，它們已經(jīng)成功移除一組只在豬身上發(fā)現(xiàn)的病毒，這些病毒長期以來被認(rèn)為會導(dǎo)致人類在接受豬類器官移植時出現(xiàn)感染風(fēng)險。豬的內(nèi)生性逆轉(zhuǎn)錄病毒（PERVs）被認(rèn)為是阻礙向人類器官移植的另一個主要“攔路虎”，盡管沒有人因?yàn)橐浦捕l(fā)生PERV感染，但目前實(shí)驗(yàn)室研究對此還沒有定論。

哥倫比亞大學(xué)（Columbia University）轉(zhuǎn)化免疫學(xué)中心主任Megan Sykes博士表示：“目前大多數(shù)異種移植界的人士都聲稱風(fēng)險是可控的。食品和藥物管理局批準(zhǔn)這項試驗(yàn)的事實(shí)也反映了這種想法。”

和它們的“前輩們”一樣，用于異種皮膚研究的豬首先也要通過基因工程來防止出現(xiàn)移植排斥反應(yīng)。但要看到第一例豬器官移植到人體內(nèi)可能還需要數(shù)年時間。

“我們必須確保皮膚或其他非致命性組織的移植取得成功才行，”Ardehali表示，“接下來我們可以試試腎臟，因?yàn)槿绻I臟衰竭了，患者還可以靠透析活命，但如果心臟或肺衰竭了，恐怕神也救不了你?！?/p>

但是，即使技術(shù)問題得到了解決，說服公眾接受豬器官移植也可能是一個非常大的難題。Mohiuddin現(xiàn)在是馬里蘭大學(xué)（University of Maryland）醫(yī)學(xué)院心臟移植項目的主任，他表示，盡管異種移植的前景廣闊，潛力也很大，但是改變公眾的看法可能是一個長期的過程。

Mohiuddin表示：“如果你告訴別人，‘我們想把豬的心臟植入你體內(nèi)’，可能會引起軒然大波。如果試驗(yàn)成功，就為其他類型的移植鋪平道路，如腎臟、心臟、肺或肝臟。”

器官異種移植的最初用途之一可能是所謂的橋式移植，在這種移植中，患者需要一個器官來維持一段時間的生命，比如幾周甚至幾個月，直到他們能夠從人類捐贈者那里獲得更為合適的器官。Mohiuddin說：“但我相信，一旦我們有了理想的豬供體，而且它們提供的器官能存活更長的時間，我們就不需要更換新的人類器官了。”

與此同時，XenoTherapeutics公司也在培育轉(zhuǎn)基因豬的神經(jīng)，這些神經(jīng)可以移植到因車禍、跌倒或其他原因受傷而神經(jīng)受損的人身上。該公司希望在2020年開始對這種方法進(jìn)行臨床試驗(yàn)。

Ardehali表示，在未來5到10年內(nèi)，需要器官移植的人依然不太可能選擇移植豬的心臟或肺，但他確實(shí)認(rèn)為這一情況正變得越來越近。

他說：“我們多年來一直保持著極大的熱情，但它的確還沒有成為現(xiàn)實(shí)。我們是否在書寫人類醫(yī)學(xué)史上的新篇章？我不知道，但它其實(shí)需要信念的重大飛躍。”

譯者：喜湯

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