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世界首例!透析7年后,等不到人类肾脏的他移植了一颗猪肾

2024-03-31 21:30
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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服务医者改善医疗 科普中国

“截至目前,异种器官移植的诸多关键性科学问题,还没有得到完全解答。”

当地时间 3 月 21 日,美国哈佛大学麻省总医院医疗团队宣布,他们成功完成人类历史上首例基因编辑猪肾的人类活体移植。

手术非常成功,根据报道,新的肾脏在移植后不久就可以产生尿液。医生预计患者很快就可以出院,“为器官衰竭患者提供更容易获得的移植器官,此次手术标志着一个重要的里程碑。”麻省总医院在一份声明中表示。

据世界卫生组织统计,全球大约有 120 万人需要肾脏移植,但每年仅有不到 1/3 的患者能等到合适的供体器官,其余人只能接受肾脏透析等治疗度过余生。“我们希望这种新的移植方法,能够给全球数百万肾衰竭患者带来新生。”麻省总医院移植外科医生 Tatsuo Kawai 博士表示。

美国麻省总医院,人类历史上首例转基因猪肾移植术。图片来源:麻省总医院

“最美丽的肾脏”

接受本次猪肾移植术的是 62 岁的 Richard Slayman,一名来自美国马萨诸塞州的肾病患者。

早在 2010 年左右,Slayman 的肾脏就已经无法正常工作,由于没有合适的肾移植机会,他不得不接受了长达 7 年的透析治疗。一直到 2018 年,他终于等到了合适的供体和手术时机,成功接受了标准的肾移植流程。

好景不长,2023 年,移植到他体内的新肾脏也出现了衰竭,当年 5 月 Slayman 又恢复了透析治疗。但此时的他合并有高血压、糖尿病等基础疾病,透析过程中反复出现血栓等严重并发症,需要每两周去医院进行一次解凝和手术修复。

在这样的情况下,麻省总医院的医生团队向 Slayman 提出了“猪肾移植”的方案。虽然有着诸多疑虑和担心,但常年被疾病缠身的 Slayman 早已疲惫,他渴望回归正常生活,最终决定接受“猪肾移植”。

手术方案也顺利通过了美国食品药品监督管理局(FDA)“同情使用条款”的批准,这一条款允许对患有危及生命疾病的患者,提供可能获益却未经批准的治疗方式。

医护团队取出猪肾,准备开展移植手术。图片来源:麻省总医院

3 月 16 日手术当天,麻省总医院的外科医生团队将一个经多处基因编辑猪的肾,一点点地接入 Slayman 的循环系统。这并不是一件容易的事,由于有基础疾病,Slayman 的血管状况并不理想。

“可当猪肾的血管和 Slayman 的血管完全吻合后,猪肾立即‘变成了粉红色’,并开始产生尿液。”主刀医生 Tatsuo Kawai 博士在本周四的新闻发布会上称,“这是我见过最美丽的肾脏,当时手术室中的 15 名移植团队成员爆发出热烈掌声。”

相关的制药公司也为 Slayman 提供了专门定制的抗排斥药物,以防止猪器官导致的排斥反应。根据团队介绍,Slayman 在术后几天就可以下地行走,截至目前免疫系统并未出现排斥状况,血压等指标和生命迹象稳定。“这一颗猪肾可以持续运作数年。”医生团队在新闻发布会上大胆预测。

“我们希望有一天,肾透析将被淘汰。”麻省总医院肾移植医学科主任 Leonardo Riella 博士称,“肾透析就像是呼吸衰竭患者的呼吸机。你可以使用它一段时间,但如果希望患者能回归正常生活,应该有一个更永久的解决方案,可能是人体移植或者异种移植。”

一颗基因编辑猪肾

“这位患者非常了不起,他具有‘科学奉献精神’,我非常地尊敬他”。复旦大学上海医学院副院长、上海市器官移植重点实验室主任朱同玉教授表示。

目前在全球异种大器官移植领域,进展最快的是猪心和猪肾移植。和心脏移植不同的是,尽管会导致生活不便,但肾透析是一种极为成熟的治疗方式,可以延续肾衰竭患者的生命。对于 Slayman 来说,同意接受猪肾移植需要莫大的勇气。

“他此前已经做过了一次肾移植,一侧的血管通道用掉了。另一侧用于本次异种器官移植,如果失败,后续再做人源肾移植的机会渺茫。这个人应该被历史记住。”朱同玉说。

这也不是科学家第一次尝试在人体中进行猪肾移植,只是此前均是在脑死亡患者体内进行。过去几年内,美国纽约大学已接连完成了 3 例脑死亡患者的猪肾移植,一例在最长 61 天的观察期内,肌酐水平处于最佳范围,猪肾具备一定的清除和药物代谢能力,验证了猪肾人体移植的可行性。

可脑死亡人体和“活人”终归不同。朱同玉提到,脑死亡人体和活体对异种器官的反应存在差别,大脑会分泌很多神经递质、激素,对免疫系统形成压制。在 Slayman 的手术中,科学家可以了解活体对异种器官的反应,获得一系列真实世界数据,这为未来移植方案的进一步优化、改造奠定了基础。

“但目前来看,Slayman 后续的健康状况还无法预估。”朱同玉称,还需要评估一系列免疫学、微生物病毒学指标,监测移植猪肾的生理指标,观察它能否满足人体的生理需求。

“讨论异种器官移植是否成功,标志性节点是手术后的半年。这是一个非常关键的时间节点。”朱同玉说,“此时患者已度过超急性和急性排异期高发期,可以观察到慢性排异等。其次在半年后,也基本能观察到动物携带的病毒或基因序列,在人体内有没有被激活,甚至导致发病。”

朱同玉所说的“动物病毒”,包括猪内源性逆转录病毒(PERV)、猪巨细胞病毒以及我们一些未知的病毒等。

据了解,本次移植所用的猪经过了 69 处基因编辑,“其中的 10 处编辑是标准方案之一,包括敲除排斥反应相关基因,加入人补体抑制基因、抗凝基因等,目的是提高猪器官与人体的兼容性。”成都中科奥格生物创始人潘登科教授告诉说,“其他的几十处编辑,是为了消灭供体猪体内的猪内源性逆转录病毒等。”

“无内源性逆转录病毒 PERV-C 亚型猪种,目前国际上认为是相对安全的。”潘登科表示,他和团队培育的基因工程医用猪,是从源头上筛选了无 PERV-C 的巴马小型猪,并通过严格的无菌繁育、监测,目前已在国内完成了数十例异种器官移植动物实验验证,并于今年 3 月 14 日与西京医院合作,完成了全球首例脑死亡患者的猪肝移植。

今年 3 月 14 日,西京医院窦科峰院士团队完成了全球首例脑死亡患者的猪肝移植。图片来源:西京医院官方

针对此次猪肾移植,朱同玉认为,严格意义上还未达到“突破”的程度,而是异种器官移植的又一进步和进展。“所谓‘突破’,是要从理论上解决重大问题。但截至目前,异种器官移植的诸多关键性科学问题,还没有得到完全解答。”

麻省总医院医生团队同样在周四的发布会上表示,尽管最新的进展很重要,但还需要更多的研究,最好是在不同医院进行的大型研究,才能更好地了解猪肾移植的效果。

堪比“登月计划”

异种大器官移植即将开展临床试验

此次的猪肾移植,是人类历史上第三次尝试在活人体内移植猪的器官。此前同样基于“同情使用条款”,2022 年 1 月 7 日和 2023 年 9 月 20 日,美国马里兰大学率先对两名终末期心衰患者完成猪心脏移植,术后生存时间分别为 2 个月和 6 周。

目前,全球尚未有正式获批临床试验的异种大器官移植项目。根据美国监管机构的相关标准,正式获批临床试验,需要至少在连续 6 例的动物实验中,4 例存活时间达半年或一年以上。潘登科表示,根据最新披露的信息,至少有 2 个达标的美国科研团队或将于今年进行申报,有望在明年年底前正式获批开展临床试验。

朱同玉表示,虽然已经有 3 例活体移植,但距离异种移植真正走上临床,后续还有很多研究要推进。

在跨物种病毒传播方面,此前在全球首例猪心移植患者的尸检中,科学家发现了猪巨细胞病毒存在的迹象。研究团队推测,该病毒可能最早处于“潜伏”状态,躲避了检测,在患者减少抗病毒治疗方案后被重新激活,引发了细胞损伤的炎症反应。不过,没有确定证据表明该病毒感染了患者,或扩散到心脏以外的器官。

2022 年 1 月,美国马里兰大学医学中心宣布,成功实施全球首例人移植转基因猪心手术。图片来源:马里兰大学医学中心

朱同玉表示,“虽然科学家对于前期猪的培育、手术前的病毒检测筛查等,目前已有很成熟的技术手段。但猪体内的病毒有很多种,是否还存在未知的病毒,移植后又会不会在人体内不同环境下被激活,目前还不清楚。”

另一方面,“供体猪需要经过基因编辑,但它和人的基因组差异毕竟不在一个数量级上,仍有可能存在排斥。过多的基因编辑也会使得猪本身难以存活。最终到底需要编辑猪的多少基因?编辑哪些基因?还要进一步的临床研究。”朱同玉说。

但无论如何,异种大器官移植研究已经进入了加速期,它为全球移植器官的短缺提供了一种极具想象力的解决方案:有一天,经过基因编辑的猪器官可能成为一种商品,让无数在等待中的患者延续生命。

2022 年 6 月,《新英格兰医学杂志》在首例猪心移植病例报告的评论文章中写道,无论这次异种移植是否开启了新未来,研究都提供了一种新的观察——研究人员利用基因生物工程和细胞发育生物学,迅速而深刻地解决医学问题。

同时,随着近年来新型免疫抑制剂的出现,异种移植免疫基础研究的不断深入,异种移植的免疫治疗方案也越来越完善。“异种器官移植的临床转化研究是一个系统工程,堪比‘登月计划’,需要器官移植、基因工程、畜牧学、免疫学、伦理等各方面专家配合完成,已有的案例为我们提供了很好的借鉴。”潘登科说。

朱同玉表示,在正式开启临床试验前,医学试验不可能做到万事俱备,答案还得在真实世界研究中寻找。“从近年来医学科研领域的相关进展看出,一旦通过伦理学等严格审批程序,人类已经具备了探索的条件。”

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原标题:《世界首例!透析7年后,等不到人类肾脏的他移植了一颗猪肾》

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