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猪器官移植给人,渐行渐近(1)
http://www.100md.com 2016年7月15日 《百科知识》2016年第14期
猪器官移植给人,渐行渐近

     人类的捐赠器官供不应求极大地限制了器官移植的发展和治病救人,于是人们的目光转向了利用动物,其中,猪是最适合的动物。理论上,一头猪的大多数器官都可以移植给人,包括角膜、皮肤、胰岛、关节、肌腱、韧带、肾脏、心脏、肝脏等。

    现在,经过长期探索,猪的器官移植给人已渐行渐近,而且在局部有所突破,也意味着猪器官移植给人部分成为现实。

    猪眼看世界

    国际爱眼日(6月6日)到来之前,英国广播公司(BBC)以“中国的科学革命”为题,报道了中国在五大科技领域的最新进展,包括天文观察(天眼看星空——FAST望远镜)、生命科学(猪眼看世界——猪角膜移植人体)、中微子探测(寻找奇怪的粒子——大亚湾中微子实验)、深海科考(探险幽深的海洋——彩虹鱼无人潜水器)和航天(飞向浩瀚的太空——载人航天和探月计划)。

    猪角膜(生物工程角膜)移植成为世界顶尖的科学探索之一的原因在于,移植动物器官拯救人类生命、治疗疾病和改善人的健康一直是人类的理想,而且这一理想终于在中国初步实现,在科技史上跨出了历史性的第一步,因角膜受损而失明的人可以通过猪的角膜来看世界。2016年1月和2月,武汉和广州分别报道了成功移植猪角膜——艾欣瞳的病例。艾欣瞳是由中国科学家自主研发、全球首个也是唯一完成临床试验的生物工程角膜。

    2016年2月25日,来自江西的一名14岁少年在广州接受生物工程角膜移植,获得成功。生物工程角膜就是猪角膜,移植后一星期,这位少年的视力已经达到0.1。在移植手术前,孩子的右眼仅有眼前指动,接近于盲人。在随后的康复过程中,孩子的视力有望恢复到 0.6。

    用猪眼看世界是因为人的角膜“一膜难求”。在中国,因角膜病变导致的失明患者约500万人,而且仍在进一步增加,也成为中国第二大的致盲原因。但是,每年靠捐赠的人体角膜进行移植的手术不到5000例,也意味着能重见光明的人的比例是千分之一。因此,需要通过其他途径来扩大角膜的获取和使用,猪便成为一个最为适宜的来源。如果猪角膜能广泛使用,意味着在中国全部500万角膜眼盲病人中,有1/3~1/2的患者可以利用这一技术重见光明。此前,人类还打算采用猪的其他器官供移植,如猪的心、肝、肺等。

    猪角膜移植成为现实既让因角膜受损的人可以看清世界,也因为是用猪眼看世界而是朦胧的,因为,现在移植猪角膜后,最好的视力也只能达到1.2。尽管这已经是猪角膜移植的最好效果了,但显然还可以有更好的结果,但这需要更多的探索。

    猪角膜移植给人最需要关注的是,这种异种器官(准确地说是组织)移植之后受者的安全。其实,就这个问题中国研究人员已经付出了足够的努力,并有了充分的准备。

    选取的猪角膜必须通过脱细胞技术完全去除原本附带的细胞,只保留基质胶原本身。剩下的角膜还需要经过钴60的放射性辐照予以严格消毒,以确保一些猪源性疾病不会因为移植而感染人。同时,移植猪角膜还有着严格的适应症,如患者是患有角膜内皮失代偿或者角膜内皮营养不良引起的角膜溃疡患者而需要全层移植的患者并不适合应用该技术。而且,在完成移植手术后,患者需要使用抗排异反应的滴眼液一年以上。

    猪角膜移植不同于争议很大的肿瘤免疫疗法之处在于,前者经过了安全的临床试验,有115名志愿者参加(男性75例、女性40例,年龄在18~75岁,平均年龄54岁)。术后随访复查显示,猪角膜与原来正常角膜结构高度融合,使用安全,最佳视力达到1.2。多中心临床数据也显示,角膜移植后的总有效率高达94.44%,愈后效果接近人体捐赠角膜。因此,2015年4月底,国家食品药品监督管理总局为艾欣瞳颁发了医疗器械注册证书。

    猪的大器官移植还有难度

    现在能把猪的角膜移植给人是一种巨大的进步,但是,角膜不是大的器官,甚至在严格意义上并非器官,而是组织。猪的一些大的器官,如心脏、肝脏等的移植还一直处于试验阶段,而且只是动物试验,没有进入人体试验。尽管如此,现在的一些研究表明,猪的大型器官移植给人也只是时间问题。最令人鼓舞的是猪心移植的试验。

    猪的器官移植给人最大的问题是排异反应,其次是猪器官上面的一些致病原(病原微生物,包括细菌和病毒等)可能导致疾病。针对这些问题,美国研究人员对狒狒进行猪心移植,有了一定的成果。但是,这种移植是间接移植,因为并没有摘除狒狒自身的心脏。

    2016年4月,美国国立卫生研究院(NIH)资助和主持的一项研究表明,把猪心移植给狒狒能长时间保持狒狒的健康生存,最长可达两年多(945天)。以穆希乌丁为首的团队把5个猪的心脏移植到5只狒狒腹部,其中一个心脏在狒狒体内保持了近3年的健康状态。虽然这些数据还不足以说明临床试验的可行性,但是这个结果表明,把猪的大型器官移植给人又前进了一步。

    把猪的大型器官移植给人首先需要解决的问题是免疫排异。当同种异体(人的器官移植)都会发生免疫排异反应时,异种异体(如猪的器官移植给人)更要发生强烈的免疫排异反应,也即移植的器官会受到宿主免疫系统发起的猛烈攻击。

    1993年,匹兹堡大学北美器官移植中心的库珀等人发现,在移植猪的器官后几分钟内,人类免疫系统会启动免疫排异反应,引起人类机体产生抗体,进而导致血栓形成。引起免疫排异的抗原是一种猪器官的细胞表面抗原,即一种糖分子,称为α-1,3-半乳糖,这是器官排异反应的启动因素。α-1,3-半乳糖转移酶是产生这种糖必须的酶,理论上讲,如果抑制这种酶或敲除这种酶的基因就可以避免排异反应。

    2001年,研究人员研发出缺少α-1,3-半乳糖转移酶基因的基因工程猪,但是把这样的猪器官移植给狒狒及其他非人灵长类动物仍然只能让受者存活数月。另外,接受移植的动物需要通过药物抑制免疫系统,避免排斥外源性器官,但同时也使它们易于受到感染。这些研究提示,仅仅敲除猪的某些基因以去除其细胞表面抗原还是不够的,还需要对器官移植的受者给予药物,进行免疫抑制(抑制体内免疫系统的功能)。 (王晓冰)
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