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从大师兄到二师兄,动物为人类器官移植贡献有多大?

 闲野之家 2022-01-12
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昨天一个重磅消息发布即刷屏,美国科学家成功把一个经过基因改造的猪心移植给人,这又是一个非常重要的突破。此时此刻,全球正有无数罹患各类疾病的人在苦苦等待合适的器官,如果这项技术能进一步推广,将会带来多少新的希望?!

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人类成功移植猪心脏的相关报道刷屏

其实人类在动物身上“打主意”已经不是一两天了,今天尹哥就带大家回顾“异种移植”的历史,看一看动物对人类的器官移植贡献有多大。

异种移植率先出道的是“大师兄”

“异种移植”的概念很早就诞生了,受限于当时的科技水平,人们在很长一段时间里只能停留在理论阶段。而且,人们普遍认为,和我们相近的灵长类动物更适合作为供体。直到1984年,博克莱尔的出生,才让这个设想有了进一步的实践。

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斯蒂芬妮·费伊·博克莱尔

博克莱尔是一名早产儿,同时患有严重的先天性心脏缺陷。出生12天后,她的病情进一步恶化,在父母的同意下,医生们选择狒狒(山魈)作为供体,为博克莱尔开展心脏移植手术。这次手术取得了不错的开头,移植后的心脏开始自主跳动,一度引发了轰动。

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山魈(狒狒):“大师兄”的原型

术后初期,博克莱尔一切正常,病情也有所好转,但14天后,她的情况急转直下,最终在1984年11月16日死亡。死因是心脏衰竭,但这并不是供体心脏的问题,而是由于博克莱尔自身免疫系统的排异反应,换句话说,是博克莱尔体内的免疫细胞杀死了这颗心脏。

排异反应这么可怕,为什么还要异种移植?

从1984年的试验结果来看,人和动物异种移植并没有想象中的顺利,那还有可能实现吗?其实,人类在更早的时候就做过人和人之间异体移植的尝试,并且逐渐摸清了其中的规律。

最早的异体移植发生在1967年12月3日,南非的巴纳德教授为患者沃斯坎斯基完成了心脏移植,尽管手术非常成功,但患者还是发生了严重的排异反应,在第18天死亡。这时候,人们才沉下心来关注排异反应产生的原因以及解决办法。

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巴纳德教授成功完成了世界首例心脏移植手术,一夜成名

免疫系统的世界和现实不一样,是非黑即白的,在它们眼里,不是自己人的,都是敌人。供体的心脏属于外来物,自然是它们集中攻击的对象,并且不杀灭绝不消停。

直到环孢素出现,人们才找到抑制排异反应的办法。这是一种免疫抑制剂,它通过免疫T细胞的活性和生长,来抑制免疫系统的活性。

在环孢素的帮助下,异体移植的成功概率越来越高,国际心肺移植协会(ISHLT)做过一项统计:患者在接受移植后1年、3年、5年和10年同期存活概率分别是85.2%、78.0%、72.1%和60.1%。与1967年的手术相比,可以说实现了质的飞跃。

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环孢素是由环孢菌素合成酶(一种非核糖体多肽合成酶合成的

尽管人们找到异体移植的改善办法,但要想换器官,只能从其他人身上摘下来。如果没有合适的捐献者,大部分患者还是只能“等死”。相关数据显示,每天都有大约12名患者因为等不到合适的移植器官而死亡。尽管去年约有41,354名美国人接受了器官移植,但潜在需求仍然更高。人们不得将目光投向人和动物间的异种移植,这也催生了一项新研究——干细胞技术。

干细胞技术是让人体的成熟细胞在特定条件下逆转到全能性状态或形成胚胎干细胞系,再将此细胞移植到经过改造的动物受精卵中,让动物生长出人类需要的器官。这种器官是人体自身细胞培育的,所以不存在排异反应,如果这种技术能完美实现的话,它对于器官移植的贡献将大到不可思议。

但这又引起了一个新的问题——伦理

2004年,世界卫生组织在异种移植的问题上有过一项决议:敦促会员国“只有在具备有效的国家管控和监督机制时,方可允许异种移植”。世界卫生组织希望各国实行更有力的措施,制止非法异种移植,并促进统一的质量和安全控制。但大家的意见似乎没达成一致,2005年,各国又在世界卫生组织会议上就相关问题进行激烈的讨论,重点聚焦在伦理和异种移植带来的疾病问题。

其实大家的观点都有合理的出发点,但要全面达成共识,可能还有更长的路要走。

世界首例猪肾脏移植人体手术带来新的思路

2021年10月20日,纽约大学发布了一则轰动世界的新闻。该校的一名外科医生将一只猪的肾脏,连接到了一个病人腹部外腿部血管上,在病人的体外工作了54个小时,没有引发受体免疫系统的排斥反应。

这场意义非凡的手术,于9月份在纽约大学朗格尼医学中心进行,接受猪肾移植的病人已脑死亡,病人家属同意在为病人移除维生仪器前,让她参与试验。团队所采用的猪肾,是一只经过基因改造后的猪GalSafe的肾脏,器官组织不再含有会立即诱发人体排斥的糖分子。

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去年10月,美国外科医生就首度成功将猪的肾脏移植到志愿者身上

虽然这次手术并没有将猪的肾脏,放置到人类肾脏的位置,但执行这项手术的外科医生蒙哥马利说,猪肾的功能看来相当正常,而它制造的尿量,与移植人类肾脏所预期的尿量一样。病人原本异常的肌酐水平,在接受猪肾移植后恢复正常。成功地将猪器官连接到人体血管是一个有希望的迹象,表明它将在移植情况下起作用,并且该团队没有发现不相容性的直接证据。

科学家们认为,除了手术的成功外,更值得期待的是那头经过基因改造后的猪,从目前短暂的试验来看,它似乎能够解决困扰医学界多年的异种排斥,这也意味着特种定制移植基因猪的成功。

人类首次成功移植猪心脏将引领未来医学

2022年1月11日,据美国马里兰大学医学中心外科主刀医生巴特利・格里菲斯透露,上周五,他给一位57岁的心脏病患者班尼特,进行了转基因猪心脏移植手术,术后病人情况良好。他说:“移植到人体的猪心脏产生了脉搏、血压,成为了患者的心脏,看起来很正常,这是前所未有的一次手术,这令我们很激动,但还不知道患者接下来会怎么样。”

科学家们一直在努力研制移植器官不会与人体产生排异反应的猪。过去10年间,新的基因编辑和克隆技术加速了研究进展。同时,研究人员希望,这种手术能引领未来医学。届时对于患者来说,不会再有可移植器官短缺的局面。

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人类首次成功将转基因猪心脏移植到患者体内

移植到班尼特体内的心脏来自弗吉尼亚州布莱克斯堡再生医药公司Revivicor提供的转基因猪。科学家对这头猪的基因进行了10处修改:加入了6个人类基因,以防止血液在心脏中凝固,并提高分子的相容性,降低排异风险。关闭了4个基因——前3个基因以防止发生免疫排斥反应(识别猪的器官来自不同的物种);最后1个基因,以防止猪长得过大。

这只将心脏捐给班尼特的猪约1岁大、重约240磅,而同等年龄的标准公猪可能重450磅。

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最新出道的“二师兄”

基因改造后的动物器官完美的解决了伦理、排异反应、供体不足等问题,可以为人类提供接近完美的器官供体。可以想象有一天,我们不再伤害动物,直接通过3D打印 三维分化,培养合适的组织或器官。相信到那时,人类的寿命还会因此大幅度延长。只是在这个过程中,人类更应该时刻保持谦卑和感激。

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