美國完成全球首例豬心臟移植人體手術,專家:重大進步,但仍需時間檢驗
【編譯/觀察者網 陳思佳】美國馬里蘭大學醫學院近日完成了一項突破性的手術,成功地將一顆“轉基因豬心臟”移植到了病人體內。這是全球首例人類成功移植豬心臟的手術。
根據該院10日發表的聲明,患者是一名57歲的美國男子,他在7日接受了“基因編輯豬心臟移植手術”,目前情況良好,患者在術後48小時內並未發生任何險情。醫療團隊將在未來幾天時間內密切監測患者的身體狀況,確認其身體是否出現排斥反應、移植是否有效。
這次實驗顯然邁出了異種器官移植領域的關鍵一步,有許多美國醫學專家指出,以心臟為代表的人體器官移植一直出於“供不應求”的狀態,此次豬心臟移植手術無疑是器官移植領域的一次重要進步,可能為器官移植手術帶來新的變化,對於全球無數苦苦等待器官捐獻的患者而言無疑是巨大的好消息。
而中國國內此前也開展過轉基因豬器官移植的相關研究,長沙湘雅三醫院團隊曾開展過豬胰島移植研究,術後病人狀態良好。同時我國也在積極推動優質供體豬的培育和研究。
但專家也坦言,現在説美國這例手術取得成功還為時過早,需要確保患者在未來幾個月內依然狀態良好,才能説手術是成功的。這項技術不僅需要克服倫理問題,還需要時間發展。

美國《紐約時報》報道截圖
“要麼死,要麼冒險嘗試移植”
綜合美國有線電視新聞網(CNN)、《紐約時報》1月10日報道,接受手術的患者名叫戴維·班尼特(David Bennett),患有晚期心臟病。他的家人和醫生表示,班尼特已經用盡了其他治療方法,又由於病情太過嚴重,無法接受常規的心臟移植手術,因此只能賭一把嘗試實驗性的治療。
“要麼死,要接受移植手術,我想活下去。我知道這很冒險,但這是我最後的選擇。”班尼特在手術前説。
美國食品藥品監督管理局(FDA)於12月31日批准了這例手術。馬里蘭大學醫學院的外科醫生團隊於1月7日耗時8個小時,成功將一顆基因編輯豬的心臟移植到了班尼特的體內。

接受豬心臟移植手術的戴維·班尼特 圖自IC photo
班尼特目前正處於康復期,醫療團隊將在未來幾天至幾周時間內密切監測班尼特的狀況,確認手術是否完全有效、班尼特的身體是否出現排異反應等。但報道提到,在術後關鍵的48小時內沒有發生任何事故。
出於安全考慮,班尼特還接受了感染監測,確保其不會感染豬逆轉錄病毒等可能從豬傳播給人類的病毒。
“它能產生脈搏、產生血壓,它變成了他的心臟。”執行手術的外科醫生巴特利·格里菲斯(Bartley Griffith)説,“它正在跳動,看起來一切正常。這個結果令我們興奮,但我們還不知道接下來會如何。這是前所未有的。”

當地時間1月7日,班尼特接受全球首例豬心臟移植手術 圖自IC photo
報道稱,班尼特移植的豬心臟來自美國弗吉尼亞州的醫療公司Revivicor。該公司對提供心臟的豬進行了10處基因編輯,3個可能導致人類免疫系統強烈排斥的基因和1個會讓豬心臟繼續生長的基因被剔除或失活,植入了6個讓豬心臟更好適應人體免疫系統的基因。
科研人員還使用了一種新開發的實驗藥物來抑制免疫系統、防止排異反應,並使用了一種新型灌注設備用於保存豬心臟。
協調美國器官採購工作的非營利組織“器官共享聯合網絡”首席醫療官戴維·克拉森(David Klassen)評價稱,此次手術是一個“分水嶺”,治療器官衰竭的方式正在發生“重大變化”。但他也表示,這種手術在廣泛應用前還有許多障礙需要克服,“保持客觀很重要,這樣的治療還需要很長時間才能成熟。”
移植研究已持續數十年
異種器官移植的實驗已經有着很長的歷史,但在人體排斥動物器官等因素的影響下,早期實驗大多以失敗告終。《紐約時報》提到,早在上世紀60年代,就曾有手術嘗試將黑猩猩的腎臟移植到人類患者體內,但接受者最長只存活了9個月。
1984年,一個名叫“菲寶寶”(Baby Fae)的美國嬰兒因先天左心發育不良,嘗試了移植狒狒心臟,她最終依靠這顆心臟存活了大約20天時間。
但隨着基因編輯等技術的發展,異種器官移植的可行性正在逐步提升。2016年,一個由美國和德國科學家組成的團隊發佈研究結果稱,該團隊成功實現了將豬的心臟移植到狒狒身上的實驗,這顆心臟最終存活了945天時間,打破了豬心臟移植到靈長類身上的存活時間紀錄。
該團隊在實驗中使用的就是一顆經過基因編輯的豬心臟。根據美國馬里蘭大學醫學院外科教授穆罕默德·莫希丁(Muhammad Mohiuddin)團隊發表的論文,他們在此次實驗中剔除了GGAT1基因以消除應激性排斥,過表達瞭解決免疫問題的hCD46基因和血栓調節蛋白相關的hTBM基因。
莫希丁表示,移植了“轉基因豬心臟”的狒狒同時服用了某種抑制免疫的藥品,狒狒最終存活了接近1000天,這表明人們有能力遏制異種器官移植的排斥反應。

莫希丁團隊2016年4月發表的豬心臟移植到狒狒體內實驗論文截圖

圖自頂級學術期刊《自然》網站
去年10月,經過患者家人的同意後,美國紐約大學郎格尼健康中心外科醫生羅伯特·蒙哥馬利(Robert Montgomery)領導的團隊,成功將一個經過基因編輯的豬腎臟移植到了一名有腎功能障礙的腦死亡患者體內。
外媒稱,這顆豬腎臟在移植後“幾乎立刻”開始產生尿液和排泄廢物肌酐,這是腎臟功能良好的表現。初次實驗在54小時後即終止,期間豬腎臟未表現出與排斥反應有關的宏觀特徵。
事實上此次突破性的豬心臟移植手術,也是在大量動物實驗的基礎上才得以完成的。《紐約時報》提到,格里菲斯和莫希丁此前已在狒狒身上完成過多次豬心臟移植,並共同設立了一個異種心臟移植項目。但出於安全方面的考慮,以及擔心移植可能導致危及生命的免疫反應,兩人一直沒有這項技術應用到人體身上。
為什麼要用豬的心臟?
異種器官移植往往選用豬的器官,而不採用人類的近親靈長類動物,這看似有些“捨近求遠”,但其背後其實有着諸多醫學層面上的考量。
美媒援引專家的話指出,與靈長類相比,豬的培育難度要低得多,可以在6個月內達到成年人類器官的大小,這使得豬在器官供源方面具有優勢,成本也更為低廉。當前人類移植豬心瓣膜的手術已經很常見。由於當前器官移植往往處於“供不應求”的狀態,豬器官在手術中的運用也可極大緩解器官供應緊張。
武漢大學中南醫院心血管病醫院院長、心外科專家劉金平對《環球時報》解釋説,豬的心臟大血管在解剖學和生理學指標上與人類臟器匹配度最接近;其次是因為猴子等靈長類動物體重較小,一些靈長類動物的心臟無法負擔人體的運轉;再者就是豬的繁殖能力強,一旦解決相關醫學問題,能給人類提供的器官很多。
圍繞異種器官移植的研究已經持續了數十年,儘管美國此次豬心臟移植手術已邁出至關重要的一步,但這項技術本身還面臨諸多不確定性,免疫問題、術後護理問題、倫理道德問題的爭議始終不曾平息。

美國馬里蘭大學醫學院外科醫生展示移植用的基因編輯豬心臟 圖自IC photo
美國紐約大學生物倫理學教授阿特·卡普蘭(Art Caplan)向美媒坦言,他聽説班尼特要移植豬心臟時,對手術的安全性頗為擔憂。他表示,移植動物器官無疑是解決器官供應短缺的重要方案,“但問題是,我們能否保證在對第一批志願者造成儘可能小的傷害的前提上實現它?”
卡普蘭認為,現在説心臟移植取得成功還為時過早,如果班尼特在未來幾個月內能夠維持良好狀態,這種説法才能夠成立。這類手術還會引發道德層面上的爭議,獲得患者的同意是至關重要的,但這可能不足以平息爭論。
美國生命倫理研究中心研究學者卡倫·馬斯切克(Karen Maschke)則指出,在向更多患者開放這一選擇之前,分享從這一移植中收集到的數據至關重要。馬斯切克正在為美國國立衞生研究院資助開展的此類臨牀試驗制定相關倫理和政策建議,“沒有這些信息,倉促開展移植手術並不可取。”
除異種器官移植外,體外人工心臟同樣是解決心臟移植問題的可行途徑之一。這項技術相較之下更為昂貴,但安裝創傷更小,且已能投入使用,可緩解供體等待時間長等急迫的問題。該技術此前一直為國外主導、選擇有限。據《湖北日報》報道,國內首款體外人工心臟已於去年7月完成首例人體臨牀試驗。

去年7月,國內首款體外磁懸浮人工心臟完成臨牀人體試驗 圖自《湖北日報》
我國也在積極推動異種器官移植研究
異種器官移植作為前沿研究領域,一直頗受各國醫學界的重視,我國也在重點發展相關領域的科學研究,並取得一定突破。
據中新網報道,2016年,長沙中南大學湘雅三醫院教授王維領導的團隊宣佈,其採用調教細胞“哨兵”技術,成功將“五星級豬”的胰島移植到3位I型糖尿病患者身上。1位移植病人胰島素減量80.5%,血紅蛋白已經完全恢復正常;其餘2位移植病人胰島素減量分別達到57%和56%,糖化血紅蛋白也有下降。
2017年,王維的團隊又宣佈完成對10名I型糖尿病患者進行豬胰島移植研究,移植豬胰島後病情明顯好轉,血糖穩定正常,糖化血紅蛋白也恢復正常,跟術前比較,總體胰島素使用減少60%以上,最好效果減量90%。根據國際共認的胰島移植綜合評分,平均達到0.62分,最好達到0.88分。
與此同時,我國也在積極推動優質供體豬的培育和研究。據《科技日報》去年10月報道,我國首個醫用小型豬產學研繁育基地於2020年6月在四川內江國家農業科技園內落户,致力於國內醫用豬和器官移植供體基因編輯小型豬繁育、研究和應用轉化。
該基地牽頭單位、成都中科奧格生物首席科學家潘登科向《科技日報》表示,異種移植一直有兩大問題要解決,一是免疫排斥問題,二是生物安全的問題。供體豬經過多年基因改造,在非人靈長類臨牀前試驗結果表明,免疫排斥已經基本上得到克服。
但潘登科也指出,非人靈長類與人有很大的不同,基因修飾是針對人體免疫系統設計的,理論上還需移植到人體進行臨牀試驗。
談及美國蒙哥馬利團隊的豬腎臟移植實驗,潘登科表示,“此次人體試驗,僅僅驗證了基因編輯豬克服異種器官移植的超急性排斥反應,接下來還會有一些延遲性排斥反應、消耗性血栓等問題需要解決,要想‘異種器官移植夢’成真,還需要更多地探索研究。”
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