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全球首例!中國(guó)科學(xué)家將基因編輯豬肺成功移植人體。
廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院教授何建行率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),將一只經(jīng)過基因編輯的巴馬香豬左肺移植到一名腦死亡者體內(nèi),手術(shù)后移植肺維持通氣與氣體交換功能長(zhǎng)達(dá)9天。
論文于8月25日發(fā)表在英國(guó)學(xué)術(shù)期刊《自然-醫(yī)學(xué)》。
國(guó)際專家高度評(píng)價(jià)本次研究成果,認(rèn)為這是相關(guān)研究領(lǐng)域的“一個(gè)里程碑”。
該成果突顯了經(jīng)過基因編輯使豬組織與人類更兼容的豬器官的潛力,有望幫助緩解肺移植供體短缺的難題。
基因編輯豬肺移植
研究團(tuán)隊(duì)指出,盡管該患者確實(shí)表現(xiàn)出免疫反應(yīng)和一定的器官損傷,但患者并沒有立即強(qiáng)烈排斥基因編輯后的豬肺。
這項(xiàng)研究標(biāo)志著異種移植領(lǐng)域的又一個(gè)關(guān)鍵里程碑,即在不同物種間進(jìn)行器官交換的實(shí)踐。
目前全球器官移植需求日益增大,異種器官移植被認(rèn)為有望解決供體短缺的困境。
有關(guān)報(bào)道顯示:過去30年間,豬心瓣膜已被廣泛應(yīng)用于人類移植手術(shù),器官移植則更為復(fù)雜。醫(yī)生們?cè)诨蚓庉嬝i心臟和豬腎臟移植方面已取得有限成功,此外醫(yī)學(xué)界還嘗試過基因編輯豬肝臟移植,但截至目前,成效尚不顯著。
西班牙國(guó)家移植組織主任比阿特麗斯·多明格斯-希爾表示:“此前的異種器官移植試驗(yàn)限于腎臟、心臟和肝臟。與它們相比,異種肺移植面臨更大的挑戰(zhàn)?!?/p>
- 因?yàn)榉蔚纳砥胶馕⒚睿邮艽罅垦?,并且持續(xù)暴露在外界空氣中,所以特別容易受損。
肺部在血液過濾、體溫調(diào)節(jié)、血小板生成、pH 平衡和免疫防御中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,并且具有代謝和內(nèi)分泌功能。與腎臟或心臟不同,肺部在吸入空氣時(shí)會(huì)接觸到病毒和細(xì)菌等外界因素。
基于上述原因,即使是人與人之間的肺移植也以困難著稱。
廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院團(tuán)隊(duì)將基因編輯的豬肺成功移植到了人類身上,被專家認(rèn)為是異種移植這一長(zhǎng)期艱難領(lǐng)域向前邁出的一小步。接受移植者是一名39歲的腦死亡男子,移植的器官存活了9天。
在第9天結(jié)束時(shí),豬肺被移除以進(jìn)行分析,而該男子根據(jù)其家屬的意愿被撤離生命支持。
研究團(tuán)隊(duì)表示,接下來將進(jìn)一步優(yōu)化基因編輯策略與抗排異治療方案,延長(zhǎng)移植器官存活及功能維持時(shí)間,并將團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的無管技術(shù)應(yīng)用于異種肺移植試驗(yàn)中,以減少機(jī)械通氣對(duì)供體肺的損傷,推動(dòng)異種肺移植向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化。
器官功能維持9天
該供體豬肺包含六處CRISPR基因編輯——沉默了三個(gè)編碼免疫系統(tǒng)觸發(fā)糖的基因(這些糖存在于豬細(xì)胞表面),并添加了三個(gè)調(diào)節(jié)炎癥及其他免疫反應(yīng)方面的人類蛋白基因,以降低其器官移植到人體后的免疫風(fēng)險(xiǎn)。
患者也接受了多種藥物以降低感染和排斥的風(fēng)險(xiǎn)。
研究團(tuán)隊(duì)將患者的左肺替換為供體豬肺。這只肺在新環(huán)境中發(fā)揮了功能,為該男子的血液輸送氧氣并移除二氧化碳。
通過多重基因編輯,該移植肺成功規(guī)避了異種器官移植中常見的超急性排斥反應(yīng)——這種針對(duì)外來器官的即刻免疫應(yīng)答會(huì)導(dǎo)致供養(yǎng)血管壞死及器官衰竭,即便是人類之間的器官移植也常因此而在數(shù)小時(shí)內(nèi)失敗。
但在移植后24小時(shí)后,研究人員觀察到患者的身體開始產(chǎn)生促炎分子,白細(xì)胞開始浸潤(rùn)豬肺。
通過胸部掃描,觀察到新器官充滿液體——這是組織損傷的跡象,可能是由缺血再灌注損傷引起的。
術(shù)后第3天和第6天,抗體介導(dǎo)的排斥反應(yīng)似乎對(duì)移植器官造成了損害。
△上圖展示了移植后的豬肺以及四天后的情況
第9天,實(shí)驗(yàn)在受試者家屬的要求下終止。
記錄顯示,在為期216小時(shí)的監(jiān)測(cè)期間,移植器官保持了活力和功能,期間未出現(xiàn)超急性排斥反應(yīng),同步病原學(xué)監(jiān)測(cè)也未發(fā)現(xiàn)活躍感染跡象。
免疫抑制治療包括兔抗胸腺球蛋白、巴利昔單抗、利妥昔單抗、依庫珠單抗、托法替布、他克莫司、霉酚酸酯以及逐漸減量的糖皮質(zhì)激素,并在術(shù)后根據(jù)免疫狀態(tài)評(píng)估進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
仍需進(jìn)一步研究
將動(dòng)物器官移植給人類的異種器官移植是當(dāng)今全球醫(yī)學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。
這項(xiàng)工作被馬薩諸塞總醫(yī)院(MGH,美國(guó)乃至世界最負(fù)盛名的醫(yī)院之一)的外科醫(yī)生理查德·皮爾遜三世稱為“首次觀察豬肺移植到人類體內(nèi)的過程,令人興奮”,他已進(jìn)行了數(shù)十次將豬肺移植給狒狒以測(cè)試異種肺移植這一策略。
皮爾森提到,在他的團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)中,體內(nèi)植入了豬肺的黑猩猩最長(zhǎng)能存活34天。
在倫理和安全方面,廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院的研究方案嚴(yán)格遵循國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)和倫理準(zhǔn)則,先后通過醫(yī)院倫理委員會(huì)等機(jī)構(gòu)的審查與監(jiān)督。
受試者有重型顱腦損傷,經(jīng)四次獨(dú)立評(píng)估確認(rèn)已腦死亡。其家屬出于支持醫(yī)學(xué)進(jìn)步的愿望,同意無償參與研究。
紐約大學(xué)朗恩醫(yī)療中心進(jìn)行心臟和肺移植的心臟和肺移植專家賈斯汀·錢表示,利用腦死亡者測(cè)試這些器官是這項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)研究在倫理和安全方面的關(guān)鍵步驟。
他把這項(xiàng)新工作描述為“該領(lǐng)域逐步進(jìn)步所必需的基礎(chǔ)?!?/p>
此外,為了延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間并獲取更多關(guān)于免疫排斥及其他問題的信息,研究人員僅移植了一側(cè)豬肺,保留了患者另一側(cè)肺臟以幫助呼吸;而接受人類肺移植的患者通常需要雙側(cè)肺臟都被替換。
研究人員表示:“盡管這項(xiàng)研究證明了豬肺移植到人體的可行性,但與器官排斥和感染相關(guān)的大量挑戰(zhàn)仍然存在,在將該程序轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用之前,仍需進(jìn)行進(jìn)一步的臨床前研究?!?/p>
參考鏈接:
[1]https://www.nature.com/articles/s41591-025-03861-x
[2]https://www.news.cn/tech/20250825/09b7951fd9a04e2db5234eddf23fbb0e/c.html
[3]https://www.science.org/content/article/first-pig-lung-survives-and-functions-briefly-person
[4]https://www.statnews.com/2025/08/25/first-lung-xenotransplant-gene-edited-pig/
[5]https://www.nationalgeographic.com/science/article/first-pig-to-human-lung-transplant-china
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