來源:生輝
異種器官移植試驗最早可以追溯到 17 世紀(jì)。在 20 世紀(jì) 60 年代和 90 年代,科學(xué)界先后開展了多次試驗,其中所采用的大都是猴子或狒狒的器官,相較于靈長類動物,豬或許是更好的選擇。
“現(xiàn)在科學(xué)界普遍認(rèn)為豬是最好的‘捐贈者’之一,畢竟,長期以來人類對于豬的馴養(yǎng)已經(jīng)較為成熟,更為重要的一點是,豬的器官大小與人類的差不多。”紐約大學(xué)朗格尼移植研究所所長 Robert Montgomery 說道。
如今,生物技術(shù)公司 eGenesis 正在致力于將豬的心臟移植給人類患者,其采用 CRISPR 工具對豬的基因組進(jìn)行基因編輯,進(jìn)而有望把豬的器官成功移植到人類體內(nèi)。
據(jù)了解,eGenesis 成立于 2015 年,總部位于美國馬薩諸塞州劍橋市,是一家異種器官移植公司。據(jù)公開資料顯示,該公司自成立以來共完成了 4 輪融資,融資總金額達(dá) 2.65 億美元,投資者包括 Alta Partners、Invus、ARCH Venture Partners、Catalio Capital Management 等。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,美國約有超過 10 萬人在等待器官移植,其中,由于未能等到合適的器官,每天約有 17 人因此死亡。面對供體器官短缺,科學(xué)界正在探索多樣化的器官移植方式,比如生物打印器官或在人體內(nèi)生長新器官,而移植動物器官也是一種能夠填補器官移植缺口的潛在替代方案。
然而在不同物種之間移植器官絕非易事,即便同是人類,來自另一個人的器官也可能被接受者的免疫系統(tǒng)排斥,并且動物組織中有更多被人類免疫系統(tǒng)視為“外來”的成分,觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)的攻擊。例如,雖然供體動物沒有被感染,它可能會有早就被整合到它的 DNA 中的“內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒”,移植時有可能將病毒與器官一起轉(zhuǎn)移到人體內(nèi)。
“這些病毒并不會威脅到其動物宿主,但有可能會在另一個物種引起感染,動物特有的病毒有可能在人體內(nèi)進(jìn)化并威脅人的生命。”澳大利亞墨爾本默多克兒童研究所的生物倫理學(xué)家 Chris Gyngell 指出。
對此,eGenesis 的研究團隊使用 CRISPR 基因編輯來解決這一挑戰(zhàn)。“我們使用 CRISPR-Cas9 來滅活基因組中的 50-70 個逆轉(zhuǎn)錄病毒拷貝,用基因編輯技術(shù)阻止逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制。”eGenesis 總裁兼首席執(zhí)行官 Mike Curtis 說道。
與此同時,研究團隊也進(jìn)行了一些其他基因編輯操作,比如,“敲除”豬的基因,這些基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物會引發(fā)人類免疫反應(yīng);“插入”人的基因,將會降低異種器官被人類免疫系統(tǒng)排斥的可能性。
Mike Curtis 表示,“器官供體豬的來源與上世紀(jì) 90 年代克隆羊多莉所采用的技術(shù)非常類似。”具體而言,研究團隊首先對豬結(jié)締組織中的成纖維細(xì)胞進(jìn)行基因編輯,然后把編輯后的細(xì)胞中含有 DNA 的細(xì)胞核植入豬卵細(xì)胞中,與精子結(jié)合產(chǎn)生的胚胎被植入成年母豬子宮,最終得到克隆小豬。
目前,eGenesis 擁有約 400 頭克隆豬,去年年初,該公司還建立了一個“工廠”用于“生產(chǎn)”適合人類的器官。“我們還將對那些沒有摘取器官的豬進(jìn)行深入研究,以進(jìn)一步了解基因編輯對動物產(chǎn)生的影響,并探索人類基因是否會隨著時間的推移繼續(xù)表達(dá)。有些豬已經(jīng)四歲多了,到目前為止,它們依然都非常健康。”Mike Curtis 補充道。
在開展人體試驗之前,eGenesis 的研究團隊將會基于 12 只幼年狒狒開展豬心臟移植試驗,到目前為止,該公司已經(jīng)進(jìn)行了 2 次移植手術(shù),然而,這 2 只狒狒僅存活了數(shù)幾天的時間。
據(jù)了解,第一只移植豬心臟的狒狒還不到一歲,它在手術(shù)后一天內(nèi)由于手術(shù)并發(fā)癥(為狒狒提供必需液體的靜脈導(dǎo)管堵塞)死亡;數(shù)月后,第二只狒狒在移植手術(shù)后的第九天死亡,死因也是由于手術(shù)并發(fā)癥(無法使狒狒的血管與豬器官中的血管保持連接)。
“雖然兩只狒狒僅存活了數(shù)天,但都是由于手術(shù)后并發(fā)癥導(dǎo)致的死亡,并非移植心臟的問題,移植后的心臟在狒狒體內(nèi)表現(xiàn)得很好。”Mike Curtis 說道,“進(jìn)行手術(shù)的外科醫(yī)生有信心將來能夠盡量避免手術(shù)并發(fā)癥。”
該公司表示,計劃每月至少開展一次豬心臟移植手術(shù),直到 12 只狒狒都接受移植手術(shù),預(yù)計第 3 只狒狒將在今年 8 月進(jìn)行豬心臟移植手術(shù),研究團隊希望能夠重點解決手術(shù)并發(fā)癥問題,從而讓狒狒活得更長。
隨著移植試驗的開展,eGenesis 研究團隊希望未來能將基因編輯豬心臟提供給出生時患有嚴(yán)重心臟病的兩歲以下嬰兒,因為針對這類嬰兒的治療選擇非常有限,能夠適配的人類心臟很少,并且一些用于治療成人心臟病的設(shè)備并不適合心臟較小的幼兒。
“我們已經(jīng)開展了基因編輯豬心臟移植到狒狒體內(nèi)的試驗,這些研究為今后人類嬰兒進(jìn)行類似的心臟移植手術(shù)鋪平了道路。”eGenesis 首席醫(yī)療官 Eli Katz 說道。
該公司聲稱,一旦找到潛在的接受者將會向 FDA 申請手術(shù)批準(zhǔn),最快希望能夠在明年將豬心臟移植到患有嚴(yán)重心臟缺陷的嬰兒體內(nèi),目標(biāo)是為這些嬰兒患者爭取更多的時間等待一顆合適的人類心臟。“我們希望這些豬心臟最初可以作為這些嬰兒的‘臨時過渡器官’,從而為他們等待捐贈的人類心臟爭取更多的時間。”Mike Curtis 說道。
對此,一些倫理主義者指出,“嬰兒將無法在知情的情況下同意進(jìn)行這項手術(shù),很顯然,這一決定將取決于他們的監(jiān)護(hù)人,這些父母迫切需要任何能挽救孩子生命的治療方法。與此同時,移植手術(shù)也存在風(fēng)險,免疫系統(tǒng)排斥的影響是致命的,就目前而言,幾乎所有異種器官移植患者在手術(shù)后不久都死亡了,這是個不可避免的事實。例如,2022 年,第一個接受基因編輯豬心臟移植的試驗者 David Bennett 在手術(shù)后的兩個月去世。”
Robert Montgomery 則對此表示贊同并支持 eGenesis 開展的試驗研究。“這些患有先天性心臟病的嬰兒死亡率高達(dá) 50%,這個孩子是否能活下去是一個懸而未決的問題。”他說道。值得一提的是,他本人也曾進(jìn)行過人類心臟移植。
在他看來,嬰兒可能比成年人更適合移植豬的器官,因為他們的免疫系統(tǒng)仍在發(fā)育中。“相較于成人,嬰兒的身體免疫系統(tǒng)的‘寬容度’可能會更大一些。”他表示。
“早先,第一次肝臟移植的很多患者也沒能幸免于難,但自此之后成千上萬的患者從這種肝臟移植手術(shù)中受益。當(dāng)人類在開拓新事物時,普遍都會有一個非常陡峭的學(xué)習(xí)曲線。”他說道。
參考資料:
1.https://www.technologyreview.com/2023/07/17/1076392/this-company-plans-to-transplant-pig-hearts-into-babies-next-year/
2.https://www.crunchbase.com/organization/egenesis
3.https://egenesisbio.com/
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