異種器官移植：從過去到未來

日前許多媒體紛紛報導了一則科技新聞，80後科學家楊璐菡博士團隊使用CRISPR-Cas9基因編輯技術，讓豬內源性逆轉錄病毒（porcine endogenous retroviruses, PERV）失活，解決了將豬作為器官移植供體的關鍵難題之一生物安全性問題，異種器官移植技術又向前邁出了重要的一步。

有評論說，人與人之間的器官移植技術還沒有完全成熟，就追求異種器官移植，是不是太異想天開了？事實上，把動物的器官移植到人身上，這種「異想天開」可是古已有之，而且人類早已有過許多實實在在的嘗試了呢！

長久來的幻想

把動物的器官「嫁接」到人身上，是從人類文明早期就已經存在的構想，在古代文學作品、壁畫中都不難尋覓到。或許是人們傾向於用自己有限的認識去試圖理解整個世界，便把一些動物誤以為是「人魚」、「人馬」、「人面鷹」等等。「美人魚」大概是這類「嫁接生物」中最吸引人的一種，在我國的《太平廣記》、《山海經》，日本的《日本書紀（にほんしょき）》等多部古代典籍中均有關於人魚的描繪，德國傳說蘿蕾萊和安徒生童話《海的女兒》更是廣為人知。

（幾乎在各國傳說典籍中都能找到的美人魚）

除了人魚，還有關於各種其他「嫁接生物」的記載散落在歷史的長河裡。在法國的Lascaux洞窟中，有著距今17000年前的鳥頭人壁畫；古埃及傳說中的獅身人面斯芬克斯、鷹首人身的荷魯斯神和狼首人身的阿努比斯神至今還活躍在遊戲和影視作品中；我們中國人的老祖宗說人都是人首蛇身的女媧娘娘捏出來的；古希臘神話中更有半人半羊的潘、半人半牛的米諾陶等許多半人半動物的神祗。

（遊戲中的熟面孔：荷魯斯神和阿努比斯神）

古希臘神話中還有一個並不是把動物器官安到人身上，而是把動物拼接起來的怪獸——奇美拉（Chimera）。奇美拉長著獅頭、羊身和蛇尾，美國移植外科學會（American Society of Transplant Surgeons, ASTS）的徽標就是奇美拉。在現代醫學中，Chimera就是嵌合體的意思，指來自不同個體的細胞或組織結合在一起形成的生物體。

（ASTS的徽標）

有些半人半動物的神仙鬼怪是天生就這樣，有些則真的是「器官移植」來的。在距今三千多年前的印度神話里，Shiva神不小心錯砍了自己兒子Kumar的頭，於是趕快砍了一隻大象的頭安在Kumar的身體上，於是這個倒霉的兒子便復活了，成了半人半象的Ganesha神。

（倒霉兒子——象頭的Ganesha神）

大象：有句話我一定要講……

不成熟的嘗試

異種器官移植當然不僅僅存在於神話中，《列子湯問》中就記載了神醫扁鵲給兩個人互換心臟的故事。

扁鵲的故事真實性難以考證，而有關異種器官移植的確切、詳盡的記錄，最早則可以追溯到17世紀的歐洲。那時候的歐洲人相信人的性格、精神是與血液息息相關的，認為精神錯亂、抑鬱、癲狂等癥狀都是因為「血中有毒」導致的，於是便試圖把「溫順、平和」的食草動物血液輸入患者體內，以圖治療疾病。

1667年，英國醫生Richard Lower把綿羊的血輸給「癲狂症」患者Arthur Coga，然而，由於當時還不為人知的「超急性免疫排斥反應」，Coga當場喪命。同年，法國醫生Jean-Baptiste Denis將小牛的血液輸入了他的「狂暴病」病人Antoine Mauroy體內，Mauroy比較幸運，挺過了高燒、休克等劇烈的免疫反應，且在輸血後數月內都沒有再「發狂」。後來，由於將動物血輸入人體內導致的死亡病例太多，這種操作才被禁止。其實，我國曾短暫流行的「打雞血」，也是因為少量動物血液進入人體後，引發免疫排斥反應，造成了「面色紅潤、呼吸心跳加速」等現象。

（大公雞曾一度成為稀缺物資）

如果不把輸血看做一種移植，那麼最早的異種器官移植手術則應該發生於1893年，英國醫生Watson Williams將羊的胰臟碎片移植給一位因1型糖尿病而病危的13歲男孩，羊胰臟分泌的胰島素雖然暫時緩解了男孩的糖尿病癥狀，但由於免疫排斥反應，術後3天，男孩還是離開了人世。在不久後的1905年，法國醫生Princeteau為一例腎衰竭病童植入了兔腎切片，但這孩子仍沒能扛過免疫排斥反應難關，16天後死於排斥反應引起的肺部感染。

1920年開始，俄國醫生Serge Voronoff嘗試了一種「返老還童」術，將黑猩猩的睾丸切片植入老年男子的陰囊內，僅十年，就有數百人接受了這一手術。他還將猩猩卵巢組織移植到女性體內，以緩解進入更年期後雌激素水平下降帶來的一系列癥狀。由於移植量小，而且供體與人親緣關係較近，Voronoff的手術很少引起嚴重的免疫排斥反應，據稱，植入人體的動物性腺組織可以工作1～2年，隨後慢慢纖維化而失效。Voronoff的手術一度風靡歐洲，接受移植的病人共有約2000人，他甚至在義大利建了一個猩猩飼養場。

直到1943年，人們才發現移植手術失敗的關鍵在於免疫排斥。時值二戰期間，英國醫生Peter Medawar研究燒傷士兵的植皮手術，從而認識到「異體移植物的排斥是由免疫機制引起的」。

1963年開始，美國醫生Thomas Starzl為6位患者移植了狒狒的器官，這些患者在術後存活了19天到98天不等。Starzl後來被稱為「當代移植之父」。1964年，哥倫比亞大學的Reemtsma醫生將猩猩腎移植給病人，術後患者存活了9個月。

1976年，人們發現環孢素能夠抑制免疫系統功能，人與人之間的器官移植術的成功率猛增到了80%，異種器官移植技術也看到了曙光。

猩猩、狒狒：我們也有話想講……

可預見的未來

為了尋找合適的供體，人們比對了許多種動物。最開始想到的當然是靈長類動物，但它們要麼和人類體型差異較大，要麼瀕危且難以大規模飼養，而且由於親緣關係相近，靈長類動物所攜帶的病毒大多都能感染人類。後來，人們把目光鎖定在豬身上，它們的器官尺寸與人的接近，經過長期馴化早已具備一胎多仔、易繁殖、好飼養的優點，是最完美的供體。

1995年，57歲的美國帕金森症患者Tony Johnson接受了豬神經細胞移植的手術。那時還沒有今天這樣成熟的CRISPR-Cas9基因編輯技術，科學家們煞費苦心地養出了一批不攜帶任何病毒的健康豬，然後從中挑選兩隻交配，再將8隻豬胚胎從母豬體內取出，從每個胚胎中取出少量腦組織，最終植入Johnson腦中的受損部位。出院後，Johnson的行動能力得到了極大的提高，每天可以完成一些工作，還能外出釣魚。

如今，在心臟瓣膜置換術方面，豬作為器官供體已經被應用了數十年，脫細胞豬角膜基質也已經走上臨床，讓許多盲人重見光明。而在其他器官移植領域，也還有許多其他科研團隊正在致力於以豬作為器官移植供體的嘗試。例如英國Paolo De Coppi博士的團隊，正在研究利用豬食管為先天性食道閉鎖的孩子進行治療，將去除豬細胞的豬食管和患兒的幹細胞相結合，在新生兒出生2～3個月內進行移植，這一技術有望在明年得以實現。

但這些移植物都是處理後的結構組織支架，其中豬細胞都已被去除。如果希望豬細胞在人體內仍然能發揮功能，就必須解決免疫排斥和嵌入在豬基因組中的PERV的問題。

除了楊璐菡博士的團隊，2002年密蘇里大學的Lai等人曾成功獲得敲除α-gal基因的豬，α-gal基因的表達產物正是超急性排斥反應的元兇之一。2015年，哈佛大學的George Church，也就是楊璐菡博士的指導老師，便已經利用CRISPR/Cas9基因編輯技術成功抑制了PERV基因。

現在，許多國家政府和大型生物公司紛紛開展以豬為器官移植供體的研究，也許器官短缺的問題即將在不遠的未來得以解決，無數患者將因此重獲新生。

豬：還有這種操作？！

【參考資料】

1. Pig Tissue May Aid Parkinson"s Treatment

http://articles.latimes.com/1995-11-01/news/mn-63717_1_human-fetal-tissue

2. Deschamps JY, Roux FA, Sa? P, Gouin E. History ofxenotransplantation. Xenotransplantation. 2005 Mar; 12(2):91-109.

3. Denis JB. "Extraitd"unelettre de M. Denis, professeur de philosophie et de mathématique, sur la transfusion du sang. DeParis le 9.mars, 1667." in "JOURNAL DES S?AVANS." 6 (1679).

4. Niu D, Wei HJ,Lin L, George H, Wang T, Lee IH, Zhao HY, Wang Y, Kan Y, Shrock E, Lesha E, Wang G, Luo Y, Qing Y, Jiao D, Zhao H, Zhou X, Wang S, Wei H, Güell M, Church GM, Yang L. Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9. Science. 2017 Aug 10. pii: eaan4187. doi: 10.1126/science.aan4187.

5. Lai L, Kolber-Simonds D, Park KW, Cheong HT, Greenstein JL, Im GS, Samuel M, Bonk A, Rieke A, Day BN, Murphy CN, Carter DB, Hawley RJ, Prather RS. Production of alpha-1,3-galactosyltransferase knockout pigs by nuclear transfer cloning. Science.2002 Feb 8;295(5557):1089-92. Epub 2002 Jan 3.

6. Ierino FL, Sandrin MS. Spectrum of the early xenograft response: from hyperacute rejection to delayed xenograft injury. Critical Reviews in Immunology. 2007.27(2):153-66.

7. Cooper DK, Ekser B, Ramsoondar J, Phelps C, Ayares D. The role of genetically engineered pigs in xenotransplantation research. J Pathol. 2016 Jan;238(2):288-99. doi:10.1002/path.4635. Epub 2015 Oct 7.

本文由百度知道日報作者原創，未經同意嚴禁轉載，否則將追究相關法律責任。喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！

本站內容充實豐富，博大精深，小編精選每日熱門資訊，隨時更新，點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧！

請您繼續閱讀更多來自 知識百科 的精彩文章:

※你知道頭髮自然風乾可能比電吹風吹更傷害頭髮嗎？
※幼兒園學費打折竟遭家長反對，中產家庭到底在給孩子拼什麼？
※AI吊打Dota2人類高手？你可能又被標題黨坑了
※最強颱風"天鴿"登陸！來勢洶洶的它究竟有多厲害？
※超過270萬年的老冰棍, 我還挺想吃

TAG:知識百科 |

※楊璐菡：從基因魔剪到異種器官移植
※把豬的器官移植到人體？韓國加大異種器官移植研發投入
※「世界首例基因編輯異種器官成功移植」，下次，我們希望是這樣！
※為基因做手術，異種器官移植能否妙手回春？
※俄異種坦克顛覆想像！10秒內可摧毀一個村落，所到之處寸草不生
※異種入侵？即使如此也要活下去！
※婚姻里，女人長時間無法得到滿足，很容易引發3種怪異種行為
※回顧經典，最讓人絕望的動漫，妹子被異種的殘忍屠殺，被禁的兩大理由！
※地球上現存的詭異種族，身型魁梧面相兇狠，獅子遇到都會掉頭走
※母羊懷孕產下小羊，卻出現一隻異種，村民稱能帶來好運！
※狒狒六個月，人類一大步 靈長類心臟異種移植獲突破
※體型不是差異種族不是問題，銀背大猩猩和小叢猴也能玩到一起！
※今日手游：異種植物養成錄
※異種入侵，25年複製出幾百萬自己，這是要稱霸歐洲？
※地球怎麼又雙叒叕被入侵了！盤點電影里那些入侵地球外星異種
※斗羅大陸：不是魂獸卻被唐三滅絕，異種從此消失
※科學家將豬心臟移植狒狒體內：距實現異種移植進一步
※轉基因豬心移植的狒狒存活 195 天！異種器官移植開創性進展
※印度已婚女與異種姓男子私奔，遭婆家抓回被丈夫騎脖子上示眾受辱
※此樹體內可存2噸水，果實治胃癌，中國僅有一棵變成異種