恐怖科幻片竟成現實?移植器官真從豬身上長出來…
在美國,每一年有近8000名等待器官移植的病人去世。而在中國,
等待器官移植的病人接近200萬人。
在漫長的等待中,許多病人帶著遺憾告別了世界。各國科學家對器官移植的研究從未停止,在幾百年的醫學發展中,許多科學家將觸角伸向了一個未知的領域:
異種移植。
異種移植,是指將一個物種的組織,移植到另一個物種體內。而符合人類器官移植需求的動物里,
對豬、猩猩、羊的研究最為廣泛。
(圖源:Times)
就在上周,來自日本明治大學和京都府立大學的研究者們對外宣布,
他們培育出了可供人類器官移植的迷你豬。
(圖源:Yomiuri Shimbun)
難道人類真的要成為「精緻的豬豬男孩女孩」?!在不久的將來,人類真的可以通過異種移植,徹底終結因為器官衰竭導致的疾病嗎?事情,沒那麼簡單。
其實,異種移植多年前就出現在科學文獻里。
最早的案例之一,是醫生將兔子的腎臟切片,植入進了患有腎臟功能衰竭的孩童身體里。可隨著醫學的發展,異種移植帶來的潛在危險一一顯現。嚴重的排異反應、動物病毒傳染等,迫使科學家重新審視異種移植的有效性和可行性。
(圖源:ResearchGate)
一邊是極度缺乏的人體器官捐獻數量,一邊是龐大的等待移植器官救命的患者群體,這場科學攻堅戰,一直沒有停歇。
而在無數次失敗的研究總結後,時至今日,利用和人體器官構造相似的豬、猩猩、羊等動物的器官進行移植手術的報道已經並不罕見。
許多心臟病人在更換心臟瓣膜時,會選擇處理過的,符合人體需求的豬心瓣膜。
(圖源:Times)
但僅僅移植心臟瓣膜這樣的人體器官,對比需要心肺腎,或者胰腺、肝臟的病人來說,並不能解決根本的問題。
這次日本科學家公布的研究成果,為那些掙扎在生死上的患者們,提供了一線希望。
在公布的實驗結果中科學家表示,他們在無菌環境里培育了17隻迷你豬。
在母豬生育前,他們採取介入的手法,將幼崽取出。
(圖源:DM)
通過人工牛奶繼續飼養的過程里,
迷你豬接受了超過40種病毒的測試,
達到免疫效果的同時,科學家也期盼豬在成熟後移植器官時,不會對人體健康產生威脅。不過,日本科學家進行的動物實驗已經不算罕見。就在去年夏天,哈佛大學醫學院的教授George Church,通過CRISPR-Cas9基因技術,
直接在豬胚胎的階段,將帶有病毒的基因篩了出去,立志從根源上剔除病毒。
(圖源:Harvard)
但是,有沒有一種方法,讓人工培植的器官,更加符合人類的身體需求?
一些科學家提出假設:將人類的幹細胞,植入進動物胚胎里,在胚胎階段,直接培育出人類需要的器官。
(圖源:Cell)
這個方法,聽上去和科幻恐怖片里的劇情一樣,令人有點心驚膽顫。而事實是,真的有科學家這麼做了。
在日本科學家培育迷你豬、哈佛教授運用基因技術剔除動物病毒的同時,
位於加州的Salk Institute索爾克獨立研究所宣布,他們成功培育出植入了人類幹細胞的豬胚胎。
(圖源:NG)
在這個實驗里,科學家探索了是否能夠以豬胚胎為載體,培育出人類器官。
而科學家使用的,是人類的幹細胞。
這種細胞,存在於多細胞組織里,能夠通過有絲分裂與分化,形成多種特化細胞。
換句話說,幹細胞是一種萬能細胞。
(圖源:Cell)
科學家假設,通過基因介入技術,阻斷形成豬器官的基因組,將萬能的幹細胞植入,也許能夠長出人類的胰臟、心臟等重要器官,進而達到最終的目的:
異種移植。
(圖源:ScienceU)
在科學層面,實驗成功了,胚胎成功存活。但在倫理方面,卻引發了爭議。
因為,萬能的幹細胞,有著生成大腦的潛力。
儘管科學家明確表明,人類DNA只佔到幾乎為零的成分,研究所還是在實驗進行到28天時,終止了胚胎的生長,這也是胚胎最後成型前的時間。
(圖源:Times)
人們提出疑問:如果植入了人類幹細胞的豬胚胎最終成活,
那,它到底是人,還是豬呢?
細思極恐。
但放下倫理的爭議,異種移植依然是科學家一直在探索進擊的領域。
將病人從等待器官移植的生活里解脫出來,讓他們擁有活下來的機會,一直是科學家不懈努力的方向。
(圖源:STAT)
前文中提到的,美國哈佛大學利用CRISPR-Cas9基因技術修改細胞基因組的研究背後,
有一位來自中國的科學家楊璐菡博士。
(圖源:STAT)
她不但和導師George Church博士共同創建了異種移植的生物科技公司,也是研究成果背後的功臣之一。2014年,她被福布斯評選為全球30位30歲以下的傑出青年科學家,去年也入選了世界經濟論壇的「全球青年領袖」獎項。
(圖源:STAT)
面對複雜的異種基因,篩選病毒技術的研發和改進,仍然需要花費大量的時間的精力。楊博士對記者說:
「時間緊迫,我們責任重大。」
(圖源:STAT)
而國內的科學家,也一直走在異種器官移植的研究領域的前列。就在不到三年前,由中國科學家首創的「豬角膜」移植技術,是全球首個完成臨床試驗的生物工程角膜。
(圖源:Xinhua)
處理過的豬角膜,通過手術移植到人的眼球上,形成新角膜組織的專利技術,幫助了許多病人重見光明。
(圖源:DM)
不過,儘管這項技術已經運用到臨床階段,
患者仍然可能會和接受人類角膜移植的病人一樣,產生排斥反應。
科學的發展,總會遇到各種各樣的困境和挑戰。在異種移植這樣的科學領域,一邊是關於植入人類幹細胞的豬胚胎的倫理爭論,一邊是數以百萬計等待器官移植的病患,科學的道路,從來都是,任重道遠。
source:
https://news.nationalgeographic.com/2018/02/sheep-human-hybrids-chimeras-crispr-organ-transplant-health-science/
https://news.nationalgeographic.com/2017/01/human-pig-hybrid-embryo-chimera-organs-health-science/
http://time.com/5159889/why-pig-organs-could-be-the-future-of-transplants/
https://www.economist.com/news/science-and-technology/21737245-mix-and-match-using-domestic-animals-make-human-organs
https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/08/pig-organs-for-humans/536307/
http://science.sciencemag.org/content/357/6357/1303
https://www.statnews.com/2017/04/06/crispr-pig-organs-transplant-luhan-yang/
http://www.scmp.com/news/china/society/article/2107318/sight-chinese-mans-eye-restored-after-pig-cornea-transplant
https://today.mims.com/chinese-man-restored-eyesight-after-pig-corneal-transplantation
https://www.ibtimes.co.uk/pig-eye-transplant-chinese-boy-saved-blindness-by-porcine-cornea-1548966
https://en.wikipedia.org/wiki/CRISPR
http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)31752-4
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