狒狒体内的转基因猪心脏工作超一年

2014年5月05日 13:09 科技日报   陈丹阅读:214次
 

一年多以前,美国研究人员成功地将一只转基因猪的心脏移植到一只狒狒体内,时至今日,这颗心脏仍在发挥作用。他们相信,未来动物器官有望用于人体移植,以缓解捐献器官短缺的困境。

“这项进展给成千上万等待人体器官捐赠的患者带来了一线希望。”美国国家心脏、肺和血液研究所胸外科研究项目的穆罕默德·穆希乌丁说,“如果成功,该方法可以改变当前的移植范例,解决包括心脏、肝脏、肾脏、肠以及可产生胰岛素用于治疗糖尿病的细胞等供体器官不足的问题。”

此前的实验表明,移植到灵长类动物体内的器官最多只能维持6个月,就会遭到免疫系统的排斥。据英国《每日电讯报》4月30日(北京时间)报道,在这项新研究中,科学家对实验猪的DNA进行了修改,使它们的心脏能够与灵长类动物和人类更好地匹配。

不过,此次移植到狒狒体内的转基因猪的心脏,在时隔一年多之后,仍然功能完好。之所以选择猪,是因为它们的解剖结构与人类匹配,且繁殖周期快,现在已经有些手术使用猪心脏瓣膜代替人类心脏瓣膜。但批评人士认为,正是因为猪的生命周期比人类短,可能需要定期更换移植的心脏,另外它们可能还会将疾病传染给人类。

为此,研究人员利用遗传技术,在猪的基因组中增加了几个人类基因,然后剔除了那些容易触发危险的人体免疫应答的基因。如此一来,经过改造的猪心脏就不太可能被认为是“外来的”,从而减少了免疫系统的攻击。而且,遗传修饰也能够减少免疫药物的用量。

伦敦大学学院再生医学教授克里斯·梅森表示:“事实是,有很多人在等待心脏移植,如果你能有现成的心脏供应,那么益处是显而易见的。”

此次实验中,转基因猪的心脏被移植到了狒狒的腹腔内,与狒狒自身的心脏挨着。接下来,研究人员打算替换掉狒狒原来的心脏,以测试移植心脏能否完全支撑狒狒的生命。穆希乌丁说:“基于这颗长期存活的移植心脏提供的数据,我们对此抱有信心。”

英国心脏基金会医学主任彼得·维斯伯格说:“我认为成功的几率很高,但还有待时日。目前(移植用)器官面临短缺,因此这项技术可能很有前景,但他们还需要证明其能否适用于人类。”

总编辑圈点跨物种器官移植不仅有伦理问题,也可能引起人类的群体风险,毕竟对猪等供体的各种病毒还了解得太少,动物疾病病原体的传染从来不能完全杜绝,病毒如果随器官移植进入人体,有可能引发新型大规模传染病。然而,在迫切需要器官移植来延续生命的个体面前,这样的道理显然很苍白。人体移植器官严重短缺,干细胞器官培育技术尚不可行的情况下,这项技术至少提供了一种权宜之计,但一定要严格论证,谨慎使用。


腾讯科学讯(过客/编译)据国外媒体报道,一年多以前,研究人员成功将一颗猪心脏植入一只狒狒体内,而且直到今天仍然正常工作。目前为止,灵长类动物的器官移植最长6个月就会出现排斥反应。但是科学家们对猪的DNA做出了修改,使它们的心脏与灵长类和人类更相配。


科学家认为转基因猪心脏能够植入人体来解决器官捐献缺乏的问题。国家心肺血研究所的Muhammad Mohiuddin说道:“这项技术为等待人类器官捐献的人们带来的新的希望。如果研究成功,这种方法能够改变目前的移植范围,消除器官捐献的短缺问题。”


目前需要心脏移植手术的病人必须等待合适的捐献心脏。在英国只有8/10的病人接收到他们需要的心脏捐献。许多成年人和儿童都被迫等待一年以上的时间才会有新的心脏。这些等待者不得不使用人工心脏维持生命,但是人工心脏技术并不完善,会出现能量供应、感染等一系列问题。


异种器官移植技术已经被提出作为拯救人类生命的一种方式,但却一直面临排斥反应的挑战。研究人员选择猪源自它们的解剖学与人类相匹配,而且它们拥有快速的繁殖周期。但是通过基因工程,科学家向猪基因中添加了几个人类基因,而且移除了引发人类危险免疫反应的基因。但批评家称,由于猪的生命周期比人类短,因此需要替换掉它们,而且它们也有可能传递疾病。


英国心脏基金会的医学总监Peter Weissberg教授称:“我认为器官短缺使这项技术实现的几率很大,而且我们已经在心外科手术中使用了猪的瓣膜。在20世纪90年的曾经出现过类似的项目,但是由于面临排斥反应而停止。这项技术仍然有很长的路要走,研究人员必须证实它同样适用于人类。”


限制器官移植广泛应用的因素往往不是技术,而是供体的短缺。日前在加拿大多伦多召开的美国胸外科协会第94届年会上发表的一项研究成果给这个难题的解决带来曙光。


研究者利用生物工程技术对猪DNA进行改造,使其与灵长类动物和人类更兼容,然后将其心脏移植到一只狒狒体内。这颗经过基因改造的猪心在狒狒体内成功存活超过1年没有被排斥,而且仍然保持了良好的功能。


由于猪的体量跟人接近,心脏体积也与人心脏非常接近,猪心脏一直被视为人类心脏移植潜在的理想供体。


但是,动物或者异种器官移植最大的障碍就是基因差异引发的排异反应。此前移植到灵长类体内的动物器官最长存活期没有超过6个月。


为了解决这个问题,科学家利用生物工程技术将几组人类基因导入猪的基因组,而去除猪原本的几个基因,经过基因改造后的猪心脏移植后,可以不再被受体的免疫系统识别为“入侵者”,从而减轻和消除免疫性排斥反应。


初步的实验结果是令人振奋的。如果这种方法最终获得成功,可以成为异种动物器官移植的范例。由于猪的生长期短,可以源源不断地批量供给包括心脏、肝脏、肾脏、肠,以及胰岛素产生细胞等器官组织,从而彻底消除器官移植供体不足的问题。

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