医学与社会
2022年06月号

第一例猪肾移植到人体:科学家的想法

作者:生命新知

今年1月,马里兰大学的研究人员获得了美国食品药品监督管理局(FDA)的特别许可,首次将基因修饰猪心脏移植给一名男子。两个月后,该男子死亡。

实验团队报告称,当将经过基因修饰的猪肾脏移植到两名刚去世不久的死者身上时,它们成功地发挥了类似人类免疫系统的作用。但一些研究人员质疑实验的价值,并认为在活体中进行临床试验是确定猪器官移植是否有助于缓解人体器官短缺的唯一途径。

研究人员已经成功地将猪的器官移植到非人灵长类动物身上:一只狒狒用基因修饰猪心脏存活了两年多。但是狒狒的免疫和代谢系统与人类不同,某些通常用于人体器官移植的免疫抑制药物在非人灵长类动物身上不起作用,领导这项试验的纽约大学移植外科医生Robert Montgomery说。

在他们于2021年9月和11月进行的移植试验中,Montgomery和他的同事使用了经过基因修饰的猪,这些猪缺少一种编码α-1,3-半乳糖基转移酶(alpha-1,3-galactosyltransferase, αGal)蛋白质的基因。猪型α-半乳糖触发人类免疫系统排斥异种移植(来源于不同物种的器官)。研究人员在移植每个肾脏的同时,还移植了猪胸腺,这是一种产生免疫细胞并有助于身体接受异物的器官。

他们在两名死者(一两天前死亡,大脑功能丧失)身上对“胸腺-肾”(thymokidneys)移植进行了测试。研究人员没有切除患者自身肾脏,而是将猪肾移植到静脉和动脉中,这些静脉和动脉将血液输送到受者的腿部。然后,他们对肾脏功能和患者的免疫反应进行了54小时的监测。

在2022年5月19日发表在《新英格兰医学杂志》的一篇论文中,研究人员说,患者对器官没有立即产生免疫反应。移植后患者产生的尿液量增加,肌酐减少,表明猪肾正常工作。

基因修饰

然而,其他研究人员对结果表示怀疑。一方面,研究中使用的猪只缺少一个基因,尽管研究表明修饰3个或更多的基因有助于人类免疫系统接受器官。马萨诸塞州总医院的移植外科医生David Cooper说,“这头猪与我们想要知道的事情无关。”Montgomery说,一些免疫反应可以通过药物控制。

此外,很难判断猪肾是否正常工作,或者尿液和肌酐是否来自患者自身的肾脏。阿拉巴马大学的移植外科医生Paige Porrett说:“结果无法解释。”今年1月,她和她的团队公布了研究结果,在这项研究中,他们从一个已经5天没有大脑功能的死者身上切除两个肾脏。在测试患者的抗体是否会攻击猪的器官后,他们移植了一头猪的两个肾脏(进行了10个基因修饰),并对死者进行了74小时的监测。

与Montgomery的团队一样,Porrett的团队发现受者对这些器官几乎没有免疫反应。但是,尽管猪肾产生了一些尿液,但它们不处理肌酐,表明它们的功能不正常。Porrett怀疑原因是患者的代谢系统正在关闭,因为他已经死亡5天了。

Cooper对两个团队的研究结果并不感到惊讶:对狒狒和人类血清的研究已经表明,灵长类动物的免疫系统不会立即排斥缺乏α-半乳糖的猪器官。他说,不知道的是,人类免疫系统是否会在数月后攻击该器官,以及该器官能否继续发挥功能。

Montgomery和Porrett说,从医学上讲,延长实验是可能的,因为有些人在被宣布脑死亡后可以存活数月。埃默里大学的生物伦理学家Rebecca Pentz说,这样做会产生伦理问题。根据她在2005年编写的一套指南,研究人员应对于脑功能丧失不可逆转的患者仅维持一天生命,除非有合理的科学理由延长这一期限。

Cooper等认为,是时候开始将动物器官移植到活人身上了。今年1月,马里兰大学的研究人员获得了美国食品药品监督管理局(FDA)的特别许可,首次将基因修饰猪心脏移植给一名男子。两个月后,该男子死亡。

Porrett和Cooper的团队正在向FDA申请启动小型临床试验,将基因修饰猪肾移植到人体内。Cooper说,肾脏是最理想的器官,因为与心脏不同,如果出现问题,肾脏可以切除,患者可以接受透析。

参考文献:Sara Reardon. First pig kidneys transplanted into people: what scientists think[J]. Nature,2022,605:597-598.


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