西京医院院长李林、政委张智军为主要团队成员献花。(来源 西京医院)
西部网讯(记者 李卓然)日前,空军军医大学西京医院开展的国际首例基因编辑猪-猴多器官、多组织同期联合移植手术获得成功,实现了异种器官移植领域多器官多组织移植零的突破。
异种器官移植有望从很大程度上解决器官来源难的问题,但欢欣鼓舞之余,还有很多疑问,为什么选择猪作为器官供体?异种器官移植技术离我们还有多远?
中国科学院院士、空军军医大学西京医院教授窦科峰介绍项目研究及手术情况。
“二师兄”的多个器官、组织给了“大师兄”
本次手术由中国科学院院士、空军军医大学西京医院教授窦科峰领衔,西京医院肝胆外科、泌尿外科、心血管外科、麻醉与围术期医学科、骨科、烧伤与皮肤外科、眼科、实验外科等20个学科共同开展。这是继窦科峰院士、陶开山教授团队“2013年亚洲首例转基因猪-藏酋猴异种异位部分肝移植获得成功”“2020年多基因编辑猪-猴肝、心、肾移植创造肝移植受体存活世界纪录”后,西京医院在异种移植研究领域进行的最新科学探索。
移植手术于10月16日实施,历时14个小时结束。研究团队通过获取1头基因编辑猪的肝脏、心脏、肾脏3个脏器,以及角膜、皮肤、骨骼3个组织,分别为4只受体猴同期实施肝肾联合移植、心脏移植、角膜和皮肤移植、骨骼移植。针对不同专科不同术式,团队实施个体化麻醉,精准调控生理指标。
中国科学院院士、空军军医大学西京医院教授窦科峰,西京医院肝胆外科副主任杨雁灵,综合外科岳树强主任将基因编辑猪的肝脏进行离体劈离,取合适体积的部分供肝进行异种辅助性肝移植 。(拍摄 双乐)
据窦科峰介绍,移植器官恢复血流后,移植肝肾即可见胆汁、尿液流出;移植心脏立即恢复跳动,规律有力;角膜移植术后植片、植床透明,眼压正常;皮肤移植后,移植皮片血运良好;骨软骨移植后结合紧密、愈合良好。
截至发稿时,4只受体猴及移植器官、组织存活良好。
为何选择猪作为器官供体?
窦科峰说,随着外科技术进步,器官移植已成为众多终末期疾病常规治疗手段,然而器官短缺是世界性难题,而异种移植被认为是未来解决器官短缺问题最有效途径之一。
“国际上公认基因编辑猪是最佳供体。”窦科峰说,本次手术选择了一只7公斤重的基因编辑小型猪作为器官供体。“基因编辑小型猪的器官组织生理、生化功能与人体器官相近,培育繁殖周期短,易于获取和基因改造。”
西京医院肝胆外科主任陶开山、副主任杨诏旭等将基因编辑猪供肝进行异位辅助性肝移植。 (拍摄 刘坤)
窦科峰介绍,今年1月,美国马里兰大学医学中心进行了全球首例人体多基因编辑猪的心脏异种移植。虽然这位患者在生存2个月后不幸离世,但这却是一个重要的突破。“目前,国际上以基因编辑猪为供体的异种组织器官移植研究进展迅速,已部分开展临床前试验,但多为单一组织或器官移植,对于从同一供体猪获取多种不同组织、器官,进行异种多器官多组织同期联合移植,国际未见报道。为探索解决多器官衰竭难题,同时最大程度发挥供体猪作用,西京医院开展了上述研究。”
“此次手术系国际上首次开展的基因编辑猪-猴多器官、多组织同期联合移植,进一步拓展和证实了异种移植未来可能的适用范围,为解决供体短缺和器官衰竭患者急救提供了科学数据和技术储备。”窦科峰说。
走向临床应用还远吗?
尽管异种器官移植解决了很多问题,给更多病人带来希望。但也有很多很难逾越的瓶颈。窦科峰表示,异种器官移植面临排斥反应、生物安全和伦理问题。
所谓排斥反应,指生物体对不属于自身的组织器官会发起攻击,这是免疫系统正常反应,就像一个国家在遭遇外敌入侵时,会调动部队去抵抗一样。
西京医院心血管外科主任刘金成、副主任易蔚心脏移植团队将基因编辑猪心脏移植到受体猴体内。(拍摄 王鑫)
窦科峰介绍,在本次手术中,研究团队把3个影响异种移植后的超急性排斥反应和急性体液性排斥反应的3个基因敲掉,同时把3个人的基因转入到猪的体内,抑制补体活化和凝血紊乱。“在国外也是通过基因编辑,让猪的器官尽量和人的接近,但这要走向临床仍有许多工作要做。”
同时,异种器官移植还绕不开生物安全问题,即种间交叉感染的风险。比如细菌、真菌、病毒感染等,这也是异种器官移植必须解决的难题。
那么,把猪的器官移植到人体上,会不会把猪的细菌、病毒传染给人?窦科峰说,这就需要有一个很好的饲养猪的环境,即满足“无指定病原微生物(DPF)”级别的饲养环境。“通过这个环境,隔离指定的病原微生物,进而解决生物安全问题。”
“要将猪的器官移植到人身上,在未来的临床应用上,仍面临伦理、监管等诸多挑战,但目前已经算迈出了坚实的一步。”窦科峰说。