把猪肺移植给人,中国医生完成全球首例!

  全球器官移植需求日益增大,异种器官移植被寄予厚望。在该领域,中国科学家团队走在了国际前列,已接连完成全球首例猪肝、猪肺人体移植。

  撰文 | 凌   骏

  责编丨汪   航

  8月25日,全球异种器官移植领域又迎来一座新的里程碑。中国科学家团队宣布,成功将猪肺移植入一名脑死亡患者体内,9天观察期内,移植猪肺保持了活力和功能。

  这是全球首次在人体中尝试猪肺移植,研究由广州医科大学第一附属医院器官移植团队主导,并在25日发布于《自然·医学》。团队称,“此次研究为该领域的进一步创新,铺平了道路。”

  研究作者之一,成都中科奥格生物创始人潘登科教授告诉“医学界”,“猪肺是最难的异种移植器官之一,此次结果与我们的预期大体一致。”据了解,他和团队为本次手术提供了移植用猪。

  潘登科表示,过去几年,全球接连完成猪心脏、猪肾脏到人体的活体移植,“去年,中国完成了国际首例猪肝脑死亡人体移植,如今又首次完成了猪肺到脑死亡人体移植,接连取得的成果表明,异种器官移植的临床转化,正处于加速推进之中。”

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  广州医科大学第一附属医院医生团队完成全球首例猪肺人体移植 图源:《自然·医学》

  全球首例人体猪肺移植

  此次猪肺移植术由广州医科大学第一附属医院何建行教授率队完成。

  据悉,患者是一名39岁的男性,因重型颅脑损伤,经多次临床评估后被确认为脑死亡。在征得家属知情同意,并先后通过医院伦理委员会等机构的审查与监督后,团队启动了此次研究。

  猪器官移植入人体,需克服排斥反应、物种间生理不相容等一系列难题。

  潘登科告诉“医学界”,此次移植猪肺来自一只经过六基因编辑改造的供体猪,团队敲除了3个会引起超急性排斥和急性体液性排斥的猪抗原基因,并引入3个“保护基因”,以抑制血液凝固和补体级联反应。

  据《自然·医学》报道,手术中,团队将猪左肺经修剪后原位植入患者体内,并在术后使用了超过六种免疫抑制疗法的组合方案,来避免排斥反应的发生。

  术后早期,猪肺存活状态良好,无实质出血和严重全身炎症反应。“我们证实,经过基因改造的猪肺,能够规避移植后超急性排斥反应的发生,保持活力和功能。”潘登科说。

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  研究过程节选 图源:《自然·医学》

  然而,在术后24小时后,猪肺出现了严重水肿,类似于原发性移植物失功(PGD)。PGD是肺移植术后最常见且影响远期生存率的并发症,表现为非心源性肺水肿和低氧血症。

  研究人员推测,这可能是由缺血-再灌注损伤所致。

  此外,术后第3天和第6天,研究团队还观察到了抗体介导的肺排斥反应的迹象,导致异种移植肺损伤。这种情况在第9天时得到部分缓解。之后,应患者家属的要求,团队终止了此次实验。

  这一研究成果在国际学界引起了广泛关注。论文发布同期,《科学》《卫报》等接连跟进。

  纽约大学朗格尼医学中心移植专家Justin Chan教授在接受《科学》期刊采访时称,使用脑死亡患者进行试验,是评估异种器官移植伦理和安全性的基础,“此次研究为逐步推动该领域研究奠定了基石。”

  西班牙国家移植组织主任Beatriz Domínguez -Gil表示:“此前的异种器官移植试验限于肾脏、心脏和肝脏。与它们相比,异种肺移植面临更大的挑战。”她说,中国团队的成果是相关研究领域的“一个里程碑”。

  开创性意义

  长期以来,猪肝移植因极大的挑战被誉为异种器官移植领域的“圣杯”,但猪肺移植的难度则更甚于猪肝移植。

  从人类器官移植的发展来看,据报道,直到20世纪80年代,外科医生才在捐献者肺移植领域取得长期持续的成功,而这距离人类首例肾脏、肝脏和心脏移植的成功,已经过去了几十年。

  肺是和外界“相通”的器官,由于肺长期不断地暴露在外界空气中,它拥有更强烈的免疫防御系统,发生的免疫排斥反应也更为激烈,易造成移植肺衰竭。

  “其他挑战,还包括对缺血再灌注损伤的高度敏感性、复杂的器官相容性问题,以及移植肺由于直接暴露在外部环境中,充满了感染风险。”潘登科说。

  潘登科表示,此次研究观察到的并发症,如严重的PGD、水肿形成、抗体介导的损伤,“很大程度上是在已知生物学障碍下的预期结果。团队通过实践,为这些并发症的发生发展提供了独特的机制见解。”

  根据研究,呼吸、血液、影像等监测数据显示,移植猪肺在9天内,维持了通气与气体交换功能。但由于手术保留了患者的原生右肺,因此还无法完全独立评估,移植猪肺对维持机体功能的贡献。

  对此据医学专业网站STAT报道,研究团队表示,此次研究的主要目的,是探究超急性排斥反应,并描述感染动态,而保留一侧原生肺脏,不仅有助于实现这些目标,还能提供安全保障。

  研究团队在论文中写道,未来的研究还将涉及定义受体(患者)的选择标准、改进免疫抑制方案、基因修饰等,逐步完善肺异种移植方案,并逐步向临床转化靠拢。

  “此次研究具有开创性意义,但它也清楚地表明,肺异种移植的临床应用之路,相较于其他器官而言挑战要大得多,我们还需要探索更多的基因工程和免疫抑制优化方案。”潘登科说。

  猪器官移植进入加速期

  “目前全球器官移植需求日益增大,异种器官移植被认为有望解决供体短缺的困境。”此次研究的领衔者何建行教授在接受“新华社”采访时表示。

  据世界卫生组织统计,全球每年只有不到10%的器官移植需求能得到满足。在我国,每年约有30万末期器官功能衰竭患者需要移植,但器官的供需比仅为1:30。

  异种器官移植则不受供体器官数量限制,一旦成功,将挽救无数终末期器官衰竭患者的生命。

  “事实上,早期猪的大器官移植存在诸多技术难点,临床应用前景也不被看好,很少有人愿意深耕其中。”潘登科告诉“医学界”,他和团队从2013年开始,通过持续科研攻关,为我国率先在异种器官移植领域探路的各大医生团队,提供了动物、人体研究的移植用猪。

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  用于异种器官移植的基因编辑巴马小型猪,断奶接受人工无菌培养

  “中国医生们前瞻性、有远见的医学思维,为我国这一领域的发展积累了诸多宝贵的经验。”潘登科说。

  2022年4月,我国首次发布《中国人体异种器官移植临床试验专家共识》,提出应本着“鼓励研究、审慎发展”的态度,加强基础研究,谨慎推进临床研究。

  截至目前,全球已完成了数十例猪大器官的人体移植,涉及心脏、肾脏、肝脏、肺四大器官,且相关突破主要集中在中、美两国。今年2月,美国监管部门正式批准了猪肾移植的临床试验许可。

  除了此次全球首例的猪肺到脑死亡人体移植,今年1月,空军军医大学西京医院宣布,在中国科学院院士窦科峰教授的领衔下,全球首次将一只多基因编辑猪的全肝,原位移植到一位脑死亡患者体内。术后肝功能维持了10天,没有出现明显的排斥迹象。

  3月6日,西京医院再次宣布,团队为一位终末期肾病患者完成了猪肾移植,术后患者多项基础生命体征保持平稳,标志着我国异种器官移植研究踏入了全新高度。

  “医学界”最新获悉,截至今日,这位患者移植后的存活时间已达173天,是全球接受猪肾移植的患者中,目前仍长期存活在世的两位患者之一。

  (头图与本文内容无关,图源锐景)

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