移植转基因猪肾的猴子活了两年
本报讯 从一只转基因小型猪身上移植的肾脏使一只猴子存活了两年多,这是异种器官移植中存活时间最长的一次。美国生物技术公司eGenesis的这项研究工作使用了大量基因编辑技术,这些编辑可以防止受体的免疫系统攻击新的器官,还可以中和潜伏在供体器官中的古老病毒——这是利用猪器官供人类使用的关键步骤。相关研究结果10月11日发表于《自然》。
研究人员表示,这项研究将为美国食品药品监督管理局等监管机构提供更多数据。该机构正在考虑是否批准首次非人体器官移植的人体试验,但科学家表示,重要的是要深入研究为什么异种移植的成功存在相当大的差异,以及对猪进行大规模的基因编辑的可行性如何。
仅在美国,就有超过10万人在等待器官移植,其中每天约有17人死亡。过去几年,研究人员已经将猪心脏成功移植到两个活人身上,并证明猪心脏和肾脏可以在法律上被宣告死亡的人身上发挥作用。
异种器官移植研究主要集中在猪身上,部分原因是猪的器官大小和解剖结构与人类相似。但是人类和其他灵长类动物的免疫系统会与猪细胞表面的3种分子产生反应,导致对猪器官产生排斥。因此,研究人员开始使用基因编辑技术CRISPR-Cas9来编码产生这些分子的基因。
论文通讯作者之一、美国生物技术公司eGenesis分子生物学家Wenning Qin团队编辑了69个基因,这是为异种移植在猪身上进行的最广泛的编辑。其中3个编辑目标是与排斥反应相关的分子、59个编辑目标是很久以前嵌入猪基因组的逆转录病毒基因组。先前研究表明,在实验室环境下,这些嵌入的基因组可以产生感染人类细胞的病毒颗粒,但对人类异种移植受体及其移植器官的感染风险尚不清楚。
最后的7个编辑是增加人类基因,这有助于保持移植器官的健康。例如,有两个基因编码能避免产生不必要的血液凝固蛋白质。
研究人员将基因编辑后的猪肾脏移植到20多只食蟹猕猴体内,这些猕猴也接受了免疫抑制药物的“鸡尾酒”治疗。6只接受没有人类基因肾脏移植的猴子存活时间均未超过50天,相比之下,9只接受了人类基因肾脏移植的猴子中,5只猴子活了1年多,1只活了两年多。对肾脏生物标志物的分析表明,移植器官的表现与天然肾脏一样好。
从普通猪身上移植的器官会在受者体内迅速生长,这有可能危及移植物。美国马里兰大学医学院异种移植外科医生Muhammad Mohiuddin称赞该研究通过使用小型猪的肾脏解决了这个问题,因为小型猪的器官生长速度较慢。
“长达两年的生存时间是罕见的,因为研究人员在设计猪基因组时考虑到了人类基因,所以修饰后的基因在人类身上的表现可能会更好。”Mohiuddin说。
尽管如此,美国阿拉巴马大学伯明翰分校移植外科医生Jayme Locke认为,该移植对人类的负面影响不会很小。人类比猴子重得多,血压也高得多,并且猪的器官能否适应这种环境还不得而知。
并不是所有的研究人员都相信这种广泛的基因编辑是必要的。美国哥伦比亚大学医学中心移植免疫学家Megan Sykes认为,利用该方法的生存率并没有比基因修改少的情况好多少。她担心,额外的基因修饰可能使扩大移植规模更加困难。(辛雨)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06594-4
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