異種移植在過(guò)去的十年里進(jìn)展迅速,基因工程改造技術(shù)在很大程度上解決了免疫排斥難題。下一步要走向何方?美國(guó)匹茲堡大學(xué)的研究者近期在《柳葉刀》雜志發(fā)表綜述文章,文中涉及很多研究者們關(guān)注的話題。
豬的心瓣膜等組織用于人體治療已經(jīng)數(shù)十年了,但這些移植物大多為處理后的結(jié)構(gòu)組織支架,原有的豬細(xì)胞已被去除。雖然這代表一種形式的異種移植,但本文所談到的研究,主要目標(biāo)是提供有活力的豬器官和細(xì)胞,在臨床移植到人體后,它們能繼續(xù)保持生理功能。
異種間排斥反應(yīng)能否避免?
從已故的人體供體獲取的胰島和神經(jīng)元細(xì)胞一直短缺,異種移植是解決這個(gè)問(wèn)題的重要方向之一。許多疾病可以通過(guò)異種移植治療:胰島移植治療糖尿病,神經(jīng)元細(xì)胞治療神經(jīng)變性疾?。ɡ缗两鹕。?,肝細(xì)胞治療肝衰竭,角膜細(xì)胞和神經(jīng)視網(wǎng)膜細(xì)胞治療各種失明,紅細(xì)胞用于輸血(主要用于艾滋病高發(fā)國(guó)家)。采用成功的儲(chǔ)存運(yùn)輸方法,基因工程豬角膜、胰島、細(xì)胞(包括紅細(xì)胞)能夠從發(fā)達(dá)國(guó)家輸送到發(fā)展中國(guó)家。
近10年取得的長(zhǎng)足進(jìn)步中,最大的突破是經(jīng)過(guò)基因修飾提高了豬組織移植后的免疫保護(hù),降低了免疫排斥?;虿僮饕呀?jīng)在幾代動(dòng)物中證實(shí)穩(wěn)定。目前看來(lái),異種移植到靈長(zhǎng)類動(dòng)物的豬器官和細(xì)胞最長(zhǎng)存活期依次是:微囊包裹的胰島、神經(jīng)元、胰島、角膜、肝細(xì)胞、異位心臟、腎臟、原位心臟、肝臟、肺。
除了排斥反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)何在?
豬雖然能夠作為替代性供體來(lái)源,但需要克服相關(guān)免疫挑戰(zhàn)及其他與異種移植有關(guān)的障礙。受體為非人靈長(zhǎng)類的基因改造的豬器官移植目前已基本上不受超急性、急性抗體性介導(dǎo)排斥或細(xì)胞排斥的限制,但其他問(wèn)題卻因此而突出,如移植體內(nèi)會(huì)發(fā)生血栓性微血管病或受體內(nèi)發(fā)生系統(tǒng)性消耗性凝血病。
為解決這些難題,含表達(dá)一個(gè)或多個(gè)人類血栓調(diào)節(jié)蛋白基因或抗炎基因的豬供體正得到開發(fā)。豬細(xì)胞(如胰島細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞、肝細(xì)胞或角膜)的臨床前移植結(jié)果較之器官移植結(jié)果更令人鼓舞:所有案例的存活時(shí)間都超過(guò)一年,而且感染性微生物向受體轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)也小。
長(zhǎng)期存活的移植物功能怎樣?
在豬器官用于人體前,豬胰島、神經(jīng)元細(xì)胞、角膜異種移植的臨床試驗(yàn)即將開始。新西蘭已經(jīng)開始了一項(xiàng)政府管理的豬胰島臨床移植試驗(yàn)。
目前的研究表明,免疫排斥、凝血、促炎癥反應(yīng)可以克服,也可以確保移植物長(zhǎng)期存活,但豬器官在人體內(nèi)是否具備滿意的生理功能還不完全清楚。一些豬器官移植到靈長(zhǎng)類的長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)尚未獲得一致結(jié)果。然而,原位移植豬心臟可以具有生命支持功能接近兩個(gè)月,提示豬心臟也許能夠支持個(gè)體匹配的病人。
豬肝異種移植伴發(fā)的血小板減少癥是否可以避免,雖然現(xiàn)有研究觀察期只有1周,但結(jié)果基本都是積極的。肺異種移植的證據(jù)罕見,還沒(méi)有確切結(jié)論,所幸氣體交換滿意。然而,連續(xù)嚴(yán)重蛋白尿和磷酸鹽代謝變化很可能會(huì)限制豬腎移植的臨床應(yīng)用。
豬胰島移植已有數(shù)十年研究。只靠異種移植的豬胰島支持,糖尿病猴子能夠存活超過(guò)1年。但1型糖尿病病人的自身免疫功能是否會(huì)影響豬胰島的長(zhǎng)期功能尚不清楚。另有報(bào)告,豬神經(jīng)元細(xì)胞可以產(chǎn)生足夠的多巴胺,改善帕金森病猴子的運(yùn)動(dòng)功能。
豬器官內(nèi)的病毒會(huì)傳染給人嗎?
目前普遍認(rèn)為,沒(méi)有病原微生物可以從豬器官和細(xì)胞內(nèi)傳染,且通過(guò)嚴(yán)格控制器官來(lái)源動(dòng)物種群,能夠確保器官和細(xì)胞沒(méi)有傳染性因子。但避免轉(zhuǎn)染豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒一般不可能,因?yàn)樗鼈兊木幋a序列和病毒早已存在于所有豬細(xì)胞核中。幸運(yùn)的是這些病毒不對(duì)人體構(gòu)成潛在危險(xiǎn)。還有一些技術(shù),如siRNA技術(shù)可以用來(lái)防止豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒活化,Zinc-finger核酸酶技術(shù)能提供從染色體組中去除病毒的方法。
各國(guó)管理部門都建議,用于臨床試驗(yàn)的豬需要在嚴(yán)格無(wú)傳染隔離環(huán)境下飼養(yǎng)。但當(dāng)預(yù)期的胰島臨床移植順利開始時(shí),管理部門也許會(huì)允許降低它們使用的條件,即只要生物制品檢測(cè)無(wú)微生物污染,這樣將極大減少臨床胰島異種移植的花費(fèi)。不過(guò)前提是,我們要首先證實(shí),即使豬沒(méi)有被隔離飼養(yǎng),也是安全的。
隨著新的基因修飾豬的獲得,將進(jìn)一步提高細(xì)胞和角膜異種移植的效果,相信一些臨床試驗(yàn)將在2~3年獲得結(jié)果。與器官異種移植相比,豬組織和細(xì)胞臨床異種移植將很快成為現(xiàn)實(shí)。
來(lái)源:健康報(bào) 作者:陳 琳
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