據(jù)外媒消息，美國一男子成為全球首位從基因改造豬身上移植心臟的人。這可以說是一個(gè)非常有意義的嘗試，也希望這個(gè)領(lǐng)域能夠取得更大的進(jìn)展，這是真正造福人類，甚至某種程度突破人類上限的一種思路。今天我們就來說說這個(gè)科學(xué)探索。

01，豬心臟移植需解決的問題

我們先解讀下新聞中的豬心臟移植問題。把豬的心臟移植到人身上，稱之為異種器官移植（Xenotransplantation）。要想實(shí)現(xiàn)異種器官移植，需要解決幾個(gè)基本問題。

1，免疫排斥問題

人和人之間的器官移植尚且會(huì)發(fā)生免疫排斥，更別提跨物種了。

新聞報(bào)道的4個(gè)基因被敲除或滅活，根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，很有可能包括了GGTA1，這個(gè)基因是一個(gè)α 半乳糖抗原，是異種器官移植中首先需要干掉的，為何？因?yàn)檫@個(gè)基因會(huì)導(dǎo)致發(fā)生異種器官移植超急性排斥反應(yīng) (HyperacuteRejection ,HAR)，也就是一旦發(fā)生這種超急性免疫排斥，人就會(huì)迅速死亡。

所以目前我們做異種器官移植，基本上先把這個(gè)基因敲掉。除此以外，我估計(jì)還要敲掉其他一些免疫基因，比如抗體基因和補(bǔ)體基因。目前越過了48小時(shí)，基本上過了超急性排斥階段，后續(xù)繼續(xù)觀察。

2，人源化過程

這是另一個(gè)問題，就是，要保證這顆心臟安裝上去后，能夠維持正常的功能，那么往往需要進(jìn)行基因人源化處理。也就是用人的基因去替代豬的基因。否則可能會(huì)出現(xiàn)異種移植后，器官本身出現(xiàn)問題，或者移植上去只是一塊肉。因此現(xiàn)在異種器官移植基本上會(huì)修改一部分豬的基因，然后才讓其可以移植到人身上。

因此，我們可以看到，這個(gè)研究中，一共改造了10個(gè)基因。

可能對于部分人會(huì)覺得，改造幾個(gè)基因很容易，然而現(xiàn)實(shí)中，難度很大。盡管有些研究可以一次性編輯幾百上千個(gè)基因，但是從我了解的實(shí)際中，編輯多個(gè)基因難度其實(shí)高，所以這個(gè)研究還是很厲害的。

02，異種器官移植，一個(gè)延長壽命的思路

其實(shí)一直以來，異種器官移植，都面臨很多障礙，比如醫(yī)學(xué)上的障礙，免疫問題，操作問題，術(shù)后護(hù)理問題等，不過， 最讓人頭大的，是倫理問題。然而，這些問題，在生命面前，有那么重要嗎？

很多時(shí)候，我們做出評價(jià)或者所謂的選擇，其實(shí)是在暫時(shí)無需做出選擇的時(shí)候進(jìn)行的，所以某種程度上，是“事不關(guān)己高高掛起”，然而， 真到了那一刻，可能這種問題，根本不是問題了。

器官缺口是最大的問題。

器官短缺是一個(gè)全球性問題，盡管全世界都存在器官捐獻(xiàn)，但事實(shí)上，能夠?qū)崿F(xiàn)的器官移植非常少。

在我國，每年能夠順利完成器官移植的人也就是1萬多例，而需要器官的人群缺口高達(dá)150萬，這個(gè)數(shù)字，隨著未來老齡化的推進(jìn)，缺口會(huì)越來越大。由于現(xiàn)實(shí)問題，以及醫(yī)學(xué)倫理禁止克隆人的現(xiàn)狀，可以預(yù)見的未來，克隆人是不可能被允許的。

可以預(yù)見的未來，克隆人是不可能被允許的

那么，這個(gè)時(shí)候，異種器官移植事實(shí)上就擺在了我們的面前。

對于異種器官移植，其實(shí)也不是那么簡單。

1， 生物大小要相對匹配

這個(gè)其實(shí)直接排除了絕大多數(shù)生物?？赡芎芏嗳藳]意識(shí)到，其實(shí)自然界中，和人類體型相接近的生物其實(shí)并不多，無論是貓狗還是常見實(shí)驗(yàn)動(dòng)物小鼠，和人類體型相差太大（事實(shí)上，其他問題也存在，比如鼠的心跳400~500 次）。而大型哺乳動(dòng)物也存在同樣的問題。

2， 器官要相對低廉

這個(gè)問題事實(shí)上是個(gè)很明顯的問題，如果一個(gè)異種器官極其昂貴，那么其意義就大打折扣，畢竟當(dāng)今絕大多數(shù)人還達(dá)不到可以視金錢如糞土的無限使用醫(yī)療資源，因病返貧的問題早已是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題了。而這種情況下，豬就成為了一個(gè)重要來源。

1，豬和人類體型非常接近，豬的體重其實(shí)和成人大概差不多

2，豬和人類食性一致，代謝相似。作為一種被人類圈養(yǎng)的生物，豬事實(shí)上完全適應(yīng)了人類的生活，人類的食物豬都吃，且相比馬牛羊，豬是雜食性的生物。

3，豬相對低廉。

所以，在搜索引擎上，搜索異種器官移植，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，top全是豬。

相信一定有人會(huì)問，靈長類不是和人類很接近嗎？為什么不用靈長類？靈長類確實(shí)是個(gè)好的選擇，畢竟和人類親緣關(guān)系最近，然而靈長類面臨幾個(gè)問題

1，價(jià)格及其昂貴，以當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室為例，一只猴子的成本就已經(jīng)非常昂貴了。

2，體型相差較大，可能和很多人想法不一樣，其實(shí)大部分靈長類，和人類體型差異很大。實(shí)驗(yàn)室用的最多的獼猴，身高只有50多厘米，也就是大部分人膝蓋那么高，體重5-7kg，相當(dāng)于2個(gè)月大小的嬰兒。這樣的動(dòng)物，是沒法做人類移植的，器官大小匹配度太低。

猩猩是個(gè)好選擇，但是目前很少有用猩猩做這種研究的。

3， 倫理問題更大，倫理問題是制約靈長類研究的重要因素，甚至可能是主要因素。

事實(shí)上，這次疫情，相信大家也看到了，國內(nèi)疫苗是研究最快最廣泛的，除了因?yàn)槲覀兛蒲袑?shí)力充足，很重要的因素是，疫苗實(shí)驗(yàn)需要的猴子，基本上在中國。

4，靈長類規(guī)模不容易擴(kuò)大，和人類一樣，大部分情況下，靈長類不是多胎生物，這就意味著種群規(guī)模擴(kuò)大其實(shí)很難。

03，豬器官移植，一個(gè)可行的思路

1、心臟移植長達(dá)945天的存活

2016年，通過對豬的基因進(jìn)行改造，使其進(jìn)行了三個(gè)基因修飾，分別是敲除了GGAT1基因（用于消除移植過程產(chǎn)生的應(yīng)激性排斥），過表達(dá)hCD46（用于解決免疫問題），hTBM（血栓調(diào)節(jié)蛋白），然后將這顆上基因修飾的心臟移植到了狒狒身上。

結(jié)果，狒狒存活了945天，這基本上接近3年的時(shí)間了。

這是迄今為止從豬移植到靈長類上移植后存活時(shí)間最長的一個(gè)記錄了。不僅僅是心臟。

2、腎臟移植長達(dá)499天的存活

2019年，美國埃默里大學(xué)的研究者同樣使用了豬進(jìn)行異種器官移植，這一次，他們使用的是豬的腎，移植到的是獼猴（Rhesus Macaque）。

同樣是對基因進(jìn)行修飾，分別敲除了GGAT1基因（用于消除移植過程產(chǎn)生的應(yīng)激性排斥），并表達(dá)了hCD55（人免疫基因CD55，用于降低免疫排斥），此外，還進(jìn)行了合理的免疫抑制劑方案，比如αCD4和antiCD154聯(lián)合。

結(jié)果，該獼猴存活時(shí)間499天。

3、不僅僅是普通靈長類，事實(shí)上已經(jīng)有了人類的移植

國內(nèi)做的比較強(qiáng)的湘雅醫(yī)院已經(jīng)進(jìn)行了豬胰島到人類的移植

完成了對10名1型糖尿病患者進(jìn)行豬胰島移植臨床研究。跟術(shù)前比較，患者總體胰島素使用減少60%以上，最好效果減量90%。根據(jù)國際共認(rèn)的胰島移植綜合評分，平均達(dá)到0.62分，最好達(dá)到0.88分（完全治愈糖尿病為1分）

事實(shí)上具備了臨床應(yīng)用的意義。

除此以外，目前已經(jīng)進(jìn)行的異種器官移植包括胰島、皮膚、角膜等諸多器官。

目前，豬是所有異種器官移植中，進(jìn)展最快的一種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先其他物種至少一到兩個(gè)時(shí)代。

不過值得注意的是，目前在靈長類的器官移植是能夠長期成功地基本上異位移植，換句話，這個(gè)器官并沒有真正意義上接到原有位置并替代原有器官。

04，未來會(huì)如何？

其實(shí)除了異種器官移植，還有其他思路

1，干細(xì)胞技術(shù)

很有希望的明星技術(shù)，但是目前無法培養(yǎng)成器官。

2，3D打印技術(shù)

目前需要解決的是如何讓一個(gè)器官最大程度具備生物學(xué)活性。盡管目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可以讓肺具有一定的自主能力或者心臟能跳動(dòng)，但是距離器官，非常遙遠(yuǎn)

3，克隆

其實(shí)克隆是最理想的辦法，很多人希望用自己的細(xì)胞培養(yǎng)出器官，不過遺憾的是，目前我們不具備【單獨(dú)】克隆某個(gè)器官的能力。

一種策略就是讓克隆到胚胎階段發(fā)育到成型，然后取器官。然而，這是違法的。那么，面對“尚未到來”的未來，和活在當(dāng)下的現(xiàn)在，只能做一個(gè)妥協(xié)。

異種器官是一個(gè)現(xiàn)實(shí)可行的策略，本身是來源于動(dòng)物的活器官，且可以臨床實(shí)現(xiàn)移植并存活。那么，在未來到來之前，可能是“唯一策略”。

至于排斥問題、器官壽命問題，這些當(dāng)然是重要因素，但不是核心因素，畢竟對于很多人來說，延長一天那也是值得的。