5月初,第一个接受猪肾移植的患者理查德·斯雷曼(Richard Slayman)在移植后不到两个月就去世了,比他的医生预期的要早。但时间与第一批接受猪心脏移植的人一致,他们都在移植后两个月左右死亡。
近期,《Nature》杂志采访了跨物种器官移植的外科医生,他们描述了迄今为止所了解到的情况,以及对该领域未来发展的看法。
纽约大学的移植外科医生罗伯特·蒙哥马利(Robert Montgomery)说,三个接受跨物种器官移植的患者相对较短的存活时间表明,这些开创性的跨物种移植并没有像在灵长类动物研究中预测的那样取得巨大成功。
但这三种治疗方法给那些病入膏肓、别无选择的人带来了希望。研究人员说,他们从第一例猪器官移植到人类身上的实验中学到了宝贵的经验,从接受者需要的药物类型到猪器官必须经过的测试数量。
Montgomery表示,“这不是一个无法解决的问题,目前的该领域取得的进展已经很令人鼓舞了。”
跨物种器官移植可缓解人体器官移植的短缺问题
由于长期缺乏合适的人体器官,将其他物种的器官移植到人体中,被称为跨物种或异种器官移植,这一直是外科医生的梦想。研究人员把猪作为供体物种,部分原因是它们的器官大小和解剖结构与人类相似。
接受猪器官的非人类灵长类动物的数据表现良好:2023年发表的一项研究报告称,5只猴子在接受猪肾脏移植后,每只都存活了一年多。
第一例活体异种心脏移植是在2022年,当时57岁的大卫·贝内特(David Bennett)接受了一颗猪心脏,手术后他存活了60天。另一名男子劳伦斯·福赛特(Lawrence Faucette)在2023年接受了猪心脏移植,并存活了40天。
巴尔的摩马里兰大学医学院的外科医生默罕默德·莫希丁(Muhammad Mohiuddin)是这两例猪心脏移植手术的护理小组成员,他对Bennett的死亡提出了几种可能的解释。在他去世前几周,Bennett感染了一种疾病,所以医生给他进行了一种免疫增强疗法,这种疗法是由来自数千名捐赠者的抗体汇集而成的。科学家后来发现,一些抗体对猪的器官产生了反应,这意味着这种治疗可能加剧了Bennett的病情。从那以后,Mohiuddin一直与当地血库合作,开发检测反应性抗体的方法。
Bennett存活时间有限的另一个可能的解释是,移植的心脏潜伏着一种叫做猪巨细胞病毒的病原体,这种病毒可能被激活,然后损害了心脏。Mohiuddin说,在Bennett死后在器官中发现了这种病毒,但在移植前的测试中没有发现,这表明必须使用更敏感的测试来筛选器官。
未来:基因改造+联合移植?从“同情使用”到“临床试验”?
在波士顿马萨诸塞州总医院进行移植手术的外科医生Tatsuo Kawai说,潜在的健康状况不佳可能导致了Slayman的死亡。Slayman的肾脏在他去世前一天功能良好,他的死亡原因与移植无关。在手术的前一年,Slayman患上了充血性心力衰竭。
研究人员还在试验在移植前可以做些什么来最好地防止器官排斥。Montgomery说,一种技术是对供体猪进行基因修改,但避免排异反应所需的基因编辑数量远未确定。
一家生物技术公司eGenesis培育了用于Slayman手术的猪,该公司生产的猪具有创纪录的69个基因编辑,既避免了排异反应,又降低了潜伏在器官中的病毒感染受体的风险。与此同时,另一家公司Revivicor选择了大约10种基因编辑。
在第四例也是最新一例活体异种器官移植中,Montgomery和他的团队尝试了联合移植,一种使用胸腺和肾的新方法。胸腺是一种与免疫相关的器官,可以帮助受者的免疫系统识别猪的器官。他们将猪源胸腺移植到肾脏上,然后在4月12日将两者移植到54岁的Lisa Pisano身上。Montgomery说,他们使用的是只进行了单一基因改造的猪,这可以使扩大猪器官的生产变得更容易。他补充说,Pisano目前在医院病情稳定。
Montgomery和他的同事分析了两名在接受猪心脏之前被宣布死亡的人的组织样本,发现在细胞水平上,异种移植器官的排异反应与从人类供体移植的器官的排异反应看起来“非常不同”,Montgomery说。他补充说,这些发现可以帮助研究人员预测排斥反应,并为未来的手术开发量身定制的免疫抑制方案。
所有移植到活人身上的异种器官都获得了美国食品和药物管理局(FDA)的“同情使用(Compassionate use)”批准。Compassionate use指的是当一个人的生命处于危险之中,没有其他治疗方法时,才会获得的批准。在这种情况下接受治疗的人往往比移植等待名单上的普通人病得更重,这使得很难弄清楚不利的结果是手术的结果还是接受者的健康状况不佳。这就是为什么一些研究人员一直在推动FDA开始对这种方法进行临床试验,这将允许对其性能进行系统评估。