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基因編輯“豬1.0”升級為“豬3.0” 異種器官移植技術再獲突破

彭茜
2020年09月23日09:33 | 來源:新華網
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原標題:基因編輯“豬1.0”升級為“豬3.0” 異種器官移植技術再獲突破

2017年,當世界首批消除內源性逆轉錄病毒的基因編輯“豬1.0”誕生時,領銜該研究的美國eGenesis公司聯合創始人楊璐菡告訴新華社記者,希望將來“在中國建立中國人自主研發的機構,致力於為中國病人研發異種器官移植的治療手段”。

時隔三年,楊璐菡歸國后組建的杭州啟函生物公司領銜團隊在英國《自然·生物醫學工程》雜志上宣布做出有望用於臨床的異種器官移植雛形——“豬3.0”,成功解決了去除豬內源性逆轉錄病毒和增強異種器官免疫相容性兩大異種移植安全性難題,這讓她和團隊距離實現“人人用得上”的異種器官移植夢想更近一步。

無懼疫情,基因編輯“豬3.0”順利誕生

持續至今的新冠疫情讓全球科研受到干擾。對楊璐菡來說,疫情雖導致原有的一些國際學術活動被迫取消,卻給團隊更多時間專注於科研,並通過比此前更加密集的線上會議與國際同行交流。

“生物行業不像別的行業,大家的‘敵人’不是彼此,而是新冠病毒、是癌症、是器官缺失。這是一個全球性課題,我們絕不會閉門造車,而是希望和國際優秀科學家、醫生和監管機構保持緊密溝通,這樣才能做出全世界都認可的領先產品。”楊璐菡日前接受新華社記者採訪時說。就在剛剛過去的一周,為參與國際會議,團隊成員已連續熬了幾個通宵。

不負夜以繼日的努力,基因編輯“豬1.0”的升級版——“豬3.0”順利誕生。參與研究的還有雲南農業大學、美國哈佛大學、馬薩諸塞綜合醫院、eGenesis公司等。研究人員利用CRISPR/Cas9基因敲除技術和轉座子基因插入技術修改了豬的一批基因位點,培育出的豬體內不含內源性逆轉錄病毒,與人之間免疫和凝血方面兼容性更強,並具有正常生理特征、生育能力以及向下一代傳遞編輯基因的能力。

2017年,哈佛大學醫學院遺傳學教授喬治·丘奇和楊璐菡團隊在美國《科學》雜志上宣布培育出世界首批不攜帶內源性逆轉錄病毒的“豬1.0”,從根本上解決了豬器官移植到人體內可能導致病毒傳染的風險。2018年,“豬2.0”誕生,進一步解決了異種器官移植免疫排斥問題。新誕生的“豬3.0”結合了前兩代優勢,更具臨床應用潛力。

21日發表於《自然·生物醫學工程》的最新研究顯示,在體外免疫測試中已區別不出“豬3.0”細胞和人細胞,顯示出很好的免疫兼容性。論文通訊作者楊璐菡介紹,團隊正在靈長類動物身上測試“豬3.0”器官的有效性和安全性,已取得一些“讓人激動的階段性成果”。

“全球每年器官移植缺口巨大,再加上程序、價格以及質量的不均一性,隻有少數人排得上。我們的夢想是用知識和努力,讓未來的器官治療產品不論貧富貴賤,人人都能用得上。”楊璐菡說。

據介紹,目前團隊主要利用“豬3.0”進行腎臟、肝臟和胰島的異種器官移植實驗,希望將來能滿足尿毒症、急性肝炎和糖尿病患者的器官移植需求。馬薩諸塞綜合醫院移植科主任詹姆斯·馬爾克曼表示,相關研究為數以百萬計等待器官移植的病人帶來了希望。

三大難點,異種器官移植之路還有多遠

據不完全統計,每年全球約200萬人需要器官移植,而器官捐獻數量遠低於需求。異種器官移植研究成為解決“移植器官荒”的重要途徑,但同時面臨異種病毒傳播、免疫兼容性和功能兼容性三大技術難點。

豬的器官組織結構、生理功能和大小與人體器官相近,被視為異種器官移植供體最佳動物之一。但是將豬器官移植到人體面臨兩大醫療風險:豬的基因組攜帶內源性逆轉錄病毒,移植到人體后可能有“毒性”﹔豬器官可能在患者體內引發免疫排斥反應。

內源性逆轉錄病毒異種傳播風險已隨著“豬1.0”的誕生而被“攻破”,針對免疫兼容性的研究也不斷取得進展。2019年,巴西聖保羅大學生物科學研究所利用基因編輯技術試圖關閉豬體內3個能引起人體排異反應的基因,旨在消除人體免疫系統對豬器官的排異。

功能兼容性問題是尚待解決的技術挑戰,被移植的豬器官能否完全發揮原有人體器官維持荷爾蒙分泌、代謝平衡等功能仍有待檢驗。

楊璐菡說,解決“供體豬”的異種病毒傳播風險和免疫兼容性只是“萬裡長征第一步”,目前團隊正在不停摸索和改進功能上的兼容性,例如觀察被移植豬腎的靈長類動物是否能通過腎素的分泌保持水鹽平衡穩定等。

即使技術難題得以攻破,未來在商業化道路上,異種器官移植仍面臨倫理、監管等諸多挑戰。比如,如何權衡用於器官供應的動物倫理?如何適當監管以引導有關機構負責任而又積極地發展技術?

“技術進步往往超前於監管、倫理規范及民眾認知。作為科研工作者和技術推動者,我們有責任很好地思考這些問題,並跟大家分享我們思考的邏輯。所有技術進步,能否應用到某些場景和在什麼情況下可以應用到這些場景,必須通過持續探討才能形成有益框架,真正推動技術改變社會。”楊璐菡說。

(責編:趙竹青、呂騫)

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