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[科普中国]-首批不含内源病毒的克隆猪诞生

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近日发表在《科学》杂志上的一篇论文预示,将猪器官移植到人体内,以缓解可供移植的人体器官之短缺,并非遥不可及。来自美国、中国、丹麦研究机构的科学家在文章中表示,他们凭借基因编辑技术CRISPR和体细胞核移植技术,成功克隆出世界上第一批不携带活性内源性逆转录病毒(PERVs)的猪,有的至4个月仍能存活。

第一只诞生的PERV灭活小猪(图片来自网络)

不含内源病毒的克隆猪诞生,那是不是向大家炫耀“我身上装了一只猪肝”的日子不远了?

猪:为什么是我?

猪器官移植并非遥不可及(图片来自网络)

生物学家一直致力于寻找移植用器官的替代资源,人体捐献的器官不够用,用其他动物的怎么样呢?异种移植的问题由此被提出。

你可能马上会想到非人灵长类。可惜这些人类近亲们或是已经濒危,或是器官大小与人类相距太远。最终生物学家认为,理想的器官供体应该源自一种经过长期驯化的动物,而它们的器官又恰好要与人体器官体积相似。在众多动物中,家猪脱颖而出了。

理想的器官供体是猪(图片来自网络)

虽然异种移植取得了巨大的进步,但是若要将其应用于临床,目前看来仍然面临诸多亟待解决的问题。

排斥反应

猪-人的异种移植面临超急性排斥、急性排斥以及慢性排斥的问题。

超急性排斥反应(HAR)由灵长类动物体内预存的天然抗体与猪内皮细胞表面α-1,3-Gal抗原结合,导致血栓形成;

急性排斥反应(AR)主要是由灵长类动物体内的免疫细胞攻击植物引起的排斥反应;

慢性排斥反应(CR)主要是以T细胞介导的细胞排斥为主,日本中内启光教授课题组利用IPS细胞结合嵌合胚胎技术试图在猪体内培养出人体器官,目前该课题组已经成功在猪体内制备出不同基因型的猪胰腺脏器。

抗排斥治疗是异种移植临床应用的关键(图片来自网络)

凝血机制的改变

异种移植后,会明显触发机体的凝血机制导致凝血功能异常。而这一点在异种肝脏移植中表现的尤为突出,在移植的早期,受体体内的血小板数量呈现出明显下降。

血小板是机体凝血系统的“卫兵”,一旦低于限值,机体就会出现不可控的出血。因而血小板的减少及凝血功能的失调,成为制约异种肝脏移植的桎梏。目前有研究团队通过转入人源化的凝血调节分子以及敲除ASGR1(一种介导血小板吞噬分子受体)以纠正异种移植后的凝血紊乱。

异种移植后会导致凝血功能异常(图片来自网络)

生物安全性

在异种移植中,跨物种的生物安全问题一直引人注意。通常认为,种属上与人越接近的物种,其所携带的病原体就越容易感染人类。以猪为供体的异种移植是否存在种属交叉感染的风险,仍无定论。

图片来自网络

伦理争议

目前因文化传统、宗教信仰、价值观念的不同对异种移植移植存在争论。

异种移植伦理争议(图片来自网络)

2013年在德国慕尼黑召开了关于异种移植伦理探讨的会议。会议中各个宗教各自阐述了对异种移植的看法,其中犹太教核心教义是人的生命高于一切宗教制约,在病危情况下,应该而且必须接受移植;

基督教伦理认为,只要遵守道德规定,不虐待动物就可进行异种研究。可允许病人因治疗疾病的目的而接受异种动物器官;

伊斯兰教认为,人是在生物链的顶端,人身天授,人有义务去保护好自己的健康。因此,伊斯兰教的观点中用异种移植进行治疗是可行的。因此只要在人权和自主权不被影响的条件下,有责任地对待动物而不是简单的将其当做工具,宗教伦理是不会禁止异种移植的。

图片来自网络

在人类与病魔斗争的漫长历史中,道路总是曲折的,然而科技的进步,时代在发展,异种移植的前途却是光明的。异种肝脏移植一旦应用于临床,将会是肝脏衰竭患者的福音。正如肝移植之父Thomas E. Starzl所言:“任何技术在昨天看来可能是不可思议的,今天看来也仅仅是能勉强做到的,但是明天也许就会成为一种常规手段。”

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