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基因编辑大举成功,移植猪器官于人体距现实更近一步

曾朵
2017-08-29 · 15:06
[ 亿欧导读 ] 近日,马萨诸塞州的科学家们宣布,通过使用CRISPR-Cas9基因编辑系统,他们能够使猪基因组中的所有25种病毒灭活,培育出看起来健康的仔猪,这也使异种移植又向前迈了一大步。
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文章来源于:曾朵,图片来自“123rf.com.cn”

几十年来,令外科医生魂牵梦萦的就是用猪器官解决人体器官短缺的问题。根据联邦数据,美国有117000多名美国人目前正在美国移植等候名单之上,而每天都有22人在与死神竞赛。

猪脏器官的大小和功能与人的身体相似,而对于从肉类饲养动物上获取身体部位相较于从灵长类动物上获取器官来说,人们的态度并非神经质的。然而,这种跨物种移植或者说异种移植的一个主要障碍,是其可能传播可以感染人和猪的病毒:后者的基因组包括25个所谓的逆转录病毒,其显然对猪肉没有任何作用,但这些病毒可能将疾病传播给人,特别是免疫缺陷的移植患者。

特别是在艾滋病毒方面,这一问题阻止了过去几十年的有关研究(除了在人体中使用的猪心脏瓣膜,这方面死亡组织倒是不会造成病毒传播风险)。然而,最近的基因编辑取得的进展正在唤起人类对于移植猪器官于人体的兴趣。

近日,马萨诸塞州的科学家们宣布,通过使用CRISPR-Cas9基因编辑系统,他们能够使猪基因组中的所有25种病毒灭活,培育出看起来健康的仔猪,这也使异种移植又向前迈了一大步。eGenesis是总部位于马萨诸塞州剑桥市的新兴企业,其联合创始人兼首席科学官杨璐菡说:“我们可能是地球上(转基因)修饰得最多的动物。我们正在逐渐推动技术的发展。我认为,想要实现异种移植,创新是必须解决的一个挑战。”

哈佛大学医学院遗传学家George Church表示,“猪的身体需要足够长的时间才能使用在人们身上,四个月大的猪是正好完全适合的,”伯明翰医学院的阿拉巴马大学移植外科医生和教授约瑟夫·特克斯(Joseph Tector)说,“这是一个非常非常好的工作,”尽管Tector本人并没有参与这项发表在Science杂志上的研究。

经过器官移植的仔猪竟长得如此健康,Church对此表示十分惊讶。CRISPR可能对细胞有害,因为它会导致DNA链断裂,从而导致细胞自我毁灭。此外,逆转录病毒是通过将其基因组拷贝插入其宿主进行复制的,这些病毒可能在猪种群存在了大约2500万年,已经成为猪基因组的一部分。因此,Church想知道这些病毒是否在猪的生存中发挥重要作用,以及动物是否可以在没有这些病毒的情况下健康生长

Church补充说,另一个令人惊喜的发现是,仔猪没有再次感染子宫内的病毒。“我通常会犹豫,不敢说我们已经解决了一个困扰了我们二十年的问题,但在这种情况下,我们是非常有自信的。”他指出。到目前为止,其团队仅在实验室里培养出了母猪。他们现在正在重复这个实验过程来设计培养公猪,但Church表示目前不期待进行更复杂的研究。

猪器官对人类的意义

Church和杨教授下一个阶段的实验将是,对猪进行“人性化”操作——也就是充分改善猪器官使其可以在人体中发挥作用。这涉及免疫学变化、使组织相容和解决血液凝固等问题。Church补充说,他们已经开始了这样的工作,并撰写相关研究报告。

其他团队,包括阿拉巴马州的Tector在进行类似的研究,他们希望在未来两到三年内,能够让猪器官在第一批人中进行测试实验。研究人员期望能从移植肾脏开始(这项器官也是人类等候名单中最需求的)进行实验;其次是心脏和肝脏等其他器官;并测试胰岛细胞移植以对抗1型糖尿病;最后则是皮肤和角膜。

研究eGenesis器官移植猪也将帮助研究人员,探索CRISPR大量编辑基因是否会导致哺乳动物出现长期问题。他说,猪是经历过CRISPR的最大型动物,他想看看当猪被允许“长到成熟的年龄”,也就是超过20岁时会发生什么情况。有人猜测,CRISPR可能会导致癌症,但这一猜测并没有得到充分的测试。

猪逆转录病毒是否会真正造成人类疾病仍然是有争议的。在他们的新研究中,杨教授的团队进行了实验,证实猪逆转录病毒可能感染人类细胞,就像HIV的另一种逆转录病毒一样。在实验室培养皿中,猪病毒感染人体细胞,而受感染细胞能够感染未直接暴露于猪细胞的其他人类细胞。

但其他研究人员说,用猪逆转录病毒感染人类的风险还并不清楚,过多编辑猪基因将增加异种移植的复杂性和成本。Tector表示,他自己的团队几年前就不再担心猪逆转病毒感染人体的问题,因为他们并不清楚美国食品和药物管理局(FDA)是否会要求在移植进行前消灭病毒。马里兰大学医学院的教授兼Xenoheart移植主任Muhammad Mansoor Mohiuddin说,eGenesis的实验室测试并没有证明这些病毒是导致患病的危险因素。他说,病毒感染细胞的能力还不足以引起关注。“我不了解这个[感染]的意义,除非有证据表明它可以导致某种疾病。”

不过,Tector说,如果FDA要求消灭病毒,那么eGenesis团队的方法将是有用的。他说:“如果需要让这些病毒消失,毫无疑问,这就是做到这一点的方法。

本文经授权发布,版权归原作者所有;内容为作者独立观点,不代表亿欧立场。如需转载请联系原作者。

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