这些猪，能解决人类器官移植危机？

这家农场位于德国慕尼暗盘中间和国际机场之间，从市中间标的目的海说神聊约 37 公里处。它的外不雅与传统的大型农场无异，但透过窗户往里看，房间里摆满了尖端的尝试仪器。

农场后面有一栋较新的建筑，在这儿，芭芭拉·凯斯勒（Barbara Kessler）脱下活动鞋，用杀菌剂洗脚、洗手。这位身段瘦高、健壮的兽医脱去衣服，摘下手表、耳饰，然后跨进淋浴房中。她擦洗着本身的身体和寸头，在频仍的清洗中，寸头更轻易干。

洗完澡后，她从消过毒的服装里挑出适合本身的几件，穿上黑色裤子、红色衬衫和黑色拖鞋。走出更衣室，她又戴上一顶黑色针织帽，以防止短发传布病菌。之后她大步走到大厅，到换鞋室不寒而栗地穿上及膝的橡胶靴，这双靴子在每次穿完后城市被强力清洗。

所有这些预防办法，都是为了庇护一种人们印象中不太清洁的动物——猪。凯斯勒一打开通往猪圈的门，臭气劈面而来。

凯斯勒打开猪圈门，一只小母猪慢慢悠悠地走出来，起头东探探西探探。在非专业人士看来，非论行为仍是长相，它都与通俗猪无异，只是体型更小一些。

关头区别在猪的身体内部。这些猪的体内携带了四个遗传润色，可以令其器官在移植到人体内后更轻易被采取。若是一切都按打算进行，那么猪体内那颗砰砰跳动的心脏可能有一天会在人体内跳动。

图｜这只黑黑点小猪出生时是一个“独生子”，它的母亲奶水不足，所以它靠人工喂养；小猪需要陪同，于是工作人员抱来另一窝的一只小猪，这些玩具能让它们不感应无聊。（来历：《麻省理工科技评论》）

多种来自基因编纂的猪体内的组织已经在人体中进行了测试。在中国，研究人员已将颠末基因编纂的猪体内的胰岛细胞（发生胰岛素）移植到糖尿病患者体内。韩国的一个研究小组称，一旦获得当局核准，他们已筹办好将猪角膜移植到人类眼中。在麻省总病院（MGH），研究人员在 2019 年 10 月颁布发表，他们已将颠末基因编纂猪的皮肤姑且移植到严重烧伤患者的伤口上。他们说，这种皮肤补丁与人类皮肤结果相似，而人类皮肤很难获得。

可是，对于关乎人命的器官（例如心脏和肝脏）移植，移植外科大夫仍必需依靠人体器官。人们胡想，有一天，颠末基因革新的猪会被手术刀切开，它们的心脏、肾脏、肺和肝脏会被敏捷送到移植中间，以拯救那些奄奄一息的病人。

图 | 在德国慕尼黑郊区，路德维希·马克西米利安斯大学的研究人员正在滋生转基因猪，但愿最终将厥后代的器官用于人类移植。（来历：《麻省理工科技评论》）

小宝物Fae之死

现在在美国，每年有 7300 人因没有合适的器官捐募者，在苦苦期待中死去，此中三分之二是因为缺乏肾脏捐募。大都环境下，独一的但愿是有人发生了悲剧——那些可以供给器官的人在不测中丧生。

最起头，外科大夫将山公视为器官来历，因为它们是与我们最相似的动物。1984 年，一个名叫 Fae 的小女孩接管了来自狒狒的心脏移植，但 20 天后她归天了。

（来历：Pixabay）

原因在于，这颗外来心脏蒙受到 Fae 的免疫系统的进犯，发生了严重的排斥反映。Fae 获得了短暂的生命并快速灭亡，受到了全球存眷。很多人训斥为了救人类的生命而杀死与我们最接近的动物。心脏病学家在《华盛顿邮报》上颁发的一篇评论文章将其描述为“医学冒险本家儿义”。《医学伦理学杂志》上的另一篇文章的题目为“ Fae 宝物：一项艰难的事业”。

到了 20 宿世纪 90 年月，科研人员和生物手艺公司转而将猪器官作为首选的器官来历。因为我们食用猪肉，是以对很多人来说，移植其器官在道德上似乎说得曩昔。从科学角度看，猪的器官巨细合适，剖解布局相似，且猪大约发展六个月就可以当作年，比灵长类动物快得多。

但问题在于，猪所携带的病毒可能会传染给人们。别的，那时基因工程手艺尚不当作熟，移植山公器官的测试也没有持续好久。

是以，涉及关乎人命的器官（例如心脏和肝脏）移植时，外科医师仍然必需依靠人体器官。

二十多年后的今天，基因工程的前进让异种移植又看到了但愿。该范畴最热点的辩说在于，事实需要对猪进行几多基因编纂才能降服异种移植排异。美国哈佛大学遗传学家 George Church 传授与他的学生杨璐菡结合创立了美国公司 eGenesis ，它经费充沛，且有进步前辈的科研团队，该公司暗示，其与在中国的一家姊妹公司配合豢养了猪，并对猪的基因进行了“两位数”的编纂。

eGenesis在中国的姊妹公司名为启函生物，杨璐菡也是这家公司的结合创立人。启函生物在 2019 年 12 月经由过程 bioRxiv 颁发一份论文预印本，此中提到，十几头颠末 CRISPR 基因编纂的小猪 3.0 当作功问宿世，它们是迄今为止基因编纂数目最多的动物。按照研究人员对细胞的各类测试，这些小猪的器官组织特征可以知足平安、当作功移植到人类体内的要求。尽管这篇论文没有颠末同业评断，但这一进展敏捷获得了《科学》网站的介绍，它们被认为可能是今朝适合捐募器官的猪相关研究中 “全宿世界最好的候选者”。

比拟较而言，慕尼黑基地里的德国团队研究路线极简但有用。他们所研究的猪在十多年进步行过三个关头的基因革新，都是为了防止狒狒和人类对猪器官发生排斥。敲除半乳糖基转移酶基因，可以防止器官接管者的免疫系统当即排斥其他物种的器官；第二个基因革新是增添了一个表达人类 CD46 的基因，该卵白可以帮忙免疫系统进犯外来入侵者，但不会过度反映并引起自身免疫疾病；第三个革新是引入名为血栓调节卵白的卵白质基因，该基因可以防止血栓，以免血栓会粉碎移植的器官。

埃克哈德·沃尔夫（Eckhard Wolf）说，可以在较小数目内进行基因编纂，以便更好地节制，且更易于记实结果，他在慕尼黑郊区经营着这家前国有农场，此刻更名为立异医学模式中间（the Center for Innovative Medical Models）。如斯一来，若是呈现问题——异种移植中经常发生——那么就轻易找出问题地点。基因编纂数目越多，那么潜在问题就越多。他说：“在某些时辰，您不知道额外的基因润色会发生什么样的后果。”

心脏的巨细

2018 年，慕尼黑中间猪的心脏被移植到 14 只狒狒体内。此中两只狒狒存活了六个月，是到那时为止接管异种心脏移植后存活最久的动物。同年 12 月《天然》杂志的一篇报道中，德国研究人员将他们的当作就描述为“临床心脏异种移植道路上的里程碑”。

图 | 兽医芭芭拉·凯斯勒展示该农场最小的仔猪。（来历：《麻省理工科技评论》）

在最先接管猪心脏移植的五只狒狒中，有四只在一两天内灭亡，而一个月后，当第五只灭亡时，它的心脏已经处于病态了。

在对下一批狒狒进行尝试时，沃尔夫的合作者，也是一位退休的心脏移植外科大夫布鲁诺·赖查特（Bruno Reichart）在将心脏从猪体内掏出时，便把营养物质、激素和红细胞灌注此中，直到它在受体动物中完全阐扬功能为止。用这种方式处置过的三只狒狒别离存活了 18 天、27 天和 40 天。

最后五只狒狒的移植程序与前面不异，但仍利用免疫按捺药物。此中两只别离存活了 182 天和 195 天，但最后它们不得不在健康状况杰出的环境下接管安泰死，因为继续进行抗排斥治疗是很有挑战性的。其一，无法在狒狒体内留置静脉输液管跨越六个月；其二诱哄狒狒吃药也不是一件轻易事。它们就像小孩子，拒绝喝任何闻起来像药物的工具。

赖查特暗示，他正在研究一种更好的传输系统，使狒狒可以或许在至少在一年内利用抗排斥药物。他说，要证实异种移植已经筹办好在人类身长进行，那么这个时候是必需的。

图 | 洗完澡，洗完头发，穿上无菌衣服后，凯斯勒巡视猪圈里供科研用的猪。（来历：《麻省理工科技评论》）

可是，在进行狒狒研究的过程中，沃尔夫和赖查特注重到了一个不曾预料的问题：从幼猪体内获取的心脏要确保足够小，以令狒狒身体可以将其容纳，可是移植后的心脏还会不竭当作长，仿佛它们注定要长当作猪体内的心脏巨细。如他们的论文所述，移植的心脏比正常的狒狒心脏（“移植心脏过度发展”）重 62％。在狒狒体内，新的心脏挤压其他主要器官，并在少数环境下导致了狒狒的灭亡。

在养猪场，凯斯勒展示了沃尔夫解决此问题的方式：用 CRISPR 基因编纂手艺建立两只孪生母猪。研究人员已经封闭了动物的发展激素受体（GHR）基因，使它们的重量只有通俗猪的一半摆布。两只猪的体重都约 79 公斤，而通俗母猪在 180 公斤摆布。怀孕的姐姐独自面标的目的大厅站在猪圈围栏的边上，流露出庇护小猪窝的姿态。固然它是由一头大型公猪育种的，但它大约有一半的儿女会贫乏 GHR 基因。

建立基因编纂的猪，并让其达到美国食物药品监视管局和全球其他监管机构（监管猪器官移植到人体内）所要求的尺度，当作本昂贵。凯斯勒和她的同事们经由过程将所需的遗传物质放入猪的卵子中来克隆猪胚胎，这些卵子是从本地屠宰场收集的。

为了尽量削减细菌滋生，每一个新的猪系都必需先在尝试室的培育皿中受孕，足月后采纳剖腹产，并在出生时与母亲分手。凯斯勒说，这些儿女猪不需要那么多的防菌办法，而当作本比养那些用于食用猪肉和培根的猪贵 10 倍。

拯救生命的价格

近似慕尼黑的这家养猪场，活着界规模内也只有少数几家。其运行当作本很是高。

在这家养猪场中，糊口着大约 120 只颠末基因编纂的当作年猪和 150 只小猪，但即使这样，也无法承担其达到合适将器官移植到人体内的尺度所需的当作本。沃尔夫获得的当局拨条目不笼盖 HEPA 过滤器（用于洁净猪圈的空气）的费用，也不笼盖用于辐照被卡车运进来的特别素食饲料颗粒的破费。多年来，研究人员一向在游说当局拨条目，用于建造围墙，将外界的猪及其细菌阻隔在外。