The Lancet:临床异种移植是下一个医学革命吗

上一篇 / 下一篇  2011-11-18 20:10:06

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作者:健康报 来源:健康报 2011-11-14 13:02:06

美国匹兹堡大学的研究者近期在《柳叶刀》杂志以“临床异种移植:下一个医学革命吗?”为题发表综述文章,文中涉及很多研究者们关注的话题。异种移植在过去的十年里进展迅速,基因工程改造技术在很大程度上解决了免疫排斥难题。下一步要走向何方?

猪的心瓣膜等组织用于人体治疗已经数十年了,但这些移植物大多为处理后的结构组织支架,原有的猪细胞已被去除。虽然这代表一种形式的异种移植,但本文所谈到的研究,主要目标是提供有活力的猪器官和细胞,在临床移植到人体后,它们能继续保持生理功能。

异种间排斥反应能否避免?

从已故的人体供体获取的胰岛和神经元细胞一直短缺,异种移植是解决这个问题的重要方向之一。许多疾病可以通过异种移植治疗:胰岛移植治疗糖尿病,神经元细胞治疗神经变性疾病(例如帕金森病),肝细胞治疗肝衰竭,角膜细胞和神经视网膜细胞治疗各种失明,红细胞用于输血(主要用于艾滋病高发国家)。采用成功的储存运输方法,基因工程猪角膜、胰岛、细胞(包括红细胞)能够从发达国家输送到发展中国家。

近10年取得的长足进步中,最大的突破是经过基因修饰提高了猪组织移植后的免疫保护,降低了免疫排斥。基因操作已经在几代动物中证实稳定。目前看来,异种移植到灵长类动物的猪器官和细胞最长存活期依次是:微囊包裹的胰岛、神经元、胰岛、角膜、肝细胞、异位心脏、肾脏、原位心脏、肝脏、肺。

除了排斥反应风险何在?

猪虽然能够作为替代性供体来源,但需要克服相关免疫挑战及其他与异种移植有关的障碍。受体为非人灵长类的基因改造的猪器官移植目前已基本上不受超急性、急性抗体性介导排斥或细胞排斥的限制,但其他问题却因此而突出,如移植体内会发生血栓性微血管病或受体内发生系统性消耗性凝血病。

为解决这些难题,含表达一个或多个人类血栓调节蛋白基因或抗炎基因的猪供体正得到开发。猪细胞(如胰岛细胞、神经元细胞、肝细胞或角膜)的临床前移植结果较之器官移植结果更令人鼓舞:所有案例的存活时间都超过一年,而且感染性微生物向受体转移的风险也小。

长期存活的移植物功能怎样?

在猪器官用于人体前,猪胰岛、神经元细胞、角膜异种移植的临床试验即将开始。新西兰已经开始了一项政府管理的猪胰岛临床移植试验。

目前的研究表明,免疫排斥、凝血、促炎症反应可以克服,也可以确保移植物长期存活,但猪器官在人体内是否具备满意的生理功能还不完全清楚。一些猪器官移植到灵长类的长期实验尚未获得一致结果。然而,原位移植猪心脏可以具有生命支持功能接近两个月,提示猪心脏也许能够支持个体匹配的病人。

猪肝异种移植伴发的血小板减少症是否可以避免,虽然现有研究观察期只有1周,但结果基本都是积极的。肺异种移植的证据罕见,还没有确切结论,所幸气体交换满意。然而,连续严重蛋白尿和磷酸盐代谢变化很可能会限制猪肾移植的临床应用。猪胰岛移植已有数十年研究。

只靠异种移植的猪胰岛支持,糖尿病猴子能够存活超过1年。但1型糖尿病病人的自身免疫功能是否会影响猪胰岛的长期功能尚不清楚。另有报告,猪神经元细胞可以产生足够的多巴胺,改善帕金森病猴子的运动功能。

猪器官内的病毒会传染给人吗?

目前普遍认为,没有病原微生物可以从猪器官和细胞内传染,且通过严格控制器官来源动物种群,能够确保器官和细胞没有传染性因子。但避免转染猪内源性逆转录病毒一般不可能,因为它们的编码序列和病毒早已存在于所有猪细胞核中。幸运的是这些病毒不对人体构成潜在危险。还有一些技术,如siRNA技术可以用来防止猪内源性逆转录病毒活化,Zinc-finger核酸酶技术能提供从染色体组中去除病毒的方法。

各国管理部门都建议,用于临床试验的猪需要在严格无传染隔离环境下饲养。但当预期的胰岛临床移植顺利开始时,管理部门也许会允许降低它们使用的条件,即只要生物制品检测无微生物污染,这样将极大减少临床胰岛异种移植的花费。不过前提是,我们要首先证实,即使猪没有被隔离饲养,也是安全的。

随着新的基因修饰猪的获得,将进一步提高细胞和角膜异种移植的效果,相信一些临床试验将在2~3年获得结果。与器官异种移植相比,猪组织和细胞临床异种移植将很快成为现实。


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