在医学界，异种器官移植一直面临着众多未解决的科学难题。
3月21日，美国哈佛大学附属麻省总医院实现了新的突破性进展，医疗团队宣布成功实施了世界首例将基因编辑猪肾植入人体的手术。
该手术取得了显著成效，术后新肾迅速展现出生理功能，即刻开始产生尿液。预计患者将很快康复出院。这一创新手术为解决器官衰竭患者的移植需求提供了新的途径，被视作在该领域迈出的重要步伐。
全球约有120万患者迫切需要肾脏移植，但每年仅有不足三分之一的患者能够获得相匹配的人类供体器官，其他患者不得不依赖透析等方式维持生命。此次手术的成功，预示着数百万肾衰竭患者有望迎来治疗的新希望。
附图：历史上首次进行的转基因猪肾移植手术
挑战重重的病例
在 2018 年，经过长时间的等待和透析治疗后，62 岁的美国马萨诸塞州居民 Richard Slayman 成功接受了一次标准的人体肾脏移植手术。然而，到了 2023 年，由于新移植的人体肾脏衰竭，Slayman 不得不重新进行透析治疗。同时，他也面临着高血压、糖尿病等并发症的挑战，这些疾病在透析过程中导致他频繁出现血栓问题，每两周就需要去医院接受解凝和手术修复。在这种情况下，麻省总医院的医疗团队提出了一种创新的治疗方案：猪肾移植。虽然这个方案带来了一些疑虑和担忧，但是被疾病困扰已久的 Slayman 还是决定尝试这一新的可能，以期望能够回归正常生活。
经过美国食品药品监督管理局（FDA）“同情使用条款”的批准，一项手术方案得以实施，该条款旨在为那些面临生命威胁的患者提供尚未获得正式批准，但可能带来治疗效果的方法。在麻省总医院，一支专业的医疗团队正在进行一项关键的手术操作：将一颗经过多次基因编辑的猪肾逐步植入病人Slayman的循环系统内，这一过程由于患者自身存在的疾病而显得尤为复杂，因为其血管条件并不理想。
附图：医护团队取出猪肾，准备开展移植手术
在手术过程中，主刀医生Tatsuo Kawai 博士领导的团队成员们成功完成了肾脏与患者血管的精确吻合。随着血液的流通，移植的猪肾开始呈现健康的粉红色，并履行其功能，产生尿液。这一成功的瞬间，手术室内的15名移植专家目睹了这一令人赞叹的景象，并在周四的新闻发布会上由Kawai博士宣布了这一喜讯，他们以热烈的掌声庆祝了这一成就，这不仅标志着手术的胜利完成，也展示了医学领域在治疗重大疾病上取得的重大进展。
一家制药企业为Slayman定制了抗排斥药物，该药物旨在预防由猪器官移植所可能引发的免疫排斥。手术后，患者Slayman的恢复情况引人注目，他能够在数日内恢复行走能力。目前，患者的免疫系统未显示任何排斥迹象，且血压以及其他关键生命指标保持稳定。医疗团队在新闻发布会上乐观地预测，这例基因编辑的猪肾脏能维持数年的功能。
麻省总医院肾移植医学科主任Leonardo Riella博士表达了对未来的期望，希望通过异种移植淘汰目前的肾透析技术。他将肾透析比作呼吸衰竭病人的呼吸机，虽然可暂时维持生命，但是为了患者的长期健康和生活质量，应当追求更为持久的替代方案，包括人体器官或异种器官移植。
基因编辑的猪器官成为人类希望
在全球异种大器官移植研究领域，目前取得显著进展的是猪心和猪肾的移植技术。区别于肾脏移植，肾透析虽可能带来生活上的不便，然而它作为一种成熟的临床治疗手段，能够有效地延长肾功能衰竭患者的生命期限。对于患者Slayman而言，作出接受猪肾移植的决定需要极大的勇气，鉴于他之前已经经历了一次同种肾脏移植手术，消耗了一侧的血管通路。在本次的异种器官移植中使用的是其另一侧通路，若手术未能成功，未来进行人源性肾脏移植的可能性将大幅降低，这一勇敢的决定值得被载入史册。
科学研究者并非首次尝试将猪肾植入人体，之前的尝试是在脑死亡的患者身上实施的。在过去数年中，美国纽约大学的科研团队已连续完成了三例脑死亡患者的猪肾移植案例。其中一个案例在长达61天的监测周期内，显示肌酐水平持续处于最佳状态，证实了猪肾在人体内具备良好的肌酐清除能力和药物代谢能力，从而验证了猪肾向人体移植的可行性。
在进行异种器官移植的研究中，上海市器官移植重点实验室主任朱同玉教授指出了脑死亡人体与活体在接受异种器官时的差异性。具体来讲，大脑作为活跃的神经中枢，在活体内会分泌多种神经递质和激素，这些物质对免疫系统具有调节作用，可能在异种器官移植中导致不同的免疫响应。Slayman手术案例为科学家们提供了宝贵的实际数据，使他们能够更好地理解活体对异种器官的反应过程，并据此优化未来的移植方案。
朱同玉强调，尽管Slayman手术取得了初步进展，但其长期健康状况的预测仍存在不确定性。为了确保移植效果，需要综合评估多项免疫学和微生物病毒学指标，以及密切监测移植猪肾的功能表现，以验证其是否能满足人体的生理要求。
朱同玉提到，判断异种器官移植是否成功的关键时期是术后半年。这一时期不仅标志着患者已度过排异反应的高发期，也是观察慢性排异反应及其他并发症的重要时刻。同样重要的是，这段时间内可以监测到是否存在动物源病毒或基因序列在人体内被激活，从而引发疾病。“动物病毒”主要包括猪内源性逆转录病毒（PERV）、猪巨细胞病毒，以及可能存在的其他未知病毒，这些都需要在未来的研究中得到充分的关注和控制。
根据成都中科奥格生物公司创始人潘登科教授的透露，在最新的异种器官移植研究中，采用的基因编辑猪共经历了69处基因修改。在这些修改中，10处遵循了一个标准化流程，包括移除可能诱发人体排斥反应的基因，并引入了人类补体抑制基因和抗凝血基因等，以增强猪器官与人体的生物相容性。此外，其他多数基因改动旨在根除猪体内潜在的内源性逆转录病毒。
潘教授进一步指出，缺乏PERV-C亚型内源性逆转录病毒的猪品种被国际社会广泛认为是相对安全的。基于此，他的团队从巴马小型猪中筛选出无PERV-C个体，并通过严格的无菌繁殖及监控流程，培育出了用于医疗目的的基因工程猪。目前，该团队已在国内成功进行数十次异种器官移植动物实验。今年3月14日，西京医院的窦科峰院士团队携手成都中科奥格生物，实现了全球首例对脑死亡患者进行的猪肝移植手术。
在最近一次猪肾移植事件中，朱同玉教授提出该手术并未在严格意义上实现“突破”，而应被视为异种器官移植领域进一步的进展和发展。他强调，一个真正的“突破”需要从理论上解决关键性科学难题。目前，尽管取得了显著进展，但关于异种器官移植的多个核心问题尚未获得彻底解答。
与此同时，麻省总医院的医疗团队在最近的新闻发布会上也表示，尽管最新技术进展具有重要意义，但要全面掌握猪肾移植的成效，仍需进行更多研究工作。此外，团队建议未来研究应扩大到不同医院，并采取大规模的研究方式来深化对移植效果的了解。
此次将猪肾植入人体，并非首次实施此类手术。它代表了人类历史上第三次尝试将猪器官移植入活人体内。先前，美国马里兰大学依据“同情使用条款”，分别于2022年1月7日和2023年9月20日成功为两名晚期心衰患者施行了猪心脏移植手术，术后患者分别存活了2个月及6周时间，标志着该领域不断前进的脚步。
附图：2022年，马里兰大学完成首例转基因猪心异种移植
异种器官移植尚未获批临床试验
当前，全球尚未有经过正式审批的异种大器官移植临床试验项目。按照美国监管机构的规定，要取得临床试验的正式批准，必须在连续六次动物实验中，确保至少四次实验中的存活期达到半年或以上。潘登科透露，根据最新公开资料，有两个美国科研团队已达到了相关标准，他们可能会在今年提交申请，预计在下一年度结束前得到正式的临床试验批准。
朱同玉教授指出，尽管已经完成了三例活体移植手术，但为了实现异种移植技术的临床应用，仍然需要持续推进大量的研究工作。
关于跨物种病毒传播问题，全球首例猪心移植病患的尸检结果中发现了猪巨细胞病毒的迹象。研究团体推测，这种病毒可能在早期处于潜伏状态并逃避了监测，当病人减少抗病毒治疗方案之后，此病毒有可能被重新激活，引发了炎症反应和细胞受损。然而，目前没有确凿的证据显示该病毒感染了患者，或者扩散到心脏以外的其他器官。
2022年1月，马里兰大学医学中心公布了成功完成全球首例人类接受转基因猪心脏移植手术的消息。这一历史性的手术标志着异种器官移植研究领域的重大进展。
朱同玉教授指出，在猪器官移植领域的前期工作中，包括对猪只的精心培育以及手术前的病毒筛查，现代科技已发展出高度成熟的技术手段。然而，鉴于猪体内可能潜藏多种病毒，其中不乏未被发现的病毒种类，因此，这些病毒在人体内部环境中是否被重新激活仍是一个未解之谜。
另一方面，供体猪需经过精细的基因编辑过程，但鉴于猪与人类基因组的显著差异，排斥反应的可能性不可忽视。此外，过度的基因编辑可能会影响猪的生存能力。关于必须进行多少基因编辑，以及应当编辑哪些基因，仍需通过深入的临床研究来进一步明确。
尽管存在诸多不确定性和挑战，异种大器官移植的研究进展正在加快。该领域为解决全球移植器官短缺问题提供了一种具有巨大潜力的方案。未来，经过精确基因编辑的猪器官有望成为一种可供广泛利用的医疗商品，为众多迫切需要器官移植的患者带来生命的希望。
在《新英格兰医学杂志》于2022年6月发表的对首例猪心移植病例的报告评论中，研究被指出为利用先进的基因生物工程技术与细胞发育生物学手段，迅速且深入地应对医学挑战的典范。该案例揭示了一个事实：尽管此类异种移植是否能够预示未来趋势尚待观察，但无疑它展示了科学创新对于解决复杂医疗问题的潜力。
与此同时，随着新型免疫抑制剂的研发和异种移植免疫基础研究的深化，针对此类移植的免疫治疗策略亦日益完善。如潘登科所指出，异种器官移植临床转化研究是一项庞大的系统性工程，其复杂度可媲美“登月计划”。这一过程需要整合多学科专家的知识与技术，包括器官移植、基因工程、畜牧学、免疫学及伦理学等领域，以实现医学上的突破。已有的移植案例提供了重要的参考和经验。
朱同玉教授进一步强调，在实际进入临床试验阶段之前，尽管无法确保一切准备万全，但通过现实世界的研究来寻求解答是必经之路。根据近年来在医学科研领域的相关进展来看，人类已经具备了在通过严格的伦理审批等程序后进行探索的条件与能力。