這些豬，能解決人類器官移植危機？

這家農場位于德國慕尼暗盤中間和國際機場之間，從市中間標的目的海說神聊約 37 公里處。它的外不雅與傳統的大型農場無異，但透過窗戶往里看，房間里擺滿了尖端的嘗試儀器。

農場后面有一棟較新的建筑，在這兒，芭芭拉·凱斯勒（Barbara Kessler）脫下活動鞋，用殺菌劑洗腳、洗手。這位身段瘦高、健壯的獸醫脫去衣服，摘下手表、耳飾，然后跨進淋浴房中。她擦洗著本身的身體和寸頭，在頻仍的清洗中，寸頭更輕易干。

洗完澡后，她從消過毒的服裝里挑出適合本身的幾件，穿上黑色褲子、紅色襯衫和黑色拖鞋。走出更衣室，她又戴上一頂黑色針織帽，以防止短發傳布病菌。之后她大步走到大廳，到換鞋室不寒而栗地穿上及膝的橡膠靴，這雙靴子在每次穿完后城市被強力清洗。

所有這些預防辦法，都是為了庇護一種人們印象中不太清潔的動物——豬。凱斯勒一打開通往豬圈的門，臭氣劈面而來。

凱斯勒打開豬圈門，一只小母豬慢慢悠悠地走出來，起頭東探探西探探。在非專業人士看來，非論行為仍是長相，它都與通俗豬無異，只是體型更小一些。

關頭區別在豬的身體內部。這些豬的體內攜帶了四個遺傳潤色，可以令其器官在移植到人體內后更輕易被采取。若是一切都按打算進行，那么豬體內那顆砰砰跳動的心臟可能有一天會在人體內跳動。

圖｜這只黑黑點小豬出生時是一個“獨生子”，它的母親奶水不足，所以它靠人工喂養；小豬需要陪同，于是工作人員抱來另一窩的一只小豬，這些玩具能讓它們不感應無聊。（來歷：《麻省理工科技評論》）

多種來自基因編纂的豬體內的組織已經在人體中進行了測試。在中國，研究人員已將顛末基因編纂的豬體內的胰島細胞（發生胰島素）移植到糖尿病患者體內。韓國的一個研究小組稱，一旦獲得當局核準，他們已籌辦好將豬角膜移植到人類眼中。在麻省總病院（MGH），研究人員在 2019 年 10 月頒布發表，他們已將顛末基因編纂豬的皮膚姑且移植到嚴重燒傷患者的傷口上。他們說，這種皮膚補丁與人類皮膚結果相似，而人類皮膚很難獲得。

可是，對于關乎人命的器官（例如心臟和肝臟）移植，移植外科大夫仍必需依靠人體器官。人們胡想，有一天，顛末基因革新的豬會被手術刀切開，它們的心臟、腎臟、肺和肝臟會被敏捷送到移植中間，以拯救那些奄奄一息的病人。

圖 | 在德國慕尼黑郊區，路德維希·馬克西米利安斯大學的研究人員正在滋生轉基因豬，但愿最終將厥后代的器官用于人類移植。（來歷：《麻省理工科技評論》）

小寶物Fae之死

現在在美國，每年有 7300 人因沒有合適的器官捐募者，在苦苦期待中死去，此中三分之二是因為缺乏腎臟捐募。大都環境下，獨一的但愿是有人發生了悲劇——那些可以供給器官的人在不測中喪生。

最起頭，外科大夫將山公視為器官來歷，因為它們是與我們最相似的動物。1984 年，一個名叫 Fae 的小女孩接管了來自狒狒的心臟移植，但 20 天后她歸天了。

（來歷：Pixabay）

原因在于，這顆外來心臟蒙受到 Fae 的免疫系統的進犯，發生了嚴重的排斥反映。Fae 獲得了短暫的生命并快速滅亡，受到了全球存眷。很多人訓斥為了救人類的生命而殺死與我們最接近的動物。心臟病學家在《華盛頓郵報》上頒發的一篇評論文章將其描述為“醫學冒險本家兒義”。《醫學倫理學雜志》上的另一篇文章的題目為“ Fae 寶物：一項艱難的事業”。

到了 20 宿世紀 90 年月，科研人員和生物手藝公司轉而將豬器官作為首選的器官來歷。因為我們食用豬肉，是以對很多人來說，移植其器官在道德上似乎說得曩昔。從科學角度看，豬的器官巨細合適，剖解布局相似，且豬大約發展六個月就可以當作年，比靈長類動物快得多。

但問題在于，豬所攜帶的病毒可能會傳染給人們。別的，那時基因工程手藝尚不當作熟，移植山公器官的測試也沒有持續好久。

是以，涉及關乎人命的器官（例如心臟和肝臟）移植時，外科醫師仍然必需依靠人體器官。

二十多年后的今天，基因工程的前進讓異種移植又看到了但愿。該范疇最熱點的辯說在于，事實需要對豬進行幾多基因編纂才能降服異種移植排異。美國哈佛大學遺傳學家 George Church 傳授與他的學生楊璐菡結合創立了美國公司 eGenesis ，它經費充沛，且有進步前輩的科研團隊，該公司暗示，其與在中國的一家姊妹公司配合豢養了豬，并對豬的基因進行了“兩位數”的編纂。

eGenesis在中國的姊妹公司名為啟函生物，楊璐菡也是這家公司的結合創立人。啟函生物在 2019 年 12 月經由過程 bioRxiv 頒發一份論文預印本，此中提到，十幾頭顛末 CRISPR 基因編纂的小豬 3.0 當作功問宿世，它們是迄今為止基因編纂數目最多的動物。按照研究人員對細胞的各類測試，這些小豬的器官組織特征可以知足平安、當作功移植到人類體內的要求。盡管這篇論文沒有顛末同業評斷，但這一進展敏捷獲得了《科學》網站的介紹，它們被認為可能是今朝適合捐募器官的豬相關研究中 “全宿世界最好的候選者”。

比擬較而言，慕尼黑基地里的德國團隊研究路線極簡但有用。他們所研究的豬在十多年進步行過三個關頭的基因革新，都是為了防止狒狒和人類對豬器官發生排斥。敲除半乳糖基轉移酶基因，可以防止器官接管者的免疫系統當即排斥其他物種的器官；第二個基因革新是增添了一個表達人類 CD46 的基因，該卵白可以幫忙免疫系統進犯外來入侵者，但不會過度反映并引起自身免疫疾病；第三個革新是引入名為血栓調節卵白的卵白質基因，該基因可以防止血栓，以免血栓會粉碎移植的器官。

埃克哈德·沃爾夫（Eckhard Wolf）說，可以在較小數目內進行基因編纂，以便更好地節制，且更易于記實結果，他在慕尼黑郊區經營著這家前國有農場，此刻更名為立異醫學模式中間（the Center for Innovative Medical Models）。如斯一來，若是呈現問題——異種移植中經常發生——那么就輕易找出問題地點。基因編纂數目越多，那么潛在問題就越多。他說：“在某些時辰，您不知道額外的基因潤色會發生什么樣的后果。”

心臟的巨細

2018 年，慕尼黑中間豬的心臟被移植到 14 只狒狒體內。此中兩只狒狒存活了六個月，是到那時為止接管異種心臟移植后存活最久的動物。同年 12 月《天然》雜志的一篇報道中，德國研究人員將他們的當作就描述為“臨床心臟異種移植道路上的里程碑”。

圖 | 獸醫芭芭拉·凱斯勒展示該農場最小的仔豬。（來歷：《麻省理工科技評論》）

在最先接管豬心臟移植的五只狒狒中，有四只在一兩天內滅亡，而一個月后，當第五只滅亡時，它的心臟已經處于病態了。

在對下一批狒狒進行嘗試時，沃爾夫的合作者，也是一位退休的心臟移植外科大夫布魯諾·賴查特（Bruno Reichart）在將心臟從豬體內掏出時，便把營養物質、激素和紅細胞灌注此中，直到它在受體動物中完全闡揚功能為止。用這種方式處置過的三只狒狒別離存活了 18 天、27 天和 40 天。

最后五只狒狒的移植程序與前面不異，但仍利用免疫按捺藥物。此中兩只別離存活了 182 天和 195 天，但最后它們不得不在健康狀況杰出的環境下接管安泰死，因為繼續進行抗排斥治療是很有挑戰性的。其一，無法在狒狒體內留置靜脈輸液管跨越六個月；其二誘哄狒狒吃藥也不是一件輕易事。它們就像小孩子，拒絕喝任何聞起來像藥物的工具。

賴查特暗示，他正在研究一種更好的傳輸系統，使狒狒可以或許在至少在一年內利用抗排斥藥物。他說，要證實異種移植已經籌辦好在人類身長進行，那么這個時候是必需的。

圖 | 洗完澡，洗完頭發，穿上無菌衣服后，凱斯勒巡視豬圈里供科研用的豬。（來歷：《麻省理工科技評論》）

可是，在進行狒狒研究的過程中，沃爾夫和賴查特注重到了一個不曾預料的問題：從幼豬體內獲取的心臟要確保足夠小，以令狒狒身體可以將其容納，可是移植后的心臟還會不竭當作長，仿佛它們注定要長當作豬體內的心臟巨細。如他們的論文所述，移植的心臟比正常的狒狒心臟（“移植心臟過度發展”）重 62％。在狒狒體內，新的心臟擠壓其他主要器官，并在少數環境下導致了狒狒的滅亡。

在養豬場，凱斯勒展示了沃爾夫解決此問題的方式：用 CRISPR 基因編纂手藝建立兩只孿生母豬。研究人員已經封閉了動物的發展激素受體（GHR）基因，使它們的重量只有通俗豬的一半擺布。兩只豬的體重都約 79 公斤，而通俗母豬在 180 公斤擺布。懷孕的姐姐獨自面標的目的大廳站在豬圈圍欄的邊上，流露出庇護小豬窩的姿態。固然它是由一頭大型公豬育種的，但它大約有一半的兒女會貧乏 GHR 基因。

建立基因編纂的豬，并讓其達到美國食物藥品監視管局和全球其他監管機構（監管豬器官移植到人體內）所要求的尺度，當作本昂貴。凱斯勒和她的同事們經由過程將所需的遺傳物質放入豬的卵子中來克隆豬胚胎，這些卵子是從本地屠宰場收集的。

為了盡量削減細菌滋生，每一個新的豬系都必需先在嘗試室的培育皿中受孕，足月后采納剖腹產，并在出生時與母親分手。凱斯勒說，這些兒女豬不需要那么多的防菌辦法，而當作本比養那些用于食用豬肉和培根的豬貴 10 倍。

拯救生命的價格

近似慕尼黑的這家養豬場，活著界規模內也只有少數幾家。其運行當作本很是高。

在這家養豬場中，糊口著大約 120 只顛末基因編纂的當作年豬和 150 只小豬，但即使這樣，也無法承擔其達到合適將器官移植到人體內的尺度所需的當作本。沃爾夫獲得的當局撥條目不籠蓋 HEPA 過濾器（用于潔凈豬圈的空氣）的費用，也不籠蓋用于輻照被卡車運進來的特別素食飼料顆粒的破費。多年來，研究人員一向在游說當局撥條目，用于建造圍墻，將外界的豬及其細菌阻隔在外。