《Science》今刊发重大突破！80后中国女科学家解决猪器官移植人体的关键难题

2017-08-11 15:38 来源:麻省理工科技评论 动物 /基因 /微生物

原标题：《Science》今刊发重大突破！80后中国女科学家解决猪器官移植人体的关键难题

器官移植供体短缺是全世界共同面临的问题：中国是全球器官捐献率最低的国家之一，而在美国，每天都有约 22 人在等待合适的器官中死去。有一种方法被认为能有效解决这一问题，那就是异种器官移植（xenotransplantation）：将动物器官移植到人体内。

其中一个被看好的器官来源就是猪。虽然“全身都是宝”，但猪的基因组中却有一个备受关注的潜在威胁——猪内源性逆转录病毒（porcine endogenous retroviruses, PERV），人类细胞具有被这种病毒感染的风险。

图丨首批出生时DNA中不含PERV的小猪

不过，最新的好消息是，猪器官的人类移植变得更加安全了，因为科学家们已经从根本上成功“团灭”PERV！

哈佛大学遗传学著名学者 George Church 和杨璐菡（Luhan Yang）创建的 eGenesis 公司带来了这个令人欣喜的成果：运用CRISPR基因编辑技术，他们成功地使猪基因组中25个病毒基因拷贝全部失活，并培育出几十头非常健康的猪，它们体内不具有任何PERV活性。该研究成果发表在10号的《Science》杂志上。

图丨杨璐菡

数十年来，异种器官移植一直被视作缓解人类器官供应短缺的可能途径，外科医生也一直在尝试将动物的器官移植到人体。

但几乎所有的尝试都以失败告终，女婴菲伊（Baby Fae）就是其中非常著名的一例。1984年，女婴菲伊接受了狒狒的心脏移植，20天后死亡。

尽管亲缘关系接近，由于灵长类动物每胎产仔少，成熟周期长，不能满足大量的科研及移植需求。而猪繁殖快，易于饲养，极大地降低了科研成本，更重要的是，无论从解剖学还是生理学指标上，猪的器官都与人类极为接近。因此，选择猪作为异种器官移植供体成为国际共识。

但问题也随之而来，与狒狒相比，人类与猪的亲缘关系（生物学差异更大）明显更远，因而猪的器官也更容易被人体排斥，产生强烈的免疫排斥反应。不仅如此，PERV也是一个无法忽略的问题——这种病毒的序列存在于猪的DNA中，因而极有可能通过器官移植感染人类细胞。

其实，已经有科学家将猪胰腺细胞植入糖尿病患者体内了，而且并未发现PERV感染的迹象。但这些细胞首先是数量极少，其次是使用了相应的保护措施。这种情况与移植整个器官完全是两个概念。

除此之外，为了让人体不对猪器官产生排异，可能还需要使用抑制类药物，来阻止免疫系统攻击外来器官，可一旦人体免疫系统被抑制，PERV病毒将更容易对人类造成伤害。

幸运的是，科学家们迎来了“基因魔剪”CRISPR。带来本次突破的George Church和杨璐菡也是最早投身于基因编辑技术的开发人员，他们曾有一个想法：高效的CRISPR能否用于“引导”RNA和DNA切割酶针对猪细胞的全基因组进行精确编辑。

在2015年，他们共同创立了专注于器官移植的eGenesis公司，杨璐菡担任该公司的首席科学家。而早在攻读博士学位的过程中，杨璐菡就意识到器官移植对全人类的重要性。这位毕业于北京大学，并于哈佛大学获得了博士学位的80后姑娘曾表示：“我们希望这家公司（eGenesis）能创造出患者不需等待就可进行器官移植的新世界。”