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科学的事情永远属于小众,科学新闻的关注度远远小于时事新闻或者娱乐新闻。最近科学界发生了一件大事,尽管与人类的未来息息相关,但已经被淹没在最近众多的热点新闻中,似乎并没有引起很大的关注。
据美国马里兰大学医学中心宣布,全球首名接受猪心脏移植手术的患者 David Bennett 于3月10日死亡。里程碑式的事件,尽管这颗猪心在患者体内仅仅跳动了两个月,但毕竟开启了人类异种器官移植的新篇章。
跟身边人聊天,顺便“采访”一下,“如果有一天你的”心“坏了,你愿意换上一颗”猪心“延续生命吗?等待回答的时间稍微有点长,最后得到的答案是否定的。科学从不单纯,异种器官移植也是如此,不仅涉及科学问题,还涉及伦理、价值观等诸多问题,但科学实践的步伐总是不可阻挡,也许源于人类探索未知的天性吧。当然,还有追求长寿和永生的梦想。
整整20年前,在一部我以科普作家身份参与主创的免疫方面的科普书中,专门有一章讨论了给人体换“零件”的问题,“给人心换猪心,行不行”,是其中的一小节,当时就感觉这个事情还挺遥远的,毕竟从免疫学方面看,解决排异问题就很难很难。当时的资料显示,相关的基础研究的确已经取得了一些可喜的成果。比如,2002年新年刚过,曾参与克隆出小羊多利的英国PPL医疗公司向世人宣布:他们培育出了5只新型转基因克隆猪,它们体内有一个基因被关闭了。而这个基因与人体的免疫识别和排斥有着密切的关系。这也标志着人类在异种器官移植方面取得重要进展。
当时很多人想,用猪心代替人心,有点开玩笑,人类之间的器官移植,异体排斥问题还长期存在呢,何况猪心,再说谁要是换个猪心,会让周围的人怎么想?会不会影响换心人的正常生活?
人们的担心肯定不是没有道理,尽管换猪心这样的异体器官移植实践面临着许多问题,但科学家并没有放弃研究,因为人类太想延长生命了,而身体“零件”又不可避免地有所损坏,到了不能修复的地步,换“零件”无疑是条路子。技术不断进步,但器官移植供体的缺口大一直是个问题,在其他物种上寻找替代品,毕竟为解决人体器官移植供体不足的难题开辟了一条大有希望的新径。
在器官移植史上,也有许多关于异种移植的记载。最早尝试的是异种皮肤移植,如把青蛙的皮肤移植给皮肤溃疡的患者。1910年,一个叫安格尔(Unger)的医生曾经把一个黑猩猩的肾移植给肾功能衰竭的病人。这些异种器官移植的早期实践都以失败告终,而且移植的器官排斥之快,以致它们几个小时就被排斥掉了。到了1984年,一颗狒狒的心脏移植到了一名叫Fae的女婴身上,医生希望利用婴儿的免疫系统发育尚不完善,也许对来自异种的器官有更好的耐受性的推断,延长婴儿的生命,遗憾这名婴儿也只存活了21天。
看来异种之间的器官移植要比同种异体之间的器官移植困难得多。免疫学家把这种异种器官移植的排斥称为“异种移植的免疫屏障”。这种屏障可防止不同种动物之间混杂,在保持物种的纯洁上是非常重要的,但对进行器官移植的医生来讲,要突破这种异种移植的免疫屏障就非常困难了。
科学家们知道,在人和动物间进行异种器官移植时,移植的器官之所以会迅速被排斥,主要是人体血液中存在着一种天然抗体,它可以特异地与动物,譬如猪的心脏的血管内皮细胞上的一种糖蛋白结合。这样,当猪心脏给人移植时,一旦血管接通,人血液中的这种抗体就会立即与猪心的血管内皮细胞结合,并通过激活补体,造成血管损伤,形成血栓,在几分钟之内就会使血管堵塞,将移植的猪心脏迅速排斥掉。这种排斥称为“超急排斥”,是异种器官移植的最大障碍。
第一招,解决超急排斥问题。通过基因编辑敲除相关的基因无疑是一部好棋。这次在David Bennett身上的实践,至少敲除了 α-gal(α-半乳糖苷酶)基因,这是引起超急性排斥反应的重要靶点。其他还有 CMAH 基因、β4GalNT2 基因、ASGR1基因,等等,它们所表达的蛋白,可能迅速被受体的免疫细胞识别并攻击,引起反应危及受体生命。看来这次超急性排斥的问题解决的还行,要不患者也不可能存活两个月,但遗憾的是,患者最终可能还是死于急性和慢性排斥。
看来,异种器官的免疫排斥实在是太强大了。
人心换猪心,除了免疫排斥问题,还要解决病毒的问题。科学家们发现,在猪的体内存在着一种病毒,它是一种与艾滋病毒非常相似的逆转录病毒,它们在猪体内是一种“正常的寄生微生物”,但对人来讲,就可能具有致病性。也就是讲,猪的心脏移植给人,有可能把这种病毒带到人体,引起严重后果。由于发现了这种病毒,1996年英国医学研究委员会立即通过一项法案,在没有确定这种病毒的危害性之前,禁止把任何猪器官移植给人。
现在,病毒的问题也可得到解决,科学家利用基因剪刀,成功地剪掉了猪病毒基因中的前病毒。此外,科学家们还通过基因编辑技术把部分人的基因整合到猪的基因组中。这一系列技术都是目前披露的比较成熟的异种器官移植的新技术。说起来比较复杂,也有很多问题还有待于深入研究和解决。不知道我们这一代人能否看到像心脏移植这样的异体器官移植技术,成熟应用于人体,如果可以,你能接受这样的医学手段吗?
科学是把双刃剑,生物医学技术尤其如此。在商业利益和社会责任之间作出正确的选择是使科学趋利避害的重要制约因素。异种器官移植的成功,无疑会缓解同种器官短缺的问题,给广大的患者带来生的希望,但由于目前还难以控制的强异种排斥,以及病毒交叉感染可能带来的严重后果,异种移植的狂热情绪在上世纪末曾慢慢趋于平静。但在David Bennett身上的实践,会不会引发新一轮的异体器官移植热潮呢,尽管大家已经认识到,在异种器官移植进入临床之前,也许还有一段艰难的道路要走,但科学的脚步还是不会停下来。
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GMT+8, 2024-11-20 01:44
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