猪心移入活人体内，二师兄可以造福多少人类？

划重点

★ 每年全球仅有不到10%的器官移植需求者，能等到人类捐献者的器官。

★ 这次全球首例基因编辑猪心脏移植手术，已经取得了初步成功，但长期效果还有待观察。

2022年伊始，医学界就爆出惊人消息：美国马里兰大学医学中心成功将一颗基因编辑猪的心脏移植进了一名 57 岁男性心脏病患者的体内。这是全球首例人移植转基因猪心手术。此前异种器官移植从未获得成功。据报道，术后5天患者情况良好。

一位终末期心脏病患者在面临要么死、要么移植猪心的抉择时，将自己生命的钥匙插入了异种移植的孔洞中。原装钥匙能否配上“高仿锁”，是接下来一段时间内医学界乃至全社会关注的焦点，而为何使用猪心、患者实际承担了多少风险，也是令人好奇的问题。

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为何“二师兄”被选中

按照常理，在物种、生理解剖等方面和人类非常相似的猩猩、狒狒等灵长目动物，才应该是异体移植的首选，但为何这次医学中心选择偶蹄目的猪做研究，对此科学家们给出的答案有三：

其一，作为人类“远房亲戚”的猩猩和狒狒等灵长类动物，其体内携带的一些病毒更容易传染给人类，而且将灵长类动物的器官移植到人体后，很有可能会产生1+1>2的效果，病毒在人体内会“升级”为杀伤力更强的病毒。

亲缘关系越近，物种间传染疾病的风险就越高。图为狒狒。|图虫创意

其二，从食性、代谢水平、体温和心率方面考虑，猪和人类的特征更接近。同时猪心与人类心脏的大小、管道分布和动力输出类似。而且，猪被选中异种移植由来已久。目前，猪心脏瓣膜、猪胰腺细胞都已成功进入人体。猪皮也被用作烧伤患者的临时移植物。

最后，像猩猩和狒狒这样的灵长类动物培养一代需要的时间过长，平均10年一代，且通常是一胎一仔，饲养成本和存活成本较高。猪则不同，猪是一生一窝，而且一年就能长熟，更加适合定向育种和大规模繁殖。

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为什么选择异种移植？

通常我们所熟悉的器官移植，都是同种异体移植，也就是说将人类捐献者的器官移植到有需要的人身上。但根据世界卫生组织（WHO）的数据，这种方式每年全球仅能满足不到10%的器官移植需求。

以中美两国为例，中国目前登记在册的需要器官移植人数大概为30万，但每年只有约1.6万个器官能够被成功移植。而在美国器官移植率约为20:1，平均每天就有10人因为等不到合适的移植器官而死。所以，移植器官短缺让科学家产生了异种移植的大胆想法。

从字面理解来看，异种移植就是将非人类的动物的活细胞、组织或器官移植或灌注到人体内。但是，这项跨越物种的技术存在巨大的障碍：人体免疫系统可能对外来的组织或者器官产生排斥反应，甚至带来致命的后果。

医生准备移植猪心脏。这种手术在全世界还是第一次。这是一项巨大的挑战。|马里兰大学医学院

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如何应对排异反应

本来同种异体器官移植就存在排异反应，而异种移植产生的排异反应，只会更令人担心。

所以在此次手术中，为了抑制排斥反应，避免患者的免疫系统去攻击来自猪的心脏，科学家对猪进行了基因改造：

他们敲掉了猪的4个基因，其中3个基因的表达产物会引发免疫排斥，在敲掉这些基因后，排斥反应可能就会减弱。另外1个被敲掉的基因是负责控制猪和猪体内器官生长的基因，避免心脏长得太大。在“去除糟粕”的同时，科学家也为猪插入了6个来自人类的基因，用以避免猪心脏在人体里发生凝血，降低排斥的风险。

移植用的基因编辑小猪。|statnews

移植后的前48小时，被称为超急性排斥期，被移植的器官可能会发生缺血或坏死。可喜的是，接受移植的患者安全度过了这“夺命”的48小时。尽管他依然用ECMO设备维持着心肺功能，但被移植的猪心脏已经开始正常跳动，医疗团队会帮助患者逐渐脱离辅助机器。

而顺利度过超急性排斥期的患者，还会面临在移植后数天至数周内，可能会发生的更为复杂和严重的细胞性移植物排斥反应。免疫系统会全家出动攻击“外来的不速之客”。不过，随着基因工程领域的发展，科学家正在一步步攻克异种移植的免疫排斥问题。

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为何会选择这种高风险操作?

接受猪心移植的患者，其原装心脏在术前已经无法为全身泵出足够的血液，仅靠一台ECMO设备来维持心肺功能。严重的心力衰竭与心律不齐，令患者失去了接受人体器官移植手术的资格。对他来说，活下去的唯一选择就是接受结果不可预测的猪心脏移植的实验性疗法。

但目前异种器官移植技术还没有获得许可投入适用，不过美国食品和药品管理局（FDA）的“同情使用”条款给了患者搏一搏的机会。当患者面临严重或危及生命的医疗状况，且仅有实验性疗法这一种选择的时候，就可以申请执行这一条款，开展实验性疗法。此次的患者在2021年12月31日拿到了FDA的特别许可，抓住了异种移植的机会。

完成手术的团队。手术于当地时间1月7日在马里兰州医学院进行。|马里兰大学医学院

目前，这场心脏移植手术过去了一周多时间，由于新的心脏效果相当好，在第5天时患者已经可以自主呼吸，甚至可以轻声说话了。这让主治医生非常满意。

不过，后续患者是否会产生排斥反应、移植的心脏是否能长期正常运行，仍需要时间给出答案。这项技术距离在临床上推广还有较长一段路要走。但在2022年伊始，这样的一项开创性手术，依旧给那些在煎熬中等待器官移植的患者带去了希望。

作者 | 祝叶华

审稿 | 陆修远 [日]大阪大学免疫科学研究所研究员

责编 | 高佩雯

参考文献：

[1] https://www.theguardian.com/us-news/2022/jan/10/maryland-pig-heart-transplant-human-medical-first.

[2] https://www.umms.org/ummc/news/2022/first-successful-transplant-of-porcine-heart-into-adult-human-heart.

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