等不到人肾,该如何续命?
66岁的美国男子蒂姆·安德鲁斯 (Tim Andrews) 依靠猪肾存活了9个月。2025年初,安德鲁斯在美国麻省总医院移植了一颗基因编辑猪肾,这使其在271天内无须接受血液透析,刷新了当时猪肾移植入人体后,存活时间最长的世界纪录。此后,因血栓性微血管病,他体内的猪肾逐渐失效,并于去年10月被摘除。摘除猪肾82天后,他等到了匹配的人类肾脏。
今年9月,安德鲁斯的经历被美国麻省总医院的研究者们写成论文,刊发在国际医学顶刊《柳叶刀》。这是全球首个将基因编辑猪肾作为“临时过渡桥梁”,最终帮患者顺利完成人类肾脏移植的活体试验。
据英国《卫报》报道,安德鲁斯将猪肾移植描述为一个“奇迹”,并称“我还活着,我已经很久没有活着了”。现在,安德鲁斯可以做饭、与宠物狗一起散步,也能进行游泳、钓鱼和划独木舟等活动。
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接受完猪肾移植第4天的蒂姆·安德鲁斯 图/网络
“没有其他选择的患者”
安德鲁斯因长期患2型糖尿病导致终末期肾病,在接受猪肾移植前已进行维持性血液透析治疗两年。据《纽约时报》报道,两年前,安德鲁斯时常感到极度疲惫,只想睡觉。频繁的血液透析治疗导致他没有精力,也没有胃口。他虚弱得无法行走,还曾两次心脏病发作。
当时的评估结果显示,安德鲁斯在5年内等到匹配的人类肾脏的概率仅为9%,而死亡或被移出移植等待名单的风险超过40%。“如果我要死了,不妨为人类做点什么。”安德鲁斯说。因此,当他听说美国麻省总医院的医生正计划为患者移植基因编辑猪肾时,便报了名。
“我们筛选的第一组患者是没有其他选择的患者。”国际异种移植协会主席、美国麻省总医院移植中心副主任杰伊·菲什曼(Jay Fishman)在接受《中国新闻周刊》采访时表示。他是试验的研究者之一。换句话说,在菲什曼所在的美国东北部地区,患者大约要等5年才能等来合适的人类肾脏,有时甚至要更长时间。一位肾功能衰竭的2型糖尿病患者,很可能无法在血液透析中存活5年。
为安德鲁斯提供肾脏的是一只尤卡坦迷你猪。成都中科奥格生物科技有限公司创始人潘登科对《中国新闻周刊》表示,猪的器官大小、功能与人类十分相似,且猪是多胎繁育动物,繁殖周期短,便于规模化生产。除此之外,猪与人类的进化距离较远,人畜共患病风险低。综合看来,猪是当前异种器官移植的理想供体物种。
猪肾移植手术前,美国麻省总医院的研究人员对这只尤卡坦迷你猪的肾脏进行了69次基因编辑,删除了3种主要的糖类异种抗原,插入了7个调控补体系统(即抵御病原体的蛋白质系统)、炎症系统和凝血系统的人类转基因,并利用CRISPR-Cas9基因编辑技术灭活猪内源性逆转录病毒。
菲什曼解释称,如果将一个未经基因编辑的猪肾移植入人体,患者会出现超急性排斥反应,猪肾会在几分钟内变黑,并导致患者直接死在手术台上。这是因为猪细胞表面存在糖类异种抗原,而人体天然有针对该抗原的抗体。通过基因编辑,发生超急性排斥反应的概率会显著下降。
插入人类转基因同样是为了使猪肾与人体更加相容。潘登科表示,由于猪器官的人源化程度较低,器官移植过程中容易出现血管内皮损伤。通过插入与凝血系统相关的人类转基因,能起到止血、抑制血栓形成的作用。
清除猪内源性逆转录病毒,则是为了降低异种器官移植过程中潜在的跨物种病毒传播风险。“虽然目前尚无证据表明猪器官移植已导致猪内源性逆转录病毒在人类中传播,但部分这类病毒在体外具有感染人细胞的能力。因此,灭活是提高生物安全性的一种策略。”美国西南医学研究中心教授吴军表示。
当下,针对供体猪器官的基因编辑工作仍存在挑战。“我们仍需对编辑哪些基因进行优化组合。难点在于,如果将猪的基因敲除得太多,猪自身的生存繁殖会出问题;敲除得太少,免疫排斥反应几乎是不可避免的。”复旦大学上海医学院副院长朱同玉告诉《中国新闻周刊》,除此之外,猪器官插入人类转基因后,人类转基因是否能在下一代猪身上稳定遗传下去仍是未知数。菲什曼表示,目前研究团队还无法依据患者特定情况进行个性化的基因改造。
“我已焕然一新了”
2025年1月,安德鲁斯接受了猪肾移植手术。“当我在康复室醒来时,我已焕然一新了。”安德鲁斯对媒体表示。
在手术室里,安德鲁斯体内的猪肾呈现粉红色,并很快开始发挥功能。此后一段时间,这颗肾一直正常清除废物,没有出现免疫排斥反应的迹象。“目前,临床上可通过基因编辑和免疫抑制药物,在短期内防止患者出现超急性排斥反应。但大约两周后,急性排斥反应就可能发生。”朱同玉说。
菲什曼告诉《中国新闻周刊》,接受完猪肾移植手术第14天,安德鲁斯出现了T细胞免疫排斥反应,这相对容易治疗。术后6个月左右,因非人畜共患病细菌感染,医生减少了安德鲁斯的免疫抑制剂用量。此后,他开始出现微血管炎伴内皮损伤,并逐步发展为血栓性微血管病。
“异种间出现血管内皮损伤,会导致血小板聚集,形成严重血栓,进而引发器官功能衰竭。”潘登科表示。
依据研究论文,安德鲁斯后期出现微血管损伤可能由多种因素引起。在猪肾移植后3个月,抑制补体的相关治疗被终止,此后他体内猪肾的血管内皮损伤变得明显,这表明补体过多会造成猪肾损伤。
“我们会通过血液检查密切监测患者的情况,通过检测尿素氮、肌酐等评估其肾功能。当患者的肾功能下降甚至开始衰竭时,我们会寻找原因,在必要时进行肾穿刺活检。”菲什曼表示,安德鲁斯后来出现的血栓性微血管病与其先天免疫系统和特定抗体有关,这些抗体损伤了他的肾脏,虽然能得到治疗,但肾脏的恢复情况不理想。研究团队逐渐意识到,他迟早要进行第二次移植手术。
移植手术9个月后,安德鲁斯体内的猪肾被摘除。“我们希望能让他的免疫系统恢复正常,并继续等待人类器官。安德鲁斯此时并没有担心自己的肾功能,我们让他重新恢复透析,所以他认为自己是安全的。”菲什曼说。
猪肾摘除手术82天后,安德鲁斯等到了匹配的人类肾脏供体。依据研究论文,截至9月1日,二次移植的人类肾脏已在安德鲁斯体内存活231天,功能稳定。
据《纽约时报》报道,尽管接受人类肾脏移植后,安德鲁斯出现了一些健康问题,但他认为,自己当下的状态比几年前更健康。一年中的大部分时间,安德鲁斯都住在池塘边的小屋里。他在池塘里游泳、划皮划艇,还能短途骑自行车,他在血液透析治疗期间受抑制的食欲又回来了。
菲什曼对《中国新闻周刊》表示,此前人们会担忧,接受猪器官移植后,患者可能会产生免疫敏感性,导致后续无法再接受人类器官移植。“我们的研究表明,移植过猪肾并不会削弱该患者接受人类肾脏的能力。当然,还需更长时间的观察数据,我们会一直跟进后续情况。”
另一个重要的观察结果与安全性有关。依据研究论文,整个试验过程中,并未发现人畜共患病传播的证据。通过基因组测序和常规微生物学检测,均未检出包括猪巨细胞病毒在内的猪源性病原体。这些结果表明,通过使用无病原体供体猪、灭活猪内源性逆转录病毒及对受体的长期监测,可有效降低跨物种病原体传播的风险。
5—10年成为标准治疗手段
以猪肾作为“临时过渡桥梁”的想法是如何产生的?
“过去我们一直认为,器官移植的效果应是永久的,能满足肾衰竭患者的需求。但目前,我们尚未能完全了解猪器官移植到人体的免疫学机制。我们一直都知道猪器官可能会成为‘临时过渡桥梁’,所以在这项试验中,我们愿意这样尝试。”菲什曼告诉《中国新闻周刊》,关键的一点在于,该试验选择的器官是猪的肾脏。如果移植的是肝脏或肺,这并不容易做到。朱同玉表示,相较于其他器官,肾脏的功能相对简单,且相关临床经验多,因此在异种移植试验中有更高存活率。
目前,以猪肾作为“临时过渡桥梁”显示出了临床潜力,但其长期耐久性、免疫学后果及生物安全性,仍需更长时间的观察。研究论文也提到,由于该研究呈现的是单例患者的临床经验,缺乏对照组,且影响肾脏存活结局的因素较为复杂,因此对疗效、持久性和普遍适用性提出的结论存在局限性。此外,异种移植作为“临时过渡桥梁”的经济可持续性仍不确定,需同时简化监测手段和辅助治疗需求。
据英国《卫报》报道,2024年,全球首例猪肾移植试验在术后第52天结束,患者因无关的心脏问题死亡。在此之前,并无异种移植器官能在人体内存活超过两个月。
菲什曼认为,美国麻省总医院的这项试验中,猪肾之所以能在人体内长时间存活,关键在于研究者们通过CRISPR-Cas9基因编辑技术灭活了猪内源性逆转录病毒,且如今拥有的免疫抑制药物也比十年前更加先进。
未来,猪肾可能在人体内永久存活吗?“永久是一个很长的时间概念,就连人类自身的肾脏也可能无法永久存活。但如果你问,猪肾未来可能在人体内存活5年吗,我认为答案是肯定的。我们目前尚未达成这一目标,还有很多需要攻克的问题。”菲什曼对《中国新闻周刊》表示。
菲什曼认为,对于那些急需换肾且血液透析治疗效果不佳的患者,以猪肾作为“临时过渡桥梁”可能会成为一个有效的方法。每个患者的情况都不同,有些人能接受血液透析治疗,有些人则难以适应。血液透析需要每周进行2—3次,每次持续3—6小时。相比之下,接受猪肾移植后,患者的生存状况要明显优于长期透析。
在他看来,若要将该方法在临床上大规模推广,难点在于需要经验丰富的外科医生,并非人人具备这样的专业能力。除此之外,还需思考如何运输猪器官并延长其保存时间,以便使那些没有猪器官供应的地区能获得对应的肾脏、心脏和肝脏。也许未来人们能在实验室中制造出器官,因此也需要关注各种先进技术。
“我认为一旦我们能解决免疫学以及其他方面的问题,就将有足够的猪肾来帮助真正需要的人。在我看来,5—10年内这种方法能成为一种标准治疗手段,并在许多地方得到应用。”菲什曼说。
朱同玉认为,当前异种器官移植面临的一大挑战是如何应对长期免疫排斥反应。“基因编辑是基础,还要不断发现新的药物靶点,不断探索新的免疫耐受诱导方法,这是一个综合性的措施。”他还提到,在时间维度上,由于猪的寿命最长约为20年,人的自然寿命为100年,如何优化异种器官的生理相容性,需进一步探索。
记者:胡可欣(hukexin_news@163.com)
编辑:杜玮
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