基因編輯大舉成功，移植豬器官于人體距現(xiàn)實(shí)更近一步
基因編輯大舉成功，移植豬器官于人體距現(xiàn)實(shí)更近一步
2017-08-29 16:50:03 來源：億歐網(wǎng)
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2017-08-29 16:50:03 來源：億歐網(wǎng)
摘要：近日，馬薩諸塞州的科學(xué)家們宣布，通過使用CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)，他們能夠使豬基因組中的所有25種病毒滅活，培育出看起來健康的仔豬，這也使異種移植又向前邁了一大步。
關(guān)鍵詞：
醫(yī)療
幾十年來，令外科醫(yī)生魂?duì)繅艨M的就是用豬器官解決人體器官短缺的問題。根據(jù)聯(lián)邦數(shù)據(jù)，美國有117000多名美國人目前正在美國移植等候名單之上，而每天都有22人在與死神競賽。
豬臟器官的大小和功能與人的身體相似，而對于從肉類飼養(yǎng)動(dòng)物上獲取身體部位相較于從靈長類動(dòng)物上獲取器官來說，人們的態(tài)度并非神經(jīng)質(zhì)的。然而，這種跨物種移植或者說異種移植的一個(gè)主要障礙，是其可能傳播可以感染人和豬的病毒：后者的基因組包括25個(gè)所謂的逆轉(zhuǎn)錄病毒，其顯然對豬肉沒有任何作用，但這些病毒可能將疾病傳播給人，特別是免疫缺陷的移植患者。
特別是在艾滋病毒方面，這一問題阻止了過去幾十年的有關(guān)研究（除了在人體中使用的豬心臟瓣膜，這方面死亡組織倒是不會(huì)造成病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)）。然而，最近的基因編輯取得的進(jìn)展正在喚起人類對于移植豬器官于人體的興趣。
近日，馬薩諸塞州的科學(xué)家們宣布，通過使用CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)，他們能夠使豬基因組中的所有25種病毒滅活，培育出看起來健康的仔豬，這也使異種移植又向前邁了一大步。eGenesis是總部位于馬薩諸塞州劍橋市的新興企業(yè)，其聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)官楊璐菡說：“我們可能是地球上（轉(zhuǎn)基因）修飾得最多的動(dòng)物。我們正在逐漸推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。我認(rèn)為，想要實(shí)現(xiàn)異種移植，創(chuàng)新是必須解決的一個(gè)挑戰(zhàn)。”
哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)家George Church表示，“豬的身體需要足夠長的時(shí)間才能使用在人們身上，四個(gè)月大的豬是正好完全適合的，”伯明翰醫(yī)學(xué)院的阿拉巴馬大學(xué)移植外科醫(yī)生和教授約瑟夫·特克斯（Joseph Tector）說，“這是一個(gè)非常非常好的工作，”盡管Tector本人并沒有參與這項(xiàng)發(fā)表在Science雜志上的研究。
經(jīng)過器官移植的仔豬竟長得如此健康，Church對此表示十分驚訝。CRISPR可能對細(xì)胞有害，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致DNA鏈斷裂，從而導(dǎo)致細(xì)胞自我毀滅。此外，逆轉(zhuǎn)錄病毒是通過將其基因組拷貝插入其宿主進(jìn)行復(fù)制的，這些病毒可能在豬種群存在了大約2500萬年，已經(jīng)成為豬基因組的一部分。因此，Church想知道這些病毒是否在豬的生存中發(fā)揮重要作用，以及動(dòng)物是否可以在沒有這些病毒的情況下健康生長。
Church補(bǔ)充說，另一個(gè)令人驚喜的發(fā)現(xiàn)是，仔豬沒有再次感染子宮內(nèi)的病毒。“我通常會(huì)猶豫，不敢說我們已經(jīng)解決了一個(gè)困擾了我們二十年的問題，但在這種情況下，我們是非常有自信的。”他指出。到目前為止，其團(tuán)隊(duì)僅在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)出了母豬。他們現(xiàn)在正在重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程來設(shè)計(jì)培養(yǎng)公豬，但Church表示目前不期待進(jìn)行更復(fù)雜的研究。
豬器官對人類的意義
Church和楊教授下一個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)將是，對豬進(jìn)行“人性化”操作——也就是充分改善豬器官使其可以在人體中發(fā)揮作用。這涉及免疫學(xué)變化、使組織相容和解決血液凝固等問題。Church補(bǔ)充說，他們已經(jīng)開始了這樣的工作，并撰寫相關(guān)研究報(bào)告。
其他團(tuán)隊(duì)，包括阿拉巴馬州的Tector在進(jìn)行類似的研究，他們希望在未來兩到三年內(nèi)，能夠讓豬器官在第一批人中進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)。研究人員期望能從移植腎臟開始（這項(xiàng)器官也是人類等候名單中最需求的）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；其次是心臟和肝臟等其他器官；并測試胰島細(xì)胞移植以對抗1型糖尿病；最后則是皮膚和角膜。
研究eGenesis器官移植豬也將幫助研究人員，探索CRISPR大量編輯基因是否會(huì)導(dǎo)致哺乳動(dòng)物出現(xiàn)長期問題。他說，豬是經(jīng)歷過CRISPR的最大型動(dòng)物，他想看看當(dāng)豬被允許“長到成熟的年齡”，也就是超過20歲時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況。有人猜測，CRISPR可能會(huì)導(dǎo)致癌癥，但這一猜測并沒有得到充分的測試。
豬逆轉(zhuǎn)錄病毒是否會(huì)真正造成人類疾病仍然是有爭議的。在他們的新研究中，楊教授的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，證實(shí)豬逆轉(zhuǎn)錄病毒可能感染人類細(xì)胞，就像HIV的另一種逆轉(zhuǎn)錄病毒一樣。在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中，豬病毒感染人體細(xì)胞，而受感染細(xì)胞能夠感染未直接暴露于豬細(xì)胞的其他人類細(xì)胞。
但其他研究人員說，用豬逆轉(zhuǎn)錄病毒感染人類的風(fēng)險(xiǎn)還并不清楚，過多編輯豬基因?qū)⒃黾赢惙N移植的復(fù)雜性和成本。Tector表示，他自己的團(tuán)隊(duì)幾年前就不再擔(dān)心豬逆轉(zhuǎn)病毒感染人體的問題，因?yàn)樗麄儾⒉磺宄绹称泛退幬锕芾砭郑‵DA）是否會(huì)要求在移植進(jìn)行前消滅病毒。馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的教授兼Xenoheart移植主任Muhammad Mansoor Mohiuddin說，eGenesis的實(shí)驗(yàn)室測試并沒有證明這些病毒是導(dǎo)致患病的危險(xiǎn)因素。他說，病毒感染細(xì)胞的能力還不足以引起關(guān)注。“我不了解這個(gè)[感染]的意義，除非有證據(jù)表明它可以導(dǎo)致某種疾病。”
不過，Tector說，如果FDA要求消滅病毒，那么eGenesis團(tuán)隊(duì)的方法將是有用的。他說：“如果需要讓這些病毒消失，毫無疑問，這就是做到這一點(diǎn)的方法。”
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