猪的心脏移植到狒狒宿主体内可以存活一年以上
美国国立卫生研究院(NIH)的国家心肺血液研究所(NHLBI)的研究人员已经成功地将基因工程仔猪的心脏移植到狒狒的腹部，并使这些心脏存活了一年多，是之前报道的两倍。根据发表在《science》上的一项研究，这是通过使用基因工程猪捐赠者和狒狒接受者更集中的免疫抑制方案实现的胸外科和心血管外科杂志是美国胸外科协会的官方刊物。
心脏移植是终末期心力衰竭的首选治疗方法。根据NHLBI的数据，在美国，大约有3000人在等待心脏移植的名单上，而每年只有2000颗供体心脏可供使用。对于目前等待器官移植的心脏病患者来说，机械辅助装置是唯一的选择。然而，这些设备并不完善，会出现电源供应、感染、血栓和出血等问题。
使用动物器官的移植，或者异种器官移植，已被提议为拯救人类生命的有效选择。“在我们学会通过组织工程培养器官之前(这在不久的将来是不可能的)，异种移植似乎是补充人体器官可用性的有效方法。”尽管多年来遭遇了许多挫折，但最近基因和免疫的进步已经帮助重振了异种移植领域的进展，”NHLBI心胸外科研究项目的首席研究员Muhammad M. Mohiuddin博士评论道。
Mohiuddin博士的团队和其他研究人员已经在两个方面开发了技术，以克服以前阻碍异种移植成功的一些障碍。第一个进步是NHLBI的合作者Revivicor公司能够生产基因工程猪作为捐献器官的来源。这些猪被“敲除”了导致人类不良免疫反应的基因，并插入了使器官更符合人类生理机能的人类基因。第二个进步是针对特定目标的使用免疫抑制它限制了移植器官的排斥反应，而不是通常的全身免疫抑制，后者毒性更大。
选择猪是因为它们的解剖结构与人类相匹配，而且它们的繁殖周期快，还有其他一些原因。它们也是器官的广泛来源。
在这项研究中，研究人员比较了基因工程仔猪的心脏存活情况，这些仔猪根据引入的基因修饰被分成不同的实验组。合成α - 1-半乳糖苷酶转移酶的基因在所有仔猪中被“敲除”，从而消除了一个免疫排斥靶点。猪心脏还表达了一到两个人类转基因基因，以防止血液凝结。移植的心脏被连接到宿主狒狒的循环系统上，但被放置在狒狒的腹部。狒狒自己的心脏被保留在原地，保持了循环功能，并允许狒狒在器官排斥的风险下存活下来。
研究人员发现，其中一组(携带人类基因)的平均移植存活时间超过200天，大大超过了其他三组的存活时间(平均存活时间分别为70天、21天和80天)。长生存组的5个移植物中有2个在术后146天和150天停止收缩，但其他3个移植物在200到500多天仍在收缩，直到该研究提交发表时。
存活时间的延长归因于几种基因改造。这一存活时间最长的组是唯一一组将人类血栓调节蛋白基因添加到猪基因组的组。Mohiuddin博士解释说，血栓调节蛋白的表达有助于避免一些先前与器官移植相关的微血管凝结问题。
另一个差异是用于共刺激阻断的抗体的类型、强度和持续时间，以抑制宿主的T和B细胞免疫反应。在几个组中，使用抗cd40单克隆抗体观察到移植存活时间更长，但存活时间最长的组使用高剂量重组小鼠-恒河猴嵌合抗体(克隆2C10R4)专门治疗。相比之下，使用小鼠(克隆3A8)中产生的抗cd40单克隆抗体并没有延长生存期。Mohiuddin博士说，抗cd40单克隆抗体也允许更快的恢复。
存活时间最长的组没有出现包括感染在内的并发症。研究人员使用监控视频和遥测监测来确定所有组的任何并发症症状，如腹部出血、胃肠道出血、吸入性肺炎、癫痫或血液疾病。
这项研究的目的是评估移植的可行性。研究人员的下一步是使用目前实验中免疫抑制最有效的基因工程猪的心脏，来测试猪心脏在取代原来的狒狒心脏时是否能维持完整的生命支持。
异种移植可以帮助弥补可供移植的人体器官的短缺。我们的研究已经证明，通过使用心脏基因工程猪配合靶特异性免疫抑制受体狒狒，器官存活时间可明显延长。基于长期存活的移植数据，我们希望能够在生命维持模型中重复我们的结果。这有可能为使用动物器官移植到人体铺平道路，”Mohiuddin博士总结道。
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