文 / 周亦川 編 / 袁月

【搜狐健康】如果豬可以將器官捐獻給人類，那么每年將有多少器官衰竭患者因此獲救？據《科學》網站報道，12月19日發表于BioRxiv一項研究指出，科學家利用“基因剪刀”CRISPR技術創造了新一代的基因豬，稱它的體內組織已經具備安全移植到人類體內所需特征。

基因豬由此項異種移植研究課題的帶頭人，遺傳學家楊璐菡博士與哈佛大學遺傳學家George Church博士研究室合作生產。目前，研究人員已測試將豬器官移植到非人的靈長類動物身上，這是通往人類試驗的關鍵一步。

當然，這項工作的競爭對手也有不少，有多個學術和商業研究團體也在競相致力于嘗試將豬心臟、腎臟和肝臟應用于人類器官移植的測試中，也有報道稱可使用3D打印器官做器官移植試驗。

將豬的心臟跨物種移植到人類等靈長類動物身上，即異種移植，需要克服多重困難。豬體內會產生特定抗原，引發人體免疫系統排斥反應。它們的組織與人的血液相互作用時，也會導致凝血異常和出血。同時，豬的基因組中散布著一些病毒DNA序列，可能是很久以前感染的，這些病毒會將基因植入它們的染色體，這些被稱為豬內源性逆轉錄病毒的序列（PERV），可以產生潛在的傳染性病毒顆粒，但這種顆粒對人類的危害尚不清楚。因此，想要做器官移植，豬的基因組必須重新設計，這樣它的器官才能與新的宿主身體“和諧”相處。

“基因剪刀”CRISPR技術可用于解決這項問題。2017年，Church和楊璐菡團隊報告稱他們已經制造了PERV序列失活的健康豬，這是一項重要的安全措施，也就是“基因豬1.0”。接下來，該團隊將“剔除PERV動作”與一系列防止免疫排斥的改變結合起來，創造了13個基因修飾的紀錄：

他們剔除了豬耳細胞中的三個編碼酶基因，這些酶會導致豬細胞中發生免疫反應。他們還插入了六個抑制人類免疫反應的基因，以及三個有助于調節血液凝固的基因。研究人員隨后將這些編輯過的細胞核（含有編輯DNA）放入收集的豬的卵細胞中。這些卵子發育成胚胎植入代孕的母豬體內，生育出“基因豬2.0”。

由此制造的基因豬的細胞再進行另一輪編輯剔除PERV序列，再把其DNA序列植入另一組卵細胞，生育具有所有編輯內容的 “基因豬3.0”。盡管競爭對手公司的Revivicor并不認為PERV序列是一個威脅，美國FDA也沒有明確表示做人體試驗剔除PERV序列的必需性。但楊璐菡團隊認為，剔除PERV序列帶來了積極的結果反饋，他們仍將致力于這個研究方向，并在下一步的探索中將這一套步驟簡化至一代內完成。

研究指出，3.0的基因豬看上去很健康并有生育能力，器官功能正常。實驗室細胞培養初步測試表明，它們的器官與未做修飾的豬相比更難發生免疫排斥，細胞與某些人類抗體結合的趨勢降低了90%。經修飾的細胞在與人類免疫細胞相互作用中生存得更好。

最關鍵的一項進展是，該團隊已將高度編輯過的豬器官移植到猴子身上，評估它們的安全性和壽命。團隊還將在2020年繼續將研究焦點放在臨床前研究上，預計在五年之內可用于人類測試。

目前，人類對器官移植的需求十分巨大，鑒于異種移植領域勢頭強勁且不可避免，豬器官在人類當中的移植測試即將成為現實。由豬和牛的主動脈瓣制作的人工心臟瓣膜已用于臨床治療，那么還有多久，豬的心臟、肝臟和腎臟可以成功在人類體內發揮作用呢？

參考資料：

1. sciencemag

Eyeing organs for human transplants, companies unveil the most extensively gene-edited pigs yet

https://sciencemag.org/news/2019/12/eyeing-organs-human-transplants-companies-unveil-most-extensively-gene-edited-pigs-yet