生物学家一直致力于寻找合适的替代异种动物资源，最容易被想到的是与人类亲缘关系靠近的非人灵长类，但是由于非人灵长类每胎产仔少，成熟周期长，数量有限，不能满足大量的研究和移植需求。最终生物学家在众多驯化动物中，选中了与人体器官体积相似、解剖学和生理学指标大体接近的家猪。

 

世界卫生组织在其关于异种移植的临床研究规范中指出：猪有可能成为移植病人无限量的高质量器官、组织和细胞供体资源。猪的肾脏、心脏、胰岛、神经细胞等脏器，与人的相应器官、组织和细胞，在结构和功能上几乎完全一致，从结构和功能上可以替代人源性器官供体。而且猪可以经过基因修饰提高异种移植的治疗效果。

 

抗排斥治疗是异种移植临床应用的关键

 

会议执行主席、中南大学湘雅三医院王维教授介绍说，免疫排斥、生理功能不相容和动物源病原体的跨种系感染是异种移植的主要障碍。

 

人对猪的器官会发生严重的排斥反应，包括超急性免疫排斥，固有免疫损伤及细胞介导的免疫排斥反应，其中超急性排斥反应是异种器官移植的最大障碍。

 

目前国际移植领域的共识认为，异种移植可利用基因修饰技术，对移植供体猪进行人源化基因改造，有望控制免疫排斥反应和功能不相容问题，可显著改善异种器官、组织、细胞移植到人体的治疗效果，减少抗排斥药物的使用。

 

目前，全球已经建立了40余种异种移植用转基因猪，临床前研究结果显示，这些转基因猪大大改善了异种移植了疗效，十分接近临床同种移植的结果。但是尚没有一种转基因猪可以不依赖抗免疫排斥治疗而获得移植物的长期生存。因此建立与转基因猪配套的抗排斥治疗方案也是异种移植走向临床应用的关键。

 

防止跨物种感染已找到解决方案

 

在异种移植中，跨物种的生物安全问题一直引人注意。众所周知，很多人类病原体都来源于动物，例如HIV来源于狒狒，而令人闻之色变的埃博拉病毒则来源于果蝠。通常认为，种属上与人越接近的物种，其所携带的病原体就越容易感染人类。

 

目前的研究确定了26种存在种间交叉感染风险的病原体。其中，最难解决的是消灭猪内源性逆转录病毒（PERV），这个基因编码是一种逆转录酶，让病毒能够整合到其他物种的基因组里。而这个基因在猪的肾上皮细胞里，足足留了62套备份。要挨个消灭它们，太麻烦了。

 

近两年，这一问题得到了根本性解决：哈佛医学院遗传学教授乔治·丘奇和杨璐菡博士团队，利用新的基因编辑技术CRISPR/Cas9，一次性的敲除了隐藏着猪基因组中的62个PERV片段，体外实验验证病毒的感染率被削弱了近1000倍，从而解决了猪内源性逆转录病毒感染风险。

 

2015年10月，该结果发表在《Science》杂志。异种移植的临床应用只差临门一脚。

 

不过，对于这一问题，与会专家认为多处基因修饰是否将带来猪的其他问题，需要更多的后续研究。

猪内脏器官分布图：



公猪生殖系统



母猪生殖系统



全身骨骼



肾



胃



猪肠



猪肠模式图



猪的全身骨骼



猪肝 胰 肾



猪内脏( 右侧)



猪内脏( 左侧)



猪体表部位名称



猪体浅层肌



猪头浅层淋巴结和耳静脉



猪头浅层淋巴结和内脏淋巴结