研究人员首次成功地将来自基因改造猪的功能性肝脏连接到人体上。为了朝着在活人身上测试该程序迈进一步，宾夕法尼亚大学的一个团队将肝脏外部连接到一位脑死亡患者的身体上。这只肝脏来自一只经过 69 处基因改造的猪，它正确地过滤了人体血液三天，且未被人体排斥。
“这可能是一个巨大的进步，”波士顿马萨诸塞州总医院的移植外科医生大卫·库珀说，他没有参与这项手术。他说，这种方法可能有助于治疗急性肝功能衰竭，这种疾病每年导致数千人死亡，在高达 90% 的病例中是致命的。他说，猪肝可以通过提供一种临时的血液过滤方法来挽救生命，直到患者自身的肝脏痊愈或找到人类器官捐献者。
异种移植——将非人类物种的器官移植到人体内——近年来取得了许多成功。马里兰大学医学院的研究人员已经两次将基因改造猪的心脏移植到活人身上，尽管这两名个体都在移植后的几个月内死亡。几个团队已经成功地将基因改造猪的肾脏移植到脑死亡后依靠生命维持系统的人体内。这些猪的基因组包含 10 个或更少的基因改造，其中一些改变了器官细胞表面的蛋白质，使其更类似于人类细胞。基因组编辑有助于防止接受者的免疫系统攻击和排斥这些器官。
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最新手术中使用的肝脏来自 eGenesis 公司，该公司对猪进行了基因工程改造，使其包含 69 种不同的基因组修饰。这些编辑中的大多数消除了嵌入在动物基因组中的猪病毒，并伪装了细胞表面蛋白质，使其更像人类。来自这些猪的肾脏在实验室实验中使猴子存活了长达两年或更长时间，但经过基因工程改造的动物的器官从未在人体上进行过测试。
肝脏在异种移植中尤其具有挑战性，因为它们比心脏或肾脏执行更多的功能。猪肝不仅必须过滤血液中的毒素，还必须产生数千种生物化合物，如激素和凝血蛋白——如果它们与人类版本的这些物质不够相似，任何一种都可能受到人类免疫系统的攻击。异种移植的肝脏也倾向于将接受者的血小板细胞（凝血所必需的）识别为异物并吞噬它们，最终导致内出血。但是，如果猪肝仅在体外临时使用而不是永久移植，这些问题可能会得到缓解。
急性肝功能衰竭通常在药物或毒素损害器官时迅速发生。肝脏具有自我修复能力，如果给予足够的时间，但这种情况可能很快导致死亡。宾夕法尼亚大学的移植外科医生亚伯拉罕·沙克德说，即使将一个人的血液通过体外的猪肝重新定向几天，也可能恢复功能并争取时间，他领导了最近的猪肝手术。
为了观察基因改造猪器官是否能在人类免疫系统中存活，沙克德的团队在一个脑死亡且身体依靠生命维持系统维持的人身上测试了肝脏。研究人员没有将猪肝移植到体内，而是将器官放在旁边的机器中。他们使用管道系统将接受者的血液连接到肝脏，使血液流入器官并返回身体。肝脏循环了接受者的血液并产生了胆汁——一种有助于消化的物质——持续了 72 小时，此时研究人员结束了实验。
沙克德说，虽然该人的血液中血小板数量在最初 24 小时内下降，但随后由于未知原因水平稳定下来。他说，令他惊讶的是，肝脏在没有出血或缺氧的情况下保持功能 72 小时，并且从未受到血液中人类免疫细胞的攻击。“它教会了我这是可行的，”他在谈到该手术时说。该小组仍在测试手术期间采集的血液和血浆样本，以确定猪肝可以执行哪些功能，以及人类免疫系统是否显示出任何开始对器官产生反应的分子信号。
明尼苏达州梅奥诊所的生物工程师斯科特·尼伯格说：“这听起来令人鼓舞，”他没有参与最近的手术。他的团队正在研究构建用猪细胞播种的人工肝脏，这些肝脏通过膜过滤血液，以及帮助人类肝脏更快自我修复的药物。他说，这些药物可以缩短一个人需要连接到体外猪肝的时间。他认为这种临时系统可能有效，因为人类身体可能需要数周时间才能开始对猪器官产生的蛋白质产生免疫反应。
完全可移植的猪肝可能还需要数年时间；目前尚不清楚猪肝是否能够支持人体所需的所有功能。“就目前而言，我认为存在如此多的不相容性，我们不会寻求长期替代人类肝脏，”沙克德说。
一些专家表示，最近猪肝的消息为未来的研究带来了希望。“这太令人兴奋了，”阿拉巴马大学伯明翰分校的移植外科医生杰米·洛克说，他曾用猪肾脏进行过实验性异种移植，并补充说他期待看到结果发表。“如果他们能够证明这有能力桥接[急性肝功能衰竭]，那么它就具有真正的应用价值，”她说。
沙克德说，他的团队希望很快能够在急性肝功能衰竭患者中开始“桥梁”肝脏的试验，并且已经开始设计方案，以便在确定必死无疑的人身上紧急使用猪肝。但在那之前，研究人员希望在脑死亡患者身上进行更多测试，包括那些自身肝脏功能不全的患者，并观察猪肝是否可以发挥作用长达一周。
*编者注（2024 年 1 月 23 日）：这句话在发布后经过编辑，以更好地阐明研究人员的成就描述。