您的位置: 威海信息港 > 游戏

基因编辑让猪器官离人体移植应用更近一步

发布时间:2019-03-02 16:15:15

CRISPR技术能使供体动物体内人类致病病毒失去活性

外科医生自几十年前便寄希望于猪,希望它们能解决人体器官的短缺问题,然而这个想法却始终可望而不可即。联邦调查数据显示,现阶段有超过11万7千名美国人在美国的器官移植等待名单上,而平均每天有22人死在这样一场拉力赛中。

猪脏器官的大小和功能与人体自身具有相似性;而且相比于从灵长类动物身上获取器官,从作为肉类饲养的动物身上获取器官给人们所带来的心理负担会更小。然而,任何类似这种跨物种,或被称为异种移植面临的一个持续性,难以解决的障碍便是猪体内能同时感染人类的病毒的传播问题:猪的基因组中包括25种所谓的逆转录病毒,很明显,它们对猪没啥危害,但是却有可能把疾病传染给人体,对具有免疫缺陷的移植患者尤其如此。

这种担忧,特别是针对艾滋病病毒的传播性问题,在过去的几十年中都阻碍着相关领域研究的发展(的例外是用于人体的猪心脏瓣膜——这种已经死亡的组织不会具有相同的传播风险)。然而,近在基因领域的新进展正在重新唤起人们对猪器官人体移植的兴趣。

今天,来自马萨诸塞州的科学家们宣布,他们通过使用CRISPR-Cas9 基因系统,成功使猪基因组内的25种逆转录病毒全部失活,而猪崽自己看上去仍很健康,这使得人们离成功实现异种移植这一梦想更近了一步。杨璐菡,(Luhan Yang),eGenesis的共同创始人兼首席科学官员表示说,“我们这种动物可能是全世界经过多(基因)修饰的动物,我们正在逐步推进技术的发展。我认为,为了解决异种移植这一具有挑战性的问题,此类创新确实很有必要。”eGenesis是依托于剑桥麻省创立的一家新兴公司,也是这一研究的主导者。

哈佛大学医学院的遗传学家乔治·“教堂”(丘奇)(George Church),同样是eGenesis的共同创始人,同时是本文的共同作者,他表示说:“这些动物四个月大的时候看上去和普通动物完全一样,而一头猪长到这个时候,器官就差不多足够大,能用于人体移植了。”阿拉巴马大学伯明翰分校医学院的移植外科医生兼外科学教授约瑟夫·特克斯(Joseph Tector)评价说,“这项工作实在是非常非常出色。”他本人与这项在今天被发表在《科学》期刊上的研究并无瓜葛。

丘奇表示说他很惊讶,这些猪崽居然会如此健康。CRISPR对细胞可能会有毒性,因为它会导致DNA链的断裂,从而造成细胞的自我毁灭。此外,逆转录病毒通过将自己的基因插入宿主细胞来进行复制,这些病毒可能随着猪种群一起存在了大约2500万年,早已成为猪基因组的一部分了。因此,他在此之前对它们在猪的生存过程中是否发挥重要的基础性作用,以及这些动物在逆转录病毒不存在的情况下是否能正常发育这些问题曾感到过不确定。

丘奇还补充表示,另一个值得欣慰的惊喜是,这些猪崽没有在子宫内重新感染病毒。他指出,“我一直犹豫要不要说我们已经解决了这个40年来的难题,但是照目前情况来看,我觉得已经可以这样说了。”目前为止,这个团队只成功在实验室养殖了母猪。他们正在重复整个实验过程,以期待能设计出公猪,就丘奇所讲,应该不太可能会更复杂。

猪器官用于人体

丘奇和杨都表示说,

基因编辑让猪器官离人体移植应用更近一步

研究的下一阶段基本上就是把猪“拟人化”——对猪进行修饰,使它们的器官能在人体内发挥作用。这将涉及免疫学变化,使组织变得相容,以及解决血液凝固等一系列课题。丘奇补充说,他们已经进行了一些这方面的工作,并正在写论文,之后将会提交到同行审议的期刊上寻求发表。

其他研究团队,包括阿拉巴马州的特克斯也在沿着类似的研究轨道前进,希望能在未来两到三年内让猪器官进行首批人体测试。研究人员希望能从肾脏移植开始,因为肾脏的等待名单长,其次是类似心脏和肝脏这类器官,接着是能对抗I型糖尿病的胰岛细胞,皮肤和角膜。

对eGenesis过的猪进行研究,也将使研究人员有机会看到,利用CRISPR进行大量基因是否会对哺乳动物造成长期性问题。猪是目前通过CRISPR过的的动物,他说,他想看看如果它们能被允许“长到成熟衰老的年纪”,也就是20多岁的时候,会发生什么。他说,目前有一些推测表示,CRISPR可能会导致癌症,但是现阶段这种观点仍没有经过充分的测试。

猪的逆转录病毒是否真的存在人类疾病感染风险目前仍有争议。在他们的新工作当中,杨氏团队进行的实验表明,猪逆转录病毒能感染人类细胞——这点和另一种逆转录病毒,HIV病毒对人的感染作用一样。在实验室培养皿中,猪病毒能感染人体细胞,受到感染的细胞能进一步感染其他未直接暴露在猪细胞下的人类细胞。

但是其他研究人员表示说,猪逆转录病毒感染人类的风险尚不清楚,相比之下,对猪基因进行不必要的基因将增加异种移植的复杂性和成本。特克斯表示,他的团队几年前就不再担心病毒问题了,因为目前尚不清楚,美国食品和药物管理局是否会要求在移植前移除病毒。马里兰大学医学院的外科学教授,兼异种心脏移植部门的主任穆罕默德·曼索尔·莫伊丁(Muhammad Mansoor Mohiuddin)说,eGenesis的实验室测试并没有证明这种病毒对病人有风险。他同样不是这个研究团队的成员。他表示,“这些病毒的感染能力仍无须担心,除非证明它们真的可以导致某些疾病,否则我看不出这种(感染)有什么显著性意义。”

特克斯仍表示说,如果FDA(美国食品和药物管理局)要求在移植前去除病毒,那eGenesis团队的这一方案将十分有用。他说,“如果你要把(这些病毒)从基因组里敲下去,毫无疑问就得用这个方法。”

作者:Karen Weintraub

原文址:

猜你会喜欢的
猜你会喜欢的