器官移植

馬迪

微型電腦一直是人類的夢想，它源于一個非常樸素的觀念：疾病是因為身體的某個部分無法正常工作，若能像機器替換零件一樣，用好的替代壞的，疾病就可以痊愈，生命也能夠延長。但時間和事實證明，器官移植是一個布滿荊棘而又充滿希望的領域，每一次進步都需要艱苦的探索。

要說廣義的器官移植，公元前600年就有古希臘醫生進行過植皮手術的記錄。而人類真正實現實體器官移植的歷史只有60年。19 54年，美國波士頓的醫學專家成功地完成了第一例人體器官移植手術——腎移植手術。為了避免排斥反應這個最大的難題，這次手術是在一對同卵雙胞胎身上進行的。

通過無數次的嘗試和失敗，人們了解到了關于血型、人類白細胞抗原（HLA）、免疫排斥反應的知識。尤其是排斥反應，是器官移植最大的難關。生物有著一種天賦的能力，能對進入體內的外來“非己”組織器官加以識別、控制、摧毀和消滅，常導致移植器官壞死，甚至直接造成主體的死亡。

19世紀60年代科學家陸續發現多種有效的免疫抑制藥物，如硫唑嘌呤（1961）、潑尼松（1963）、環磷酰胺（19 71）等。直到70年代后期，環孢菌素廣泛應用，器官移植才成為常規療法。如今人類自身間的器官移植已經非常普遍。目前，全世界每年進行約1萬多例腎移植、1000例肺移植、2000例心臟移植、4000例肝移植和1000例胰移植手術，這些患者都是通過他人捐獻的器官獲得新生。

然而數十年以來，器官資源短缺一直是個棘手而緊迫的難題。比如中國是全球器官捐獻率最低的國家之一，每年約有30萬人因罹患各種疾病需要器官移植；而在美國，平均每天亦有22位病人在等待器官移植中死去。生物學家一直致力于尋找移植用器官的替代資源，人捐的器官不夠用，用其他動物的怎么樣呢？

從這個角度看，器官移植其實分為兩種：同一物種、不同個體之間的移植（如將一個人的腎臟移植給另一個人）稱為同種異體移植；不同種的動物間的移植（如將黑猩猩的心或狒狒的肝移植給人），則統稱為異種移植。

異種移植其實比同種移植開始得更早。1905年，法國醫生將兔腎植入了腎功能衰竭的兒童體內，但16天后，這個孩子死于排斥反應導致的肺部感染。此后，法、德、美等國的研究者都加入到異種移植器官研究中，試驗對象包括兔、貓、狗、羊等物種。

多次的失敗案例讓外科醫生的目標很快轉移到與人類血緣更近的靈長目動物上。但由于對移植免疫機理缺乏認識，即使當時移植成功，患者生存時間也難以長久。事實上，靈長目動物數量相對稀少，孕產、成長期長，它們的器官也與人類不盡相同，而且容易引起倫理上的爭議，并不是理想的“器官供應源”。

生物學家認為理想的器官供體應該是一種經過長期馴化的動物，千挑萬選之下，家豬脫穎而出。19世紀90年代，歐美政府曾花大力氣來推動豬器官移植項目，幾個全球大藥廠也投了巨資希望解決豬器官的人體排斥問題。眼看著成功有望，卻被一顆“不定時炸彈”攔住了去路，研究陷入停滯。

這顆“炸彈”就是豬基因組里的“內源性逆轉錄病毒”。這種病毒在豬身上不會產生毒性，但是當豬的細胞和人的細胞接觸時，這種病毒就可能從豬的基因組“跳”到人的基因組中，為人類帶來意想不到的疾病。

異種病毒傳播之所以令人畏懼，與我們熟悉的幾個名字有關：艾滋病、埃博拉、SARS、禽流感……在現代醫學認知中，這些都被認為是動物體內的“內源性逆轉錄病毒”傳播給人類帶來的災難。因此，如果無法去除豬體內的“內源性逆轉錄病毒”，它的器官與人體再契合也無法使用。

想要利用豬器官，必須先滅掉這種病毒。前不久，哈佛大學喬治·徹奇研究小組取得了重大進展，他們利用CRISPR/Cas9基因編輯技術，成功地在豬基因組中使這些病毒基因失效。

CRISPR/Cas9是一套非常厲害的“編輯器”，可以依據需要改變某些基因的序列。近兩年來，CRISPR/ Cas9技術被廣泛用于各個物種的基因編輯，從對常見生物的基因編輯，到更為廣泛的遺傳疾病治療研究，這一技術正在生命科學領域引起極為深刻的影響。

徹奇的團隊首先鎖定了一個關鍵基因：pol，正是這個基因讓病毒能夠藏進其他物種的基因組里。這個基因數量眾多—在一種豬腎上皮細胞里就足足有62套備份，逐個消滅起來實在是太麻煩了。徹奇和同事利用前面說到的“編輯器”，專門針對這個基因設計了一枚“定向導彈”，也就是一條合適的導向RNA。這是一次史無前例的大規模編輯，實驗結果非常成功。

9 7%—100%的pol基因都被研究者的“導彈”轟成了渣—如果將這樣的豬腎移植進人體，病毒的感染效率將被削弱近1000倍，幾乎沒有了惹事的能力。由于CRISPR/Cas9的打擊非常精確，修改并沒對目標區域以外的基因組產生任何影響。

感謝器官移植技術的發展，使器官衰竭的病人有了延長生命的希望。也許在不遠的未來，豬將成為人類的“救星”，拯救千萬人的生命。那么接下來的問題就是：萬一有一天，我的胸腔里跳動著一顆豬的心臟，我還能夠像從前一樣心安理得地享用美味的火腿熏肉嗎？