豬身上長著人器官

☉楊波

異種器官移植最大的障礙是免疫排斥反應。如果能從那些需要器官移植的患者身上采集皮膚細胞，培育出多能干細胞，將這些多能干細胞注入豬的胚胎，形成人豬嵌合胚胎，然后在體內進一步發育成含有功能性人類細胞或組織的嵌合器官，最后將這些嵌合器官移植到患者體內，或許是減輕或消除免疫排斥反應的有效途徑。

“什么？豬身上竟然能長出人體器官？這太不可思議了！”聽到莫希丁博士的介紹，小迪非常驚訝。

“是的，不過當然不是完全的人類器官，它只是含有一部分人類細胞，可以減少或消除異種器官移植時的免疫排斥反應。利用人類的多能干細胞在動物體內培養出含有一些人類細胞的嵌合器官，用于異種器官移植，是解決免疫排斥反應難題的最新研究方向。目前，美國和日本都在開展類似的研究，你們可以去美國索爾克生物研究所看看，他們在這方面做得非常超前，好像主要研究人員中還有一位來自中國的博士。”

聽了莫希丁博士的介紹，唐博士知道下一站要去哪兒了。雖然這是非常早期的原創性研究成果，但是未來很有可能成為重要的研究方向，“神奇動物世界”主題公園理所當然地應該將其納入考慮范圍。

美國索爾克生物研究所位于加利福尼亞州圣地亞哥市，于1960年由著名的口服脊髓灰質炎疫苗開發者喬納斯·索爾克醫生創立，主要聚焦于衰老和再生醫學、免疫系統生物學等研究領域，目前已發展成為世界知名的生物醫學研究機構。

很快，唐博士與美國索爾克生物研究所的卡洛斯教授取得了聯系，卡洛斯教授欣然同意唐博士的來訪。

卡洛斯教授和一個亞裔年輕人一起接待了唐博士一家。教授指著年輕人為大家介紹道：“這是吳軍博士，他是人豬嵌合胚胎的主要研究人員，也來自中國。”

“吳軍叔叔，您好！我是小迪，您研究的人豬嵌合胚胎長大后會不會變成豬八戒呀？”小迪在路上思考了很多問題，見到卡洛斯教授和吳軍博士，迫不及待地拋出了第一個問題。

“哈哈，這真是一個有趣的問題。我們培育的人豬嵌合胚胎長大后，只會在某些特殊器官中含有一部分人類的細胞，我們希望它能像豬八戒一樣，有一些特別本領，那就是為需要器官移植的患者提供安全的人源器官，讓患者在新器官幫助下健康生活，不再遭受免疫排斥帶來的痛苦。”吳博士回答道。

“原來也是為了開展異種器官移植研究呀，這跟基因工程豬有什么區別呢？”小迪聽到器官移植，馬上聯想到前幾天剛剛看到的基因工程豬。

“是的，基因工程豬和人豬嵌合胚胎研究的目的都是用于異種器官移植，也都是為了消除免疫排斥反應。不過，兩者還是有很大區別的。基因工程豬主要是刪除一些豬的特異基因，或者轉入一些人的基因，使豬的細胞具有與人類細胞相近的特性，讓人體的免疫系統無法辨別；而人豬嵌合胚胎，則是將人類的多能干細胞注射到豬的早期胚胎中，通過一些藥物的控制，人多能干細胞會在豬的胚胎中定向發育成嵌合器官，也就是說，這些嵌合器官既含有豬的細胞，也含有一些人類細胞，我們希望它們也能躲過人體免疫系統的種種關卡。”吳博士認真地解釋道。

“為什么這種嵌合器官能躲過人體免疫系統的嚴密檢查呢？”小迪問道。

“這正是多能干細胞的神奇之處。這些多能干細胞是利用患者的體細胞，如皮膚細胞，轉入一些基因，并加入一些藥物誘導而形成的。它們能像人類的原始胚胎細胞一樣，發育成人體的各種組織器官，包括心臟、肺臟、肝臟、腎臟、胰臟等。當我們將人類的多能干細胞注射到豬的胚胎中后，人類干細胞可以與豬的原始胚胎細胞一起生長發育，形成不同的嵌合器官。這些器官就會含有患者自身的細胞。當將這種嵌合器官移植回患者體內后，患者的免疫系統馬上會對外來的器官進行大搜查，如果發現嵌合器官含有自己的細胞，則會將其看成‘自己人’，不再對它們發動攻擊。”吳博士一邊講解，一邊打開電腦，向大家展示一張示意圖，示意圖形象地展現出人豬嵌合胚胎的技術路線。

“原來人豬嵌合胚胎相當于為患者定制器官呀！”小迪似乎聽明白了。

“小迪，你總結得非常好，我們研究的最終目標正是根據患者的需要，定制生產屬于患者自己的新器官，只要技術成熟，就可在半年內培育出這種器官，這樣可解決患者等待器官時間過長的問題。”卡洛斯教授作為項目負責人，為大家描繪著這項技術的應用前景。“不過，這項技術在應用之前，還有很多工作要做，我們目前只是做了一些前期的探索。”

“是的，我們將人的多能干細胞注射到豬的胚胎后，再放回到母豬的體內，讓它繼續發育。不過3～4 個星期之后，我們又將這種人豬嵌合胚胎從母豬體內取出，一方面，需要檢測這種胚胎中是否含有人類的細胞，結果發現了一萬個豬細胞中約有一個人類細胞，雖然人豬嵌合胚胎中的人類細胞非常少，但這是世界上首次在豬的胚胎中出現活的人類細胞；另一方面，由于技術尚不成熟，社會上很多人對這項技術也非常擔心，因此為了避免不必要的倫理爭議，我們主動提前終止了嵌合胚胎在母豬體內的發育。”吳博士補充道。

“看來的確是非常前期的研究，是否能培育出人豬嵌合器官，還需要很多實驗加以驗證，距離真正的臨床應用則需要更長時間。”唐博士知道科學創新并非易事，但只要思路是正確的，經過不懈努力，最終定能將科學家的夢想變成現實。

“我們計劃繼續開展這方面的研究，只要大家一起努力，將會極大地加快推進該技術的臨床應用。”卡洛斯教授很有信心地說道，“其實，我們和日本科學家分別開展了類似的研究，證明了小鼠和大鼠的嵌合胚胎可以發育出嵌合器官，移植后也能發揮正常的生理功能。小鼠和大鼠都是嚙齒目動物，但是屬于不同的物種，因此小鼠和大鼠嵌合胚胎研究成果也堅定了我們對人豬嵌合胚胎研究的信心。”

“不過，小鼠和大鼠嵌合胚胎比人豬嵌合胚胎的研究更復雜一些，我們首先利用基因編輯技術，破壞小鼠胚胎中控制胰臟、心臟和眼睛等器官發育的關鍵基因，導致小鼠胚胎中的這些器官無法正常發育，小鼠胚胎也因此無法存活。但當我們將大鼠的多能干細胞注入這些小鼠胚胎中時，構建的小鼠與大鼠嵌合胚胎卻能在小鼠子宮內正常發育。這些嵌合小鼠出生后能健康生活兩年以上，相當于人類壽命的60 歲左右。更令人驚喜的是，盡管控制小鼠胰臟和眼睛等器官發育的基因被破壞，這些嵌合小鼠在大鼠多能干細胞的幫助下，成功發育出新的嵌合胰臟和眼睛等器官，并能在小鼠體內發揮正常生理功能。”吳博士詳細地介紹起自己的研究。

“吳博士，你提到日本科學家也開展了類似的研究，他們的研究與你們的有什么區別呢？”唐博士問道。

“有意思的是，我們是將大鼠的多能干細胞移植到小鼠的胚胎中。而日本科學家則是將小鼠的多能干細胞注射到大鼠的胚胎中。同樣在注射多能干細胞之前，也是將控制大鼠胰臟發育的關鍵基因敲除，這些嵌合胚胎也可以在大鼠體內正常發育，新生大鼠還長出含有小鼠細胞的嵌合胰臟，大小與大鼠胰臟差不多。接下來，他們還從這種嵌合胰臟中分離出能正常分泌胰島素的胰島組織，并移植到患糖尿病的小鼠體內，成功控制了小鼠的血糖水平，一年后小鼠的血糖值依然維持在正常水平。”吳博士對日本同行的研究也如數家珍。

“哇，大鼠的胰島細胞能治療小鼠的糖尿病，真是太神奇了。”小迪聽到這么多的創新研究，越來越感受到生命科學研究的無窮魅力。

“從我們研究小組和日本研究小組的研究來看，在豬的胚胎中注入人類的多能干細胞，培育出含有人類細胞的嵌合器官的可能性非常大。我們也將在豬身上開展類似的研究，以進一步確認利用豬的身體生產可供移植人類嵌合器官的可行性。”卡洛斯教授總結道。

“謝謝卡洛斯教授和吳軍博士的介紹！希望你們的研究早日成功，也希望將來我們能有機會合作。”聽完吳軍博士的詳細介紹，唐博士決定將這項研究也納入“神奇動物世界”主題公園里。

“當然，我們也非常期待這種合作。不過，需要提醒的是，無論是人源化基因工程豬，還是人豬嵌合胚胎，均面臨同一個問題，就是很多人有一種擔心。”卡洛斯教授補充道。

“大家擔心什么呢？難道跟我的擔心一樣，這些移植豬器官的患者最后會變成豬八戒？”小迪好奇地問。

“哈哈，當然不會變成豬八戒。”小迪的話把卡洛斯教授逗樂了，“大家擔心的是另外一件事。科學家發現，豬基因組中含有一些內源逆轉錄病毒基因，有人擔心這些內源逆轉錄病毒基因有可能會在異種移植過程中被激活，并轉移到人類基因組中，導致人類感染一些未知的傳染性疾病。”