不同动物之间可以进行心脏移植吗?--中国数字科技馆
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不同动物之间可以进行心脏移植吗?

不同动物之间可以进行心脏移植吗?(科学播报) 0:00/0:00
最新发布时间: 2019-09-06   浏览数:
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  基因上接近人类的狒狒(图片来源:pixabay)

  近期,德国慕尼黑大学的实验室创造了非人灵长类动物接受异种心脏移植的最长存活纪录。研究人员已经在《自然》杂志上发表了他们实现这一跨物种移植新突破所采用的技术与改进方法。

  根据论文描述,实验室里的四只狒狒在接受猪心移植后都成功存活超过三个月,最长一只甚至超过半年。在过去数十年的研究里,类似案例中仅有一例达到过最长的57天。这项实验一直以来都面临种种难题,因而进展缓慢。但是,它的研究意义在于,狒狒在基因上非常接近人类。如果一切顺利,科学家就可以通过培育猪心来拯救那些需要移植心脏的患者。

  

  猪心在解剖学结构上接近人类心脏(图片来源:pixabay)

  世界上有许多等待器官移植的重症患者,然而能够完全符合患者情况的人体器官通常供不应求。从上世纪六十年代起,科学家就致力于寻找各种替代方案。其中,一种方案是从其他灵长类动物体内获取所需器官。但是,由于灵长类动物的心脏生长周期长、较难培育,并且有传播疾病的风险,因而对于需要移植心脏的患者来说并不是一个很好的选择。

  因此,科学家将关注点转移到了其他动物身上。猪的心脏可以解决一部分上述难题,猪心培育方便,且容易提供专业饲养。最重要的是,猪心在解剖学结构上与人类的心脏较为相似,是较好的第二选择。猪心移植因而成为医学界的一大研究方向。

  

  免疫荧光技术的应用(图片来源:见参考文献)

  但是,异种心脏移植会面临几个较大的难题。首先是排异反应,免疫系统必然会阻止异体组织的进入,进而产生一系列生理反应。通常为了避免这些反应,需要通过药物进行抑制,但这些药物又会产生额外的副作用。另外,心脏移植本身就是对操作要求极高的手术,稍有环节出错,就会导致一系列功能上的连锁反应。还有一个问题是新的心脏与胸腔的适应性,一旦出现压迫,也会有生命危险。

  为了解决这一系列问题,慕尼黑大学实验室的这次移植手术主要在三个方面进行了关键性把控:首先,猪心根据需要进行了基因编辑,防止移植后出现严重的排异反应。排异反应正是此类手术最大的风险所在。其次,研究人员采用改进的方法保存离体的猪心,防止移植后的心脏出现功能性紊乱及其他问题。第三,研究人员使用药物控制猪心的发育速度,防止其挤压狒狒的胸腔造成伤害。

  

  不能忽视的医学问题(图片来源:pixabay)

  在这些新技术的支持下,移植后的心脏能够立即正常跳动,并且狒狒也不需要像过去一样服用过多对肾脏有害的抗免疫药物。尽管仍未达到人体临床实验的标准,但这无疑已经是一个巨大的研究突破。

  在技术进步的同时,这些研究同时还需要解决道德与伦理方面的问题。例如对动物的伤害程度,以及跨物种移植心脏本身的合理性等。但无论如何,如果这项技术能够继续改进方法,技术上再向前推进,达到进行人类临床移植的标准,那么在不远的将来,猪将可能成为人体器官移植的重要供源。一旦解决供应问题,这些技术将能够拯救更多人的生命。

  

原创稿件

制作:叶鹏飞

审校:魏潇 中山大学神经科学博士/中国科学院心理学研究所 博士后研究员

参考文献:Langin, M., Mayr, T., Reichart, B., Michel, S., Buchholz, S., Guethoff, S., . . . Abicht, J.-M. (2018). Consistent success in life-supporting porcine cardiac xenotransplantation. Nature, 564(7736), 430-433.

  


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