猩猩、猴子的器官構(gòu)造和人體器官差不多。為什么不能進(jìn)行內(nèi)臟移植?:不能,血型不同,而且DNA的組成相差很大,會(huì)導(dǎo)致人體產(chǎn)生排斥。導(dǎo)致移植的器官在體內(nèi)損壞。“
不能,血型不同,而且DNA的組成相差很大,會(huì)導(dǎo)致人體產(chǎn)生排斥。導(dǎo)致移植的器官在體內(nèi)損壞。
“萬能豬”是科學(xué)家們培育的一種克隆豬,其體內(nèi)導(dǎo)致豬器官與人血不相容的豬DNA片段已被敲除,因此它們的器官可以移植到人體中。從理論上說,這種器官移植到人身上不會(huì)出現(xiàn)排斥反應(yīng),如果能夠?qū)崿F(xiàn),將為深受供體短缺困擾的人類器官移植帶來全新的希望。
異體器官移植的迫切性
關(guān)于器官移植,目前主要有兩個(gè)分支:一個(gè)是同種異體器官移植,即接受器官移植的受體和供體是同一種類(例如都是人),但他們具有不完全相同的遺傳基因,在他們之間進(jìn)行器官或組織的移植;另一個(gè)是異種器官移植,是指將動(dòng)物身體的器官,通過基因技術(shù),移植到人體中,并長期有效存活。現(xiàn)在臨床上進(jìn)行的器官移植手術(shù)絕大多數(shù)是同種異體器官移植。這種手術(shù)受到供體缺乏的限制,造成許多患者的死亡。這是因?yàn)槟壳暗却鞴僖浦不颊叩臄?shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可供移植器官的數(shù)量,很多人往往在等待器官移植的過程中死去。
自從1954年第一例腎移植手術(shù)后,器官移植手術(shù)已成為器官衰竭者的主要救命手術(shù),但供體的短缺嚴(yán)重制約了器官移植技術(shù)的開展。人類來源的器官供應(yīng)處于嚴(yán)重的“供不應(yīng)求”狀態(tài),在中國,這個(gè)問題更突出。我國每年有100萬~150萬生命垂危的人亟須器官移植,最終能得到供體接受移植的病人不到1萬人。
在其他國家,這個(gè)差距也是很大的。全世界需緊急器官移植手術(shù)的患者數(shù)量與所捐獻(xiàn)人體器官的數(shù)量比為20∶1,這個(gè)數(shù)字還不包括那些靠藥物維持可以等待但又必須接受器官移植手術(shù)的患者,因而供體器官的缺口相當(dāng)大。
為什么豬是最佳供體對(duì)象
一方面供體短缺,另一方面需求量劇增,怎么才能解決這個(gè)矛盾呢?開展異種器官移植是世界公認(rèn)的解決器官短缺的重要途徑。面對(duì)這種困境,科學(xué)家們自然而然地想到:既然人的器官不好找,能否用其他動(dòng)物的器官來替代一下?這的確是一個(gè)好主意。
人們首先想到的供體是與人關(guān)系最密切的猴、猩猩和狒狒,這些動(dòng)物與人一樣屬于靈長類動(dòng)物,它們的器官結(jié)構(gòu)、生理功能和新陳代謝與人非常相似,應(yīng)該更適合移植到人體,但實(shí)際上存在很多問題。
首先,要考慮到移植器官的性能和尺寸。靈長類動(dòng)物雖然和人類最接近,但大多數(shù)成員(例如猴)的體型太小,它們的器官根本無法承擔(dān)人體代謝的需要。而猩猩和狒狒等大型類人猿又都是瀕危的稀有動(dòng)物,是人類保護(hù)的動(dòng)物。同時(shí),靈長類動(dòng)物的特點(diǎn)是世代間隙長,尤其是猩猩和狒狒,世代間隙長達(dá)10年以上,繁殖率低,一胎一仔,飼養(yǎng)成本也較高,很難滿足人類器官移植的需求。最后一點(diǎn)是因?yàn)樗鼈兣c人類是“近親”,存在于它們體內(nèi)的一些病毒,例如SIV(猴免疫缺陷病毒)、埃博拉病毒很容易傳染給人類,它們的器官移植到人體上發(fā)生重組之后甚至?xí)a(chǎn)生更有害的病毒。
既然孫猴子這個(gè)“大師兄”指望不上,那就只好煩勞“二師兄”豬八戒犧牲一下了。雖然在分類上,豬是偶蹄目,人是靈長目,相差挺遠(yuǎn),但從體型、食性、代謝水平這些外在指標(biāo)來看,豬和人類大體接近。豬的一些器官從“性能參數(shù)”上看和人類基本處于同一檔次。例如,豬的心臟與人的心臟大小差不多,其管道分布和動(dòng)力輸出也相類似;人的體溫為36~37℃,豬的體溫也是36~37℃;人的心率為60~100次/分鐘,豬為55~60次/分鐘。
同時(shí),它與人進(jìn)化距離不遠(yuǎn)不近剛剛好,豬組織內(nèi)的病毒不太會(huì)造成人類感染。此外,豬便于定向育種和大規(guī)模繁殖,顯然是不錯(cuò)的潛在移植器官來源?茖W(xué)家對(duì)豬情有獨(dú)鐘,到目前為止,在國際上,豬是異種器官移植的最佳選擇對(duì)象已成為共識(shí)。
一頭豬的器官可廣泛用于人體角膜、皮膚、胰島、關(guān)節(jié)、肌腱、韌帶、腎臟、心臟、肝臟等器官的移植。在醫(yī)學(xué)界,植入人體細(xì)胞的豬的心臟瓣膜已用在患者身上。美國有科學(xué)家已大膽嘗試用野豬的肝臟為肝昏迷的患者過濾肝臟毒素,為他們爭(zhēng)取時(shí)間,等待肝臟供體。而豬的韌帶肌腱的移植技術(shù)也已經(jīng)成熟。
需要解決的難題
要培育出用于人體器官移植的“萬能豬”,必須解決以下幾個(gè)難題。
1.超急性排斥反應(yīng)
異體器官移植最大的障礙在哪里?是超急性排斥反應(yīng)。人類自身的免疫系統(tǒng)猶如一支軍隊(duì),護(hù)衛(wèi)著身體不受外來細(xì)菌和病毒的侵略,也清除體內(nèi)出現(xiàn)的“非己”成分。移植外來器官的同時(shí),會(huì)帶來別的身體細(xì)胞,自身免疫系統(tǒng)就會(huì)將這些“非己”成分視為侵略者,試圖將其消滅,這就是“免疫排斥”。
豬體內(nèi)有一種簡(jiǎn)稱α—GAL基因,是狒狒與人等靈長類動(dòng)物所沒有的。當(dāng)豬器官植入人體后,人體的免疫系統(tǒng)會(huì)將這種分子認(rèn)作外來物而發(fā)起攻擊,幾分鐘內(nèi)即可將移植器官摧毀。科學(xué)家曾經(jīng)試驗(yàn)過很多方法來解決超急性排斥問題,比如在豬器官移植給猴子的實(shí)驗(yàn)中,試圖先去除供體的α-GAL糖分子,或者通過給猴子做血液透析以去掉它們體內(nèi)的抗體等。但這些做法的持續(xù)時(shí)間和效果都十分有限。隨著基因技術(shù)的發(fā)展,解決排斥反應(yīng)最根本的辦法,就是用某種辦法“敲除”掉豬的α-GAL基因,再導(dǎo)入人的抗排斥反應(yīng)基因。
傳統(tǒng)的基因敲除方式步驟復(fù)雜,效率也不夠高。目前,采用的最好基因編輯技術(shù)是CRISPR/Cas9技術(shù)。簡(jiǎn)單說就是讓擁有剪切DNA鏈條能力的Cas9內(nèi)切酶,在導(dǎo)向RNA片段的指引下對(duì)特定位置的基因片段進(jìn)行精確切割,從而人為制造基因的突變甚至失活,之后還能在空缺處加入新的基因片段,人為編輯修改基因序列。該方法操作簡(jiǎn)便快捷,成功率也更高,可以說是整個(gè)基因工程界的新銳技術(shù)。
和克隆羊、克隆猴一樣,“萬能豬”是將去核的卵細(xì)胞和經(jīng)過遺傳修飾的體細(xì)胞通過電脈沖融合,這個(gè)融合細(xì)胞能像受精卵一樣分裂分化,最后再將融合細(xì)胞植入代孕母親的體內(nèi)。經(jīng)過110多天的孕育,“萬能小豬”就可以出生。這些經(jīng)過“基因改造”的豬,既可以精確地模擬人類的疾病,也可以作為人類各種器官的供體,造福人類健康。
2.內(nèi)源性轉(zhuǎn)錄病毒
在異種移植中,跨物種的生物安全問題也一直引人注意。通常認(rèn)為,種屬上與人越接近的物種,其所攜帶的病原體就越容易感染人類。
目前的研究確定了26種存在種間交叉感染風(fēng)險(xiǎn)的病原體。其中,最難解決的是消滅豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(PERV)。近些年,這一問題得到了根本性解決:哈佛醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)教授喬治·丘奇團(tuán)隊(duì)利用新的基因編輯技術(shù)一次性地敲除了隱藏在豬基因組中的PERV片段,體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證病毒的感染率只為原來的千分之一,從而解決了豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒感染風(fēng)險(xiǎn)。
3.超潔凈豬舍
“萬能豬”可不能養(yǎng)在普通的豬舍中,它們比人還干凈。因?yàn)檫@些豬的器官要被移植到人身上,必須避免豬身體上的病毒傳給人,因此對(duì)它們的飼養(yǎng)要非常講究。首批克隆出來的豬還不能直接用于臨床,必須再繁殖一代,成為“豬二代”才會(huì)用于移植。這些豬從出生到臨床應(yīng)用,享受的可不是一般的待遇。這些豬寶寶都是剖腹產(chǎn)的,從一出生就馬上和豬媽媽分開,被送到超潔凈的豬舍中,接受人工飼養(yǎng)。豬舍內(nèi)必須是完全無菌、無病毒的,飼養(yǎng)人員進(jìn)去之前必須沐浴更衣,還得換上專門的工作服。
這些豬的飲食,比如飼料和水,都是經(jīng)過無菌、無毒的處理。每頭豬身上都貼有一塊電子芯片,工作人員會(huì)對(duì)它們進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控,每隔一段時(shí)間,這些豬都要接受檢驗(yàn)、檢疫?梢哉f,這些豬比人還干凈,它們的器官確保無菌。如此高規(guī)格的豬舍,建設(shè)起來所需要的財(cái)力、物力可想而知。一個(gè)能夠容納5000~10000頭豬的大型超潔凈豬舍,只建設(shè)成本就高達(dá)1億美元,F(xiàn)在,這種超潔凈豬舍已經(jīng)建成,可供養(yǎng)殖“萬能豬”。
4.倫理之爭(zhēng)
人造器官的培育和移植已取得很大突破,但這條路對(duì)人類來說依然任重而道遠(yuǎn)——除了技術(shù)難題,還要面臨著更多倫理問題。
爭(zhēng)議1 器官有記憶,“豬性”會(huì)否移植給人
臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),器官移植后會(huì)對(duì)人的生理和心理都產(chǎn)生影響。年長的人身上移植了年輕人的腎臟,頭發(fā)會(huì)變黑;脾氣溫和的人移植了脾氣暴躁的人的心臟后,脾氣也會(huì)變暴躁。那么,假如豬的器官也能記憶,會(huì)不會(huì)把舊主人的習(xí)氣帶給人類?人的性情會(huì)出現(xiàn)哪些變化?如果某人在生育前接受了異種器官移植,他的下一代基因中會(huì)不會(huì)帶有豬的成分?
爭(zhēng)議2 移植豬器官,會(huì)是“混合體”嗎
2002年,美國兩位科學(xué)家把人類干細(xì)胞植入綿羊的早期胚胎里,結(jié)果在生育下來的小羊的血液、肌肉和心臟里,發(fā)現(xiàn)了40%的人類特質(zhì)。當(dāng)人類干細(xì)胞注入到豬的胚胎時(shí),從四肢到內(nèi)臟,甚至大腦,豬的全身各個(gè)器官都具備了一定比例的人類細(xì)胞,那這只“豬”還能叫作豬嗎?同時(shí),將豬的器官植入人體,人是否成為“豬人”?現(xiàn)在的社會(huì)有沒有準(zhǔn)備好去接受一個(gè)部分是人、部分是豬的生物。
對(duì)此,南京醫(yī)科大學(xué)的戴一凡教授回應(yīng)說:“歡迎大家參與討論,但個(gè)人認(rèn)為從科學(xué)角度出發(fā)都不是問題。就像汽車換了發(fā)動(dòng)機(jī),還是原來那個(gè)牌子的汽車,本質(zhì)沒發(fā)生變化。如果說人換上豬心臟就成了豬人,那么體內(nèi)裝上人工裝置的患者就成機(jī)器人了嗎?”
這的確是個(gè)好的主意,可以緩解捐獻(xiàn)器官的不足。因?yàn)槿祟惡秃镒友莼系姆种В鞴贅?gòu)造有很高的相似度,但是細(xì)胞的差異卻很大,移植會(huì)遇到非常強(qiáng)的免疫排斥反應(yīng)。
免疫排斥反應(yīng)是異種移植的問題之一,但不是問題的全部,另一方面的重要問題是內(nèi)源性的病毒基因。免疫來源于生物演化的分支,生物都是在不停的進(jìn)化,而進(jìn)化的原因是基因的改變,基因要轉(zhuǎn)錄翻譯為蛋白質(zhì)才能發(fā)揮作用,基因的突變就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞表面蛋白、糖蛋白等物質(zhì)的改變,而這些是人體細(xì)胞相互識(shí)別的基礎(chǔ),免疫系統(tǒng)通過這些物質(zhì)結(jié)構(gòu)能識(shí)別外來的或內(nèi)在的細(xì)胞,外來的細(xì)胞就會(huì)遭受免疫系統(tǒng)的強(qiáng)烈攻擊,導(dǎo)致外來細(xì)胞的死亡、被吞噬,進(jìn)而無法表達(dá)功能。
人類和猴子演化歷史上的分化已經(jīng)相當(dāng)久遠(yuǎn)了,大約3500萬年前舊世界的猴子已經(jīng)出現(xiàn),不過它們的腦皮層不像人類這么發(fā)達(dá),后來兩三千萬年前,猿類逐漸出現(xiàn),它們沒有尾巴大腦發(fā)達(dá)且大腦的溝回復(fù)雜,導(dǎo)致猿類的思維能力進(jìn)一步提升,但是相應(yīng)地也帶來了細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)的差異,當(dāng)異種移植進(jìn)行的時(shí)候,免疫系統(tǒng)會(huì)瘋狂地攻擊移植的器官組織,導(dǎo)致移植器官迅速地衰竭失去作用。免疫排斥是移植要面臨的首個(gè)嚴(yán)峻的問題,所以移植需要交叉配型,首先需要血型合適,然后還需要更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐湫褪侄危浦仓笠部赡苄枰娚帀褐泼庖吖δ,避免?duì)器官造成嚴(yán)重影響,使移植器官多工作一段時(shí)間。
另一個(gè)問題是內(nèi)源性的病毒基因。不同的生物生存的環(huán)境不同這沒什么問題吧,很明顯地人類生存在人類社會(huì),而猴子生存在樹林,長久的演化分化導(dǎo)致人類和猴子面臨的病原不同。而對(duì)人類基因檢測(cè)證明,人類體內(nèi)有大約8%的基因來自于病毒,一些逆轉(zhuǎn)錄病毒可以將基因固定于人類基因組之中,隨著人類的繁衍而傳播。漫長的演化中,人類逐漸適應(yīng)了某些病毒,基因變異導(dǎo)致某些病毒對(duì)人體的攻擊性降低,逐漸使得人體適應(yīng)了并且固定了很多病毒的基因。對(duì)于猴子也是一樣的,它們生存的環(huán)境不同基因中也固定了很多人類未曾遭遇的病毒基因。
這些內(nèi)源性的病毒基因在自身體內(nèi)由于特殊蛋白的鎖定已經(jīng)無法發(fā)揮作用,但是在移植到其它的生物體內(nèi)時(shí)卻可能發(fā)揮作用,所以如何消除內(nèi)源性病毒基因的影響也是現(xiàn)代器官移植的一個(gè)重要問題。目前研究比較多的是豬向人類的器官移植,同屬于哺乳動(dòng)物生理結(jié)構(gòu)進(jìn)而基因都存在較高的相似度,而且豬這種生物繁殖力強(qiáng),更重要的是人類可以對(duì)豬進(jìn)行很多的改造,比如可以人工剔除某些內(nèi)源性的病毒基因,也可以通過化學(xué)藥物洗去細(xì)胞表面的特殊抗原,使得免疫排斥反應(yīng)降低,中日美等很多國家都在研究豬向人的異種移植,以彌補(bǔ)器官的不足,最重要的手段就是基因剔除,避免內(nèi)源性病毒基因的影響。
目前可以做到的是瓣膜、角膜等的移植,但并不是直接的移植,這些組織的活性本身就比較低,通過生物化學(xué)方式處理之后可以作為生物材料,制成人體角膜、瓣膜,使得免疫排斥降到最低、內(nèi)源性病毒基因無法發(fā)揮作用。在我國已經(jīng)有不少案例,比如人移植豬角膜,說是豬的角膜,但其實(shí)已經(jīng)受過很多的處理,可以使因?yàn)榻悄p傷等因素導(dǎo)致的失明患者恢復(fù)到大約0.1到0.2的視力,雖然較一般人視力低,但是已經(jīng)可以使這類患者比較正常地生存著了,也使患者不需要在黑暗中獨(dú)自摸索了。
如今的異種器官移植的重點(diǎn)就是內(nèi)源性病毒基因的剔除,這需要在受精卵等階段就開始培育,目前走在較前位置的國家包括我國。用異種動(dòng)物的器官可以迅速彌補(bǔ)人類捐獻(xiàn)器官的不足,可以使很多患者看到希望。另一方面就是干細(xì)胞的研究,將體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為全能干細(xì)胞,可以在體外培育人體器官等,這樣帶來的免疫反應(yīng)等幾乎不存在,只不過目前也還欠缺,不過好像已經(jīng)實(shí)現(xiàn)過瓣膜等組織的制造。
別辦缺德事!動(dòng)物比人值錢!它們也需要健康生活!
只是時(shí)間問題,隨著科技的進(jìn)步,以后都可以。
生物體很奇妙,一般來說,人體內(nèi)的肌肉組織和血液體液,對(duì)不是自身的物質(zhì)或生物組織都有排異反應(yīng),以保護(hù)自己。
器官移植最大障礙是排異,如果能用基因技術(shù)培養(yǎng)出來一種克服排異的豬就解決問題了,猩猩猴子器官在體積上還是有差距,豬器官大小適合。
嘿嘿??
基因相似度太高,再一個(gè)猴子有潛在的基因風(fēng)險(xiǎn)和疾!
很簡(jiǎn)單,農(nóng)村的房子和北京的房子都是水泥鋼筋造的,價(jià)錢差老鼻子了
關(guān)鍵猴子??腦子也跟我們差不多,為什么腦子沒有我們好使?
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