新华社中美研究人员近日在美国《科学》杂志网络版上报道,他们利用一种新的基因编辑技术,敲除猪基因组中潜在的有害病毒基因,从而为人类移植猪器官扫清了重大困难,给全世界数百万需要器官移植的患者带来了希望。

鉴于这一成就的重大意义,《美国科学》杂志对稿件进行了一次审核,并提前在网上发表了论文,而不是像往常一样每周四等着发表。

内源性逆转录病毒是嵌入细胞内基因组的病毒,对猪没有毒性。但是当猪细胞接触到人类细胞时,病毒就从猪基因组跳到了人类基因组。

异病毒传播最典型的例子是艾滋病毒(一种逆转录病毒)从灵长类动物传播到人类。到目前为止,还没有有效、彻底的医学方法来预防和消除艾滋病毒。因此,猪基因组的内源性逆转录病毒已成为人类移植和利用猪器官面临的主要医疗风险问题。

据不完全统计,世界上大约有200万人需要器官移植,但器官捐献的数量远远低于需要的人数。随着老龄化和慢性病的出现,移植器官供体的短缺越来越严重。猪的器官被认为是最有可能移植到人类身上的异种器官,因为它们的大小和功能相似。

20世纪90年代,欧美各国政府大力推进猪器官移植项目,全球几大制药公司也投入巨资解决人体对猪器官的排斥问题。但发现猪基因组中存在内源性逆转录病毒。最后,世界卫生组织(World Health Organization)和美国政府都明确下令,在找到解决方案之前,应停止所有异种移植的临床试验。

哈佛大学和美国其他机构的研究人员使用名为crispr-cas9的基因剪刀技术,剔除了猪基因组中可能的致病基因。

大多数基因改造都是基因水平的改造,一个猪细胞中有62个拷贝的内源性逆转录病毒基因需要改造。参与研究的杨鹿晗等人随后将转化后的猪细胞和人细胞一起培养,发现猪病毒感染率下降到前一种的千分之一。

最大限度地防止猪病向人类传播有什么科学价值

解释

中国人体器官采集组织联盟秘书、中南医院器官移植专家王彦峰告诉长江日报记者:首先,避免将动物传播的疾病传染给人。

器官移植将猪的器官移植给人类,有可能将猪源性疾病传播给人类,对人类造成极大的危害。这项研究结果引起了轰动,正是因为剔除了能引起猪疾病的基因。

基因敲除,即生物体内某个基因的失活,始于20世纪80年代。一次敲一个,一次敲两个,一次敲三个,不容易。这个成果采用了一种新的方式,可以一次敲除几十个基因。这意味着可以最大限度地预防或防止猪源性疾病向人类发展。

有哪些实际困难?猛烈的暴风雨有哪些尚未解决的拒绝反应

然而,这一成就并没有改善动物器官移植的排斥反应。王彦峰介绍说,目前临床上使用的器官移植都是同种异体移植,是在不同的人之间进行移植。移植会引起排异反应。一般来说,自己的身体是不认可外来器官的。临床上已用成熟药物解决。移植往往需要终生服用抗排异药物。

但是动物和人类是异质的,移植会引起严重的排斥反应,对人体和器官是致命的。这个问题仍未解决。

另外,除了排异,猪和人的组织虽然有相似之处,但还是有不可逾越的小差异。比如猪和人都有血红蛋白,只是差别很小,会在人体内造成很大的障碍。如果将猪肝移植到人体内,并且这种蛋白质是由猪的dna模板复制的,那么很有可能猪的器官会在人体内功能失调。但是研究结果使猪器官移植对人类来说向前迈进了一大步。

目前从动物器官到人类的移植试验性的只有少数,不能达到长期存活,效果也不确切。有些猪的心脏瓣膜已经移植到人体内用于治疗心脏病,但这是一种无活性的组织结构,用于移植的器官必须是活的。

为什么猪的器官最接近人体器官,更容易获得

众所周知,中国每年有30万患者等待器官移植,但只能移植1万例。世界上对器官的需求也存在巨大的缺口。

同济医院器官移植研究所所长陈智水教授说,世界各地的科学家和医学专家正在不断探索将动物器官移植到人类身上的可能性。在可能移植的动物器官中,猪的器官是第一位的,因为猪的器官最接近人体器官,比较容易获得。

第一次用基因剪刀

修饰细胞基因组

哈佛大学博士后、异种移植项目负责人杨鹿涵告诉记者,这项工作消除了10多年前发现猪内源性逆转录病毒后该领域最大的安全障碍,也重新点燃了大家对异种移植的信心。

自2014年以来,作为异种移植的带头人,杨鹿涵带领哈佛和egenesis的10人研究小组,利用一种新发明的基因剪刀技术crispr-cas9,敲除猪基因组中可能的致病基因。

29岁的杨2008年毕业于北京大学,因率先使用crispr-cas9技术修饰细胞基因组并领导基因组学研究,被《福布斯》杂志评为2014年30岁以下30个科学医学领域(30岁以下)领军人物之一。她说,她希望在未来五年内将异种移植推向临床方向。当然,异种移植除了技术问题,还需要解决生物伦理和商业规范的问题。

标题:{科研}29岁中国女孩敲除病毒基因 猪器官移植人体将会成真

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