【正文】 異種器官移植演講稿 所謂異種移植，是指將一個(gè)物種的組織移植到另一個(gè)物種體內(nèi)。即把動(dòng)物的組織、器官移植到人的身上，代替不健康的組織、器官行使功能。第一個(gè)異種器官移植： 世界上第一例異種移植手術(shù)發(fā)生于1905年。當(dāng)時(shí)，法國(guó)醫(yī)生布蘭斯多（princeteau）將家兔的腎臟移植給一個(gè)腎衰竭的兒童，術(shù)后移植腎排尿良好。但16天后，患兒死于肺部感染。 然而這位醫(yī)生的嘗試卻為世人提供了一條器官移植的新思路。同種移植之外，異種移植首次出現(xiàn)在人們的視線(xiàn)中。異種間存在的免疫排斥反應(yīng)要比同種間強(qiáng)很多，我們?yōu)槭裁催€要想方設(shè)法地去研究呢。 臨床器官移植的需求一直超過(guò)供給。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全世界需要緊急器官移植手術(shù)的病人數(shù)量與所捐獻(xiàn)的人體器官數(shù)量之比是20：1，如果加上那些靠藥物維持可以等待但必須做器官移植手術(shù)的病人，此比值將擴(kuò)大到30：1。 在亞洲地區(qū)，尤其是中國(guó)，大部分公眾的傳統(tǒng)觀念根深蒂固，很少有人自愿捐獻(xiàn)器官。再加上我國(guó)目前沒(méi)有明確規(guī)定腦死亡標(biāo)準(zhǔn)的法律，很多病人要等到全身器官衰竭的時(shí)候，才會(huì)確定死亡，但這樣的器官已經(jīng)不能成為可供使用的供體，如此一來(lái)，可供利用的器官就更是少之又少了。即便是在有相對(duì)完善的“聯(lián)合器官共享網(wǎng)絡(luò)”的美國(guó)和歐洲，每年只能滿(mǎn)足約十分之一病人的需求，仍有很多病人因無(wú)法及時(shí)得到供體而死亡。 所以尋求用于移植人類(lèi)的動(dòng)物器官，已成為解決這一難題的新選擇。那么移植物的最佳來(lái)源是什么呢。 我們知道靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，例如狒狒、黑猩猩、猴子等與人類(lèi)血緣關(guān)系較近。理論上講，以此作為移植物來(lái)源應(yīng)該是最佳方案。 最著名的異種器官移植案例發(fā)生在美國(guó)南加利福尼亞州。1984年10月，女?huà)胭M(fèi)伊誕生。不幸的是，她的心臟存在缺陷，供血能力不足，只能維持幾周生命。為了拯救費(fèi)伊，醫(yī)生將一顆七個(gè)月大的狒狒的心臟移植入她的胸膛。遺憾的是，費(fèi)伊在21天后死于排斥反應(yīng)。 二十世紀(jì)九十年代初，美國(guó)斯塔爾醫(yī)生把狒狒的肝移植到因嚴(yán)重病毒性肝炎瀕臨死亡又一時(shí)無(wú)法得到人供肝臟的危重病人身上，術(shù)后病人血液多項(xiàng)生化指標(biāo)恢復(fù)正常，狒狒的肝所產(chǎn)生的多種凝血因子、補(bǔ)體等蛋白酶類(lèi)可維持病人生命所需。手術(shù)獲得成功，病人存活了半年之久。 然而，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物數(shù)量稀少，在國(guó)際上大多屬于珍稀保護(hù)動(dòng)物；生長(zhǎng)周期慢，繁殖率低，飼養(yǎng)成本較高，很難滿(mǎn)足人類(lèi)器官移植的需求。加上與成年人的體格相比，猴子或狒狒的臟器都顯得較小，因此靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物難以成為人類(lèi)異種器官移植常規(guī)選用的供體。 其實(shí)現(xiàn)在普遍認(rèn)為較為理想的異種器官移植供體來(lái)源是一種我們非常熟悉的動(dòng)物，它就是，豬。 豬的繁殖能力強(qiáng)，一胎多產(chǎn)，生長(zhǎng)周期短，平均下來(lái)飼養(yǎng)成本較低，器官獲取相對(duì)容易很多。新陳代謝過(guò)程與人類(lèi)極其相似。易于進(jìn)行遺傳工程改造。更重要的是豬的器官與人體器官形狀、大小相似，生理性質(zhì)相近。那么豬作為異源器官供體需要克服哪些問(wèn)題呢。 首先當(dāng)然就是器官移植的免疫排斥反應(yīng)。免疫排斥反應(yīng)可分為超急性排斥反應(yīng)、急性血管排斥反應(yīng)和慢性排斥反應(yīng)。其中最為兇險(xiǎn)的就是超急性排斥反應(yīng)。這是源自豬體內(nèi)物質(zhì)α1，3半乳糖基轉(zhuǎn)移酶基因（ggta1）與人體體內(nèi)抗體和補(bǔ)體聯(lián)合產(chǎn)生的劇烈排斥反應(yīng)。一旦發(fā)生，被移植的豬器官往往會(huì)在幾分鐘至數(shù)小時(shí)內(nèi)，出現(xiàn)血栓、水腫等現(xiàn)象，并最終壞死。 如果能阻止異種供體細(xì)胞內(nèi)ggta1基因的表達(dá)，使得人類(lèi)體內(nèi)的抗體沒(méi)有結(jié)合的靶抗原，就可以避免這種超急性排斥反應(yīng)。目前的分子基因敲除和基因定點(diǎn)突變技術(shù)已做到了這一點(diǎn)。基因敲除和基因定點(diǎn)突變技術(shù)。圖 利用體細(xì)胞核移植技術(shù)敲除基因或定點(diǎn)突變的主要過(guò)程是，首先利用dna同源重組的原理，構(gòu)建基因敲除或使目的基因定點(diǎn)突變的載體，然后轉(zhuǎn)化到動(dòng)物的體細(xì)胞系中。篩選轉(zhuǎn)化的體細(xì)胞，建系，分離單個(gè)細(xì)胞，取出細(xì)胞核。采用顯微注射方法移入去核的豬卵母細(xì)胞中，電融合形成重組胚，重組胚移植到受體母豬，分娩產(chǎn)出的小豬即是敲除基因或基因定點(diǎn)突變的克隆豬，這些豬沒(méi)有g(shù)gta1基因的表達(dá)產(chǎn)物。 2003年phelps等利用同源重組技術(shù)獲得了世界上第1頭雙敲除ggta1基因的轉(zhuǎn)基因克隆豬，開(kāi)啟了利用體細(xì)胞基因打靶技術(shù)生產(chǎn)異種器官移植供體的先例。此后，日本和澳大利亞等國(guó)的幾個(gè)科研小組也相繼獲得了敲除ggta1基因的轉(zhuǎn)基因克隆豬。將其心臟和腎臟分別移植到免疫抑制的狒狒體內(nèi)，移植后的異種器官可以在狒狒體內(nèi)正常存活2～6個(gè)月，最長(zhǎng)的個(gè)體生存期長(zhǎng)達(dá)179d。 2010年，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所潘登科領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)成功研制出ggta1單敲除的近交系五指山小型豬，為我國(guó)創(chuàng)建器官移植邁出了關(guān)鍵的一步。異種器官移植的第二個(gè)問(wèn)題就是豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（perv） 它是一種在豬體內(nèi)正常存在的病毒，已經(jīng)成為豬基因的一部分。這種病毒對(duì)豬無(wú)害，但如果豬的器官被移植到人體，這種病毒是否依舊無(wú)害呢。2001年6月美國(guó)葛蘭素史克制藥公司發(fā)育生物學(xué)家布朗領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在《自然》雜志上發(fā)表一項(xiàng)研究成果，認(rèn)為致病菌或其他生物的有害基因是不可能直接轉(zhuǎn)移到人體的，細(xì)菌不可能直接向人類(lèi)轉(zhuǎn)移基因，人類(lèi)也不可能直接從細(xì)菌那里獲取基因。美國(guó)疾病控制中心組織專(zhuān)家組檢查了160名接受過(guò)豬活細(xì)胞移植的患者，確認(rèn)無(wú)一人受到豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的感染。這無(wú)疑增加了人們對(duì)從事豬器官用于人研究的信心。 但反對(duì)者認(rèn)為，其他事例表明某些對(duì)一個(gè)物種無(wú)害的反轉(zhuǎn)錄酶病毒在被移植到人體后會(huì)變成“病毒殺手”。最明顯的例子就是艾滋病病毒，這種病毒在猴體內(nèi)是無(wú)害的，而到了人體內(nèi)就變得致命。所以其潛在的危害性仍不容忽視。 crispr/cas9基因編輯技術(shù) 這一技術(shù)簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，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，成功率也很高，可以說(shuō)是整個(gè)基因工程界的新銳技術(shù)。 2015年10月初，世界頂級(jí)科學(xué)刊物《科學(xué)》的新一期發(fā)表了一篇重要的研究論文。論文作者——美國(guó)哈佛大學(xué)科學(xué)家喬治徹奇（georgechurch）通過(guò)使用該基因編輯技術(shù)成功抑制了豬體內(nèi)豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（perv）的基因，使豬來(lái)源異種器官移植的研究進(jìn)程大大推進(jìn)。另外，建設(shè)超潔凈的豬舍原本也是一個(gè)瓶頸問(wèn)題， 因?yàn)樨i舍內(nèi)要保證完全無(wú)細(xì)菌和病毒，豬食用的飼料和水也要經(jīng)過(guò)無(wú)菌無(wú)毒處理，建設(shè)成本和維護(hù)成本都很高。但現(xiàn)在，這個(gè)問(wèn)題正在慢慢地解決，比如我國(guó)的長(zhǎng)沙就已有研究團(tuán)隊(duì)建好了類(lèi)似的超潔凈豬舍。倘若國(guó)內(nèi)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)間加強(qiáng)合作，互相利用各自的優(yōu)勢(shì)來(lái)推進(jìn)基因改造豬的培育等各項(xiàng)工作，豬的各種器官、組織作為供體進(jìn)入臨床應(yīng)用的時(shí)間可能大大縮短。異種移植的未來(lái) 目前，應(yīng)用于各種器官移植的基因改造豬的研發(fā)和培育還在進(jìn)行中，因?yàn)楦鞣N器官的要求不一