☉楊波

異種器官移植最大的障礙是免疫排斥反應(yīng)。如果能從那些需要器官移植的患者身上采集皮膚細(xì)胞，培育出多能干細(xì)胞，將這些多能干細(xì)胞注入豬的胚胎，形成人豬嵌合胚胎，然后在體內(nèi)進(jìn)一步發(fā)育成含有功能性人類細(xì)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(nèi)，或許是減輕或消除免疫排斥反應(yīng)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(dāng)然不是完全的人類器官，它只是含有一部分人類細(xì)胞，可以減少或消除異種器官移植時的免疫排斥反應(yīng)。利用人類的多能干細(xì)胞在動物體內(nèi)培養(yǎng)出含有一些人類細(xì)胞的嵌合器官，用于異種器官移植，是解決免疫排斥反應(yīng)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?！?/p>

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(chuàng)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(dāng)然地應(yīng)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(zhì)炎疫苗開發(fā)者喬納斯·索爾克醫(yī)生創(chuàng)立，主要聚焦于衰老和再生醫(yī)學(xué)、免疫系統(tǒng)生物學(xué)等研究領(lǐng)域，目前已發(fā)展成為世界知名的生物醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)。

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(lián)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?！?/p>

“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(xì)胞，我們希望它能像豬八戒一樣，有一些特別本領(lǐng)，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?！眳遣┦炕卮鸬馈?/p>

“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(qū)別呢？”小迪聽到器官移植，馬上聯(lián)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(yīng)。不過，兩者還是有很大區(qū)別的?；蚬こ特i主要是刪除一些豬的特異基因，或者轉(zhuǎn)入一些人的基因，使豬的細(xì)胞具有與人類細(xì)胞相近的特性，讓人體的免疫系統(tǒng)無法辨別；而人豬嵌合胚胎，則是將人類的多能干細(xì)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(xì)胞會在豬的胚胎中定向發(fā)育成嵌合器官，也就是說，這些嵌合器官既含有豬的細(xì)胞，也含有一些人類細(xì)胞，我們希望它們也能躲過人體免疫系統(tǒng)的種種關(guān)卡?！眳遣┦空J(rèn)真地解釋道。

“為什么這種嵌合器官能躲過人體免疫系統(tǒng)的嚴(yán)密檢查呢？”小迪問道。

“這正是多能干細(xì)胞的神奇之處。這些多能干細(xì)胞是利用患者的體細(xì)胞，如皮膚細(xì)胞，轉(zhuǎn)入一些基因，并加入一些藥物誘導(dǎo)而形成的。它們能像人類的原始胚胎細(xì)胞一樣，發(fā)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(dāng)我們將人類的多能干細(xì)胞注射到豬的胚胎中后，人類干細(xì)胞可以與豬的原始胚胎細(xì)胞一起生長發(fā)育，形成不同的嵌合器官。這些器官就會含有患者自身的細(xì)胞。當(dāng)將這種嵌合器官移植回患者體內(nèi)后，患者的免疫系統(tǒng)馬上會對外來的器官進(jìn)行大搜查，如果發(fā)現(xiàn)嵌合器官含有自己的細(xì)胞，則會將其看成‘自己人’，不再對它們發(fā)動攻擊?！眳遣┦恳贿呏v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(xiàn)出人豬嵌合胚胎的技術(shù)路線。

“原來人豬嵌合胚胎相當(dāng)于為患者定制器官呀！”小迪似乎聽明白了。

“小迪，你總結(jié)得非常好，我們研究的最終目標(biāo)正是根據(jù)患者的需要，定制生產(chǎn)屬于患者自己的新器官，只要技術(shù)成熟，就可在半年內(nèi)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?！笨逅菇淌谧鳛轫椖控?fù)責(zé)人，為大家描繪著這項技術(shù)的應(yīng)用前景?！安贿^，這項技術(shù)在應(yīng)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(xì)胞注射到豬的胚胎后，再放回到母豬的體內(nèi)，讓它繼續(xù)發(fā)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(nèi)取出，一方面，需要檢測這種胚胎中是否含有人類的細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一萬個豬細(xì)胞中約有一個人類細(xì)胞，雖然人豬嵌合胚胎中的人類細(xì)胞非常少，但這是世界上首次在豬的胚胎中出現(xiàn)活的人類細(xì)胞；另一方面，由于技術(shù)尚不成熟，社會上很多人對這項技術(shù)也非常擔(dān)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(nèi)的發(fā)育?！眳遣┦垦a(bǔ)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(yīng)用則需要更長時間?！碧撇┦恐揽茖W(xué)創(chuàng)新并非易事，但只要思路是正確的，經(jīng)過不懈努力，最終定能將科學(xué)家的夢想變成現(xiàn)實。

“我們計劃繼續(xù)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(jìn)該技術(shù)的臨床應(yīng)用?！笨逅菇淌诤苡行判牡卣f道，“其實，我們和日本科學(xué)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(fā)育出嵌合器官，移植后也能發(fā)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?！?/p>

“不過，小鼠和大鼠嵌合胚胎比人豬嵌合胚胎的研究更復(fù)雜一些，我們首先利用基因編輯技術(shù)，破壞小鼠胚胎中控制胰臟、心臟和眼睛等器官發(fā)育的關(guān)鍵基因，導(dǎo)致小鼠胚胎中的這些器官無法正常發(fā)育，小鼠胚胎也因此無法存活。但當(dāng)我們將大鼠的多能干細(xì)胞注入這些小鼠胚胎中時，構(gòu)建的小鼠與大鼠嵌合胚胎卻能在小鼠子宮內(nèi)正常發(fā)育。這些嵌合小鼠出生后能健康生活兩年以上，相當(dāng)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(fā)育的基因被破壞，這些嵌合小鼠在大鼠多能干細(xì)胞的幫助下，成功發(fā)育出新的嵌合胰臟和眼睛等器官，并能在小鼠體內(nèi)發(fā)揮正常生理功能。”吳博士詳細(xì)地介紹起自己的研究。

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

“有意思的是，我們是將大鼠的多能干細(xì)胞移植到小鼠的胚胎中。而日本科學(xué)家則是將小鼠的多能干細(xì)胞注射到大鼠的胚胎中。同樣在注射多能干細(xì)胞之前，也是將控制大鼠胰臟發(fā)育的關(guān)鍵基因敲除，這些嵌合胚胎也可以在大鼠體內(nèi)正常發(fā)育，新生大鼠還長出含有小鼠細(xì)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(nèi)，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?！眳遣┦繉θ毡就械难芯恳踩鐢?shù)家珍。

“哇，大鼠的胰島細(xì)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(chuàng)新研究，越來越感受到生命科學(xué)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(xì)胞，培育出含有人類細(xì)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(jìn)一步確認(rèn)利用豬的身體生產(chǎn)可供移植人類嵌合器官的可行性。”卡洛斯教授總結(jié)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(jī)會合作?！甭犕陞擒姴┦康脑敿?xì)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(dāng)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(dān)心?！笨逅菇淌谘a(bǔ)充道。

“大家擔(dān)心什么呢？難道跟我的擔(dān)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(dāng)然不會變成豬八戒?！毙〉系脑挵芽逅菇淌诙簶妨?，“大家擔(dān)心的是另外一件事?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，豬基因組中含有一些內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒基因，有人擔(dān)心這些內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒基因有可能會在異種移植過程中被激活，并轉(zhuǎn)移到人類基因組中，導(dǎo)致人類感染一些未知的傳染性疾病?！?/p>