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生命之初，人是健康而快樂(lè)的，那時(shí)候的身體各項(xiàng)機(jī)能完好，如同一輛剛買來(lái)的新車，只需要給油就能快速行駛，但隨著年齡的增長(zhǎng)，新車變舊車，免不了我們停下匆忙的步伐，對(duì)其進(jìn)行修修補(bǔ)補(bǔ)。
人體的“零部件”壞了，該如何維修？
修補(bǔ)人體的“零部件”與維修汽車有區(qū)別嗎？其實(shí)差別很大。汽車壞了，我們可在維修點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)或直接更換，例如輪胎老化，我們可換一個(gè)新輪胎；油箱漏油，我們可對(duì)油箱修補(bǔ)，或者干脆換一個(gè)，甚至發(fā)動(dòng)機(jī)壞了，我們也可以對(duì)其進(jìn)行維修或替換。
換成人是否也同樣成立，答案只是部分肯定。
隨著現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步，人類解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題大為提高，目前人身上還有諸多“零部件”不可更換，雖然我們已從皮膚到關(guān)節(jié)，甚至心臟都可以進(jìn)行移植，但還是有諸多部位不可更換。
例如頭顱，近年來(lái)，有關(guān)頭顱移植的話題議論紛紛，雖然在小鼠或猴子身上曾實(shí)現(xiàn)過(guò)頭顱移植，但它們僅存活很短的時(shí)間，算不上成功。
意大利卡納維羅醫(yī)生一直想將其應(yīng)用于人身上，顯然這一手術(shù)極具風(fēng)險(xiǎn)。
另一個(gè)顯著不同的是，人體器官的移植需要考慮移植的器官與其他器官協(xié)調(diào)，以及與受體（需要移植器官的一方）的血液循環(huán)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)相匹配，否則移植的器官很容易引起強(qiáng)烈的免疫排斥反應(yīng)而壞死，甚至造成器官移植的受體死亡。
這與汽車的零部件維修大不一樣。
隨著全球各國(guó)老齡化的到來(lái)以及醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，器官移植需求進(jìn)一步加大。
器官移植可以分為三類：自體移植、同種移植以及異種移植。
所謂自體移植，是通過(guò)將組織和器官?gòu)纳眢w的一個(gè)部分移植到另一部分，例如我們常見(jiàn)的自體皮膚移植，這種移植不受免疫排斥的影響；同種移植，移植發(fā)生在同一物種不同個(gè)體間，由于不同個(gè)體在免疫系統(tǒng)上存在差異，所以同種移植在手術(shù)時(shí)需考慮免疫排斥反應(yīng)；異種移植，即器官移植發(fā)生在不同種類的物種之間，通常來(lái)說(shuō)這兩個(gè)物種親緣關(guān)系（進(jìn)化上的種屬關(guān)系）較近，否則移植的器官難以成功，異種移植也會(huì)有強(qiáng)烈的免疫排斥反應(yīng)發(fā)生。
以上三種不同的器官移植類型，會(huì)帶來(lái)生理功能不匹配、新的傳染病以及移植排斥等方面的風(fēng)險(xiǎn)，前兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，我們較容易控制，但免疫排斥仍是器官移植，尤其是異種器官移植的難點(diǎn)。
通常情況下，接受器官移植的個(gè)體需要服務(wù)免疫抑制劑，如環(huán)孢素、皮質(zhì)類固醇、硫唑嘌呤等，這些藥物無(wú)一都指向了器官移植受體的免疫細(xì)胞，抑制劑通過(guò)抑制淋巴細(xì)胞的活化或增殖，從而抑制器官移植過(guò)程中的免疫排斥反應(yīng)，增加器官移植成功的概率。
“維修”人體的零部件從何而來(lái)？
但緊接著我們會(huì)面臨另一個(gè)問(wèn)題，這些器官?gòu)暮味鴣?lái)？目前，器官移植供體在世界范圍內(nèi)都比較緊缺，顯然單靠從人身上獲取，難以滿足市場(chǎng)需求，這必須從其他物種身上獲得對(duì)器官的需求。這就是我們今天講述的重點(diǎn)內(nèi)容，如何進(jìn)行器官的異種移植?
異種器官移植早在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)出現(xiàn)前，就存在于具有先見(jiàn)的醫(yī)生腦海中，但是這一想法在當(dāng)時(shí)過(guò)于前衛(wèi)，以至于最后均已失敗而告終。
最早的異體器官移植手術(shù)可追溯到大約300年，那時(shí)候沒(méi)有動(dòng)物臨床試驗(yàn)一說(shuō)，醫(yī)生一上來(lái)就開(kāi)始在患者身上進(jìn)行實(shí)踐，所以失敗率高，死亡風(fēng)險(xiǎn)大。
但是這些先行者的實(shí)踐仍具價(jià)值，因?yàn)樗麄儐⒌虾髞?lái)者如何攻克異種器官移植面臨的困境。
上世紀(jì)初，醫(yī)生也加大了對(duì)異種器官的探索，一名叫Princeteau的醫(yī)生，曾將兔子的腎臟移植到腎臟發(fā)育不全的小孩體內(nèi)。隨后，其他醫(yī)生們也開(kāi)始從山羊、豬以及靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上尋找人類器官的來(lái)源。
1984年，一名小女孩因?yàn)橄忍煨宰笮氖野l(fā)育不全，而采用移植狒狒的心臟，但是在心臟手術(shù)成功移植后的第21天，小女孩還是以死亡告終，因?yàn)檠筒黄ヅ?，狒狒攜帶罕見(jiàn)的O型血，與人類的O型血并不匹配。
這些嘗試最終均以失敗而告終，因?yàn)槿梭w對(duì)異種器官的強(qiáng)烈免疫反應(yīng)，足以讓他們死亡。
通過(guò)在山羊、狒狒、兔子、狗身上的一輪失敗實(shí)驗(yàn)后，人類探索的步伐并未止步，來(lái)源豐富的豬自然而然受到人們的關(guān)注，并成為理想的器官供體來(lái)源。
對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)，憨態(tài)可笑的豬是寵物，也是人類肉食的主要來(lái)源，但在醫(yī)學(xué)專家看來(lái)，豬會(huì)是理想的器官移植的主要來(lái)源。因?yàn)樨i身上的很多器官大小，如心臟、腎等跟人差不多大小，這也意味著其發(fā)揮的功能作用，比較類似。
但我們能否直接從豬身上取出相應(yīng)的器官，移植到人身上呢，顯然這樣做是不行的。
這主要是考慮到兩個(gè)方面的因素：第一、還是免疫排斥反應(yīng)。我們身體中的免疫器官如同永不知疲倦的衛(wèi)士一樣，它們時(shí)刻檢查身體中外來(lái)的成分，這些成分既可以是細(xì)菌、病毒，也可以是外來(lái)的器官、組織。如果移植的器官未經(jīng)進(jìn)行免疫同源化，很容易會(huì)引起我們自身的免疫細(xì)胞的殺傷，最終導(dǎo)致器官移植失敗；
第二、移植器官是否存在病毒，由于豬自身攜帶諸多病毒，其身上的器官同樣攜帶有病毒。如果想移植豬的器官，顯然在一開(kāi)始就要“剔除”病毒，接下來(lái)，我們?cè)撊绾巫瞿兀?/span>
如何讓豬成為理想的器官供體來(lái)源？
這就需要利用到當(dāng)下生命科學(xué)領(lǐng)域，最為熱門的一門技術(shù)：CRISPR/Cas9技術(shù)。我們須對(duì)其基因進(jìn)行編輯，從而減少豬的器官攜帶病毒。
哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的喬治·丘奇（GeogreChurch），不僅是華人天才科學(xué)家張鋒的導(dǎo)師，同樣也是另外一名年輕有為的華人科學(xué)家楊璐菡的導(dǎo)師。
如何通過(guò)基因編輯技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全的器官移植，圖片來(lái)自eGenesis.com
楊璐菡與丘奇教授一起成立一家基因編輯公司eGenesis，該公司是一家專門通過(guò)基因編輯技術(shù)為患者提供安全有效的抑制細(xì)胞、組織或器官。通過(guò)CRISPR/Cas9技術(shù)，對(duì)豬的基因進(jìn)行編輯，從而使其器官不攜帶相關(guān)病毒，成為理想的器官供體來(lái)源，解決全球范圍內(nèi)的器官短缺問(wèn)題。
楊璐菡出生于中國(guó)四川，在北京大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，之后在美國(guó)哈佛大學(xué)獲得博士學(xué)位。她在異種器官移植領(lǐng)域做出非常出色的成績(jī)，獲得了福布斯“30位30歲以下”商業(yè)領(lǐng)袖、世界經(jīng)濟(jì)論壇“年輕領(lǐng)袖”等榮譽(yù)。
從異種器官移植到PDX動(dòng)物模型的構(gòu)建
由于異種器官移植近年來(lái)在醫(yī)學(xué)以及臨床研究領(lǐng)域，衍生了一種非常有價(jià)值的動(dòng)物模型，這種就是腫瘤移植模型（Patient-derivedxenograft）。
通過(guò)在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（通常是小鼠或大鼠）身上“種植”人體身上的不同腫瘤組織，從而在體外模擬腫瘤發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，再通過(guò)給予這些疾病模型動(dòng)物不同劑量以及品種的藥物，從而找到最佳的藥物治療方案。
人體的腫瘤組織移植到小鼠身上，構(gòu)建疾病模型
與此同時(shí)，PDX動(dòng)物模型為患者的疾病分子分型帶來(lái)極大的推動(dòng)，讓醫(yī)生能夠給予更好的治療方案，同時(shí)它們也推動(dòng)了藥物研發(fā)進(jìn)程，通常新藥研發(fā)出來(lái)，我們需要在人源化的PDX動(dòng)物身上進(jìn)行試驗(yàn)，從而取得藥物的有效性數(shù)據(jù)。
這是發(fā)生在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上的“器官移植”，但是它與人類的健康息息相關(guān)。這些試驗(yàn)動(dòng)物犧牲自己的健康，為正確診斷人類疾病帶來(lái)福祉。
從豬身上獲得人類所需的器官，雖然非常美好，但正如前文所述，異種器官移植風(fēng)險(xiǎn)極大，所以任何的器官移植手術(shù)需要慎重考慮，充分考慮其對(duì)患者的益處和風(fēng)險(xiǎn)，正如世界衛(wèi)生組織表示，確保在批準(zhǔn)移植之前，管理當(dāng)局對(duì)任何臨床實(shí)驗(yàn)或程序的風(fēng)險(xiǎn)和潛在益處，進(jìn)行恰當(dāng)?shù)臋?quán)衡。
編輯：姚紅
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