器官移植的技術(shù)突破，讓很多器官衰竭的病人有了延續(xù)生命的新希望，然而，用于移植的器官供體如此稀缺，長(zhǎng)久以來(lái)都是無(wú)法跨越的難題。中國(guó)每年等待器官移植的患者數(shù)以十萬(wàn)計(jì)，而得到供源的少之又少，這不僅直接影響病患的生存情況，甚至還涉及到違法人體器官交易的社會(huì)倫理問(wèn)題。那么，是否可以尋找替代資源?

2022年1月，馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的外科團(tuán)隊(duì)將一頭基因修飾過(guò)的豬的心臟移植給了心衰患者大衛(wèi)·貝內(nèi)特，幫他延續(xù)了將近兩個(gè)月的生命，后或因豬病毒感染而死。但對(duì)于異種移植器官技術(shù)而言，這8周具有劃時(shí)代的意義，這個(gè)案例引起一時(shí)轟動(dòng)，同時(shí)，豬作為理想的人類器官供源在移植學(xué)界也逐漸趨于共識(shí)。

除了器官移植中常見(jiàn)的免疫排斥外，科學(xué)家們同樣擔(dān)心豬自身攜帶的病毒感染的問(wèn)題，當(dāng)給予進(jìn)行移植手術(shù)的病患必要的免疫抑制藥物后，這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)尤為值得重視。

近日，德國(guó)蘭根保羅-埃利希研究所的Ralf R. T?njes教授團(tuán)隊(duì)在Journal of Virology上發(fā)表最新研究，證明通過(guò)基因編輯從豬基因組中去除PERV-C逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組是可能的，這將有助于異種移植的病毒學(xué)安全性。

圖片來(lái)源：https://doi.org/10.1128/jvi.00062-23

豬體內(nèi)存在的諸多病毒可能導(dǎo)致的跨物種感染風(fēng)險(xiǎn)，是進(jìn)行異種器官移植必須考慮的問(wèn)題，其中，豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(porcine endogenous retroviruses，PERVs)是對(duì)人體具有較高風(fēng)險(xiǎn)的RNA病毒，無(wú)法通過(guò)無(wú)菌培養(yǎng)和篩選等傳統(tǒng)措施排除。三種類型的PERV感染能力不同，PERV-A和PERV-B可以克服物種障礙，在傳播后可能感染人類，而PERV-C逆轉(zhuǎn)錄病毒主要感染豬細(xì)胞，而不是人類細(xì)胞，但PERV-C可以與PERV-A重組，產(chǎn)生PERV-A/C，進(jìn)而感染人體細(xì)胞。

這也是為什么目前選擇單倍型SLAD/D品種豬作為移植供體的原因，該品種豬沒(méi)有完全功能的PERV-A和PERV-B基因組，但可能是PERV-C基因組攜帶者，因此，有必要對(duì)SLAD/D品種豬中所有的基因組PERV-C位點(diǎn)進(jìn)行表征。

在這篇文章中，研究人員首先利用PERV-C陽(yáng)性單倍型SLAD/D豬外周血單核細(xì)胞的基因組DNA構(gòu)建噬菌體lambda文庫(kù)，用特定的放射性標(biāo)記探針對(duì)該庫(kù)進(jìn)行PERV-C篩選，從中分離出全長(zhǎng)PERV-C前病毒克隆561號(hào)，并由此生成幾個(gè)全長(zhǎng)PERV-C前病毒，這里選擇了PERV-C(5634)和PERV-C(5683)兩個(gè)克隆。

圖1. 從SLAD/D單倍型小型母豬基因組中分離出的全長(zhǎng)PERV-C克隆的基因組組織。圖片來(lái)源：https://doi.org/10.1128/jvi.00062-23

圖2. PERV-C克隆env基因的替換。來(lái)源：https://doi.org/10.1128/jvi.00062-23

接下來(lái)研究人員對(duì)PERV-C(561)的復(fù)制和感染能力進(jìn)行了檢測(cè)，并與已被鑒定具有復(fù)制能力的PERV-C(1312)進(jìn)行比較。將PERV-C(5634)和PERV-C(5683)前病毒轉(zhuǎn)染ST-IOWA細(xì)胞，在轉(zhuǎn)染后9天檢測(cè)到病毒逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)活性，比PERV-C(1312)早4天，轉(zhuǎn)染兩周PERV-C(5634)達(dá)到最大值210 mU/mL, PERV-C(5683)達(dá)到最大值 256 mU/mL，比陽(yáng)性對(duì)照PERV-C(1312)高5-10倍。在觀察期結(jié)束時(shí)，PERV-C克隆的RT活性均在100至200 mU/mL范圍內(nèi)，表明其可以在細(xì)胞培養(yǎng)中穩(wěn)定繁殖。

隨后，在第20天收集轉(zhuǎn)染細(xì)胞培養(yǎng)物的無(wú)病毒細(xì)胞上清，通過(guò)測(cè)量PERV-C克隆的RT活性以及定量包裹在病毒顆粒中的envC特異性病毒RNA (vRNA)來(lái)檢測(cè)PERV-C克隆的感染性。qRT-PCR結(jié)果顯示PERV RT活性和PERV RNA均可以被檢測(cè)到，PERV vRNA從第7天到第56天復(fù)制不斷增加，在此期間，通過(guò)巢式PCR檢測(cè)感染ST-IOWA細(xì)胞中的前病毒envC DNA，證明PERV-C(5634)和PERV-C(5683)在體外具有較強(qiáng)的復(fù)制能力和感染性。

圖3. 全長(zhǎng)PERV-C克隆復(fù)制能力檢測(cè)。圖片來(lái)源：https://doi.org/10.1128/jvi.00062-23

為了驗(yàn)證重組PERV-C的真實(shí)性，通過(guò)PCR產(chǎn)物測(cè)序證實(shí)了其結(jié)構(gòu)，兩個(gè)克隆都產(chǎn)生了功能性和感染性的逆轉(zhuǎn)錄病毒，說(shuō)明該品種豬至少含有一個(gè)全長(zhǎng)PERV-C前病毒，通過(guò)對(duì)重組克隆PERV-C(561)進(jìn)行染色體定位，發(fā)現(xiàn)染色體位置與先前驗(yàn)證的PERV-C(1312)原病毒不同。

總的來(lái)說(shuō)，單倍型SLAD/D豬的PERV-C在體外具有很強(qiáng)的復(fù)制能力和感染性，但這些PERV-C位點(diǎn)可以通過(guò)基因編輯敲除，降低異種器官移植時(shí)的病毒感染風(fēng)險(xiǎn)。

盡管從動(dòng)物福利的立場(chǎng)來(lái)看，動(dòng)物整體福利水平也許會(huì)受到損害，但異種器官移植是紓解病患苦難的人道主義措施，符合醫(yī)學(xué)倫理中的有利原則。隨著科技的進(jìn)步，我們也期待著有朝一日它們能夠成為安全的供體來(lái)挽救更多病患的生命。

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