世界首例!陆完成「基因编辑猪-人」异种肝脏移植

世界首例!大陆完成「基因编辑猪-人」异种肝脏移植。图为窦科峰、陶开山等主刀手术。(大陆空军军医大学)

世界首例!大陆完成「基因编辑猪-人」异种肝脏移植。图为董海龙、陈敏等为供体猪实施全麻 。(大陆空军军医大学)

微信公众号「空军军医大学」15日消息,在中国科学院院士窦科峰、肝胆外科陶开山主任带领下,空军军医大学西京医院异种肝脏移植临床研究取得重大突破:10日成功将一只多基因编辑猪的全肝,以辅助方式移植到一位脑死患者体内。术中,移植肝脏恢复血流后即刻分泌胆汁,未见超急性排斥反应,已持续工作超96小时。经科技查新,国内外未见同类报导,属世界首例。

窦科峰指出,这是医学界第一次将基因编辑猪肝植入人体内,在目前观察的96小时内,移植的基因编辑猪肝脏,在人体内能够发挥生理功能,正常分泌胆汁,说明有可能替代人类肝脏。该项研究的顺利开展,是异种器官移植领域的重大突破,也是异种肝移植向临床迈进的关键一步,为下一步的临床应用提供了理论依据和数据支撑。

该研究首次探索了「基因编辑猪-人」肝脏异种移植的可行性,在科学理论创新、核心技术攻关、军事医学应用等方面取得原创性突破,将在救治修复、功能重建、移植替代,特别是重要脏器移植中发挥不可替代作用。

大陆有近4亿肝病患者,700多万肝硬化患者,同时,每年新增30万~50万的肝衰竭患者。对于肝衰竭,肝移植是唯一有效根治方式。现实中,很多人因等不到人类供肝而失去生命。而异种肝移植不受供肝数量限制,可使更多终末期肝病患者获益,未来可能完全替代同种肝移植。

2021年至2023年,异种移植的基础与临床研究均取得巨大进步——美国相继开展了4例基因编辑猪-脑死亡受体肾脏移植、1例基因编辑猪-脑死亡受体心脏移植、两例基因编辑猪-人心脏移植手术,这一系列医学突破引发了广泛关注,使得「以基因编辑猪为供体的异种移植」成为缓解「移植器官短缺」的新希望,极大地鼓舞着科研工作者。

目前,国际上关于异种肝脏移植的研究,尚处于「使用狒狒、猕猴等动物作为移植受体」阶段。据窦科峰介绍,相对于肾脏和心脏,肝脏涉及合成、分解、凝血、解毒和免疫等功能,解剖结构和生理功能更为复杂,因此,基因编辑猪的肝脏还不能完全替代人类肝脏发挥功能,异种肝脏移植技术难度和科学意义更大。如何推动异种肝移植走向临床,是当下领域内学者十分关注的难点科学问题。

从「2013年亚洲首例转基因猪-藏酋猴异种异位部分肝移植获得成功」「2020年多基因编辑猪-猴肝心肾移植创造肝移植受体存活世界纪录」,到「2022年成功实施国际首例多基因编辑猪-猴多器官多组织同期联合移植」,再到「2023年多基因编辑猪-猴异位辅助肝移植取得新突破」,窦科峰、陶开山团队在长达11年的「猪猴异种肝移植动物实验」基础上,开展了此次基因编辑猪至脑死亡受者肝移植,以多基因编辑猪作为供体,脑死亡患者作为受体,实施了保留移植患者自身肝脏的辅助性肝移植,模拟了临床肝衰患者的替代支持治疗过程。

实施方案先后通过学术委员会、伦理委员会、器官移植委员会和动物委员会论证,严格按照国家有关规定逐项进行。供体猪:由成都中科奥格生物科技有限公司提供,O型血,23公斤,敲除了3种会引起「超急性排斥和急性体液性排斥」的猪抗原;转入了2种「人补体调节蛋白」、1种「人凝血调节蛋白」。移植受者:系一例重型闭合性颅脑损伤患者,经过医院全力抢救,三次评估均认证为脑死,家属同意无偿参与异种肝移植科学研究,为人类医学进步做出贡献。

3月10日,一切准备就绪,麻醉科、外科手术室、心血管外科、实验外科、超音科、药剂科、检验科、输血科、放射科、综合外科、肾脏内科、重症医学科、甲乳血管外科、病理科等14个科室共同为手术保驾护航。供体猪全麻,专家团队打开腹腔,游离、灌注、获取供肝,对供肝进行修整,称重700g,组织学检查显示肝组织形态结构正常。

受者常规麻醉,取腹部正中切口,游离腹主动脉和下腔静脉,在肾动静脉平面以下横断下腔静脉,将供肝肝静脉与受者下腔静脉近心端吻合,供肝门静脉与受者下腔静脉远心端吻合,供肝肝动脉与受者腹主动脉吻合,胆道放置引流管引出体外。这一术式由团队首创,旨在确保移植肝血流灌注充分、流出道通畅,将成为异种肝移植走向临床应用的一种新选择。移植肝脏开放血流后,色泽红润、质地良好,可见金黄色胆汁流出,说明猪肝在人体内发挥了生理功能。术中B超显示移植肝灌注良好,整个手术历时约9小时顺利结束。

术后24小时,受体血流动力学平稳、移植肝脏胆汁分泌良好、B超显示移植肝脏血供良好、移植肝脏穿刺病理显示未见排斥反应。据西京医院肝胆外科陶开山主任介绍,移植的基因编辑猪肝脏无论从胆汁、血供和病理结果来讲,情况良好,手术效果超出团队预想。