研究人員首次成功地將來自基因改造豬的功能性肝臟連線到人體上。為了朝著在活人身上測試該程式邁進一步，賓夕法尼亞大學的一個團隊將肝臟外部連線到一位腦死亡患者的身體上。這隻肝臟來自一隻經過 69 處基因改造的豬，它正確地過濾了人體血液三天，且未被人體排斥。
“這可能是一個巨大的進步，”波士頓馬薩諸塞州總醫院的移植外科醫生大衛·庫珀說，他沒有參與這項手術。他說，這種方法可能有助於治療急性肝功能衰竭，這種疾病每年導致數千人死亡，在高達 90% 的病例中是致命的。他說，豬肝可以透過提供一種臨時的血液過濾方法來挽救生命，直到患者自身的肝臟痊癒或找到人類器官捐獻者。
異種移植——將非人類物種的器官移植到人體內——近年來取得了許多成功。馬里蘭大學醫學院的研究人員已經兩次將基因改造豬的心臟移植到活人身上，儘管這兩名個體都在移植後的幾個月內死亡。幾個團隊已經成功地將基因改造豬的腎臟移植到腦死亡後依靠生命維持系統的人體內。這些豬的基因組包含 10 個或更少的基因改造，其中一些改變了器官細胞表面的蛋白質，使其更類似於人類細胞。基因組編輯有助於防止接受者的免疫系統攻擊和排斥這些器官。
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最新手術中使用的肝臟來自 eGenesis 公司，該公司對豬進行了基因工程改造，使其包含 69 種不同的基因組修飾。這些編輯中的大多數消除了嵌入在動物基因組中的豬病毒，並偽裝了細胞表面蛋白質，使其更像人類。來自這些豬的腎臟在實驗室實驗中使猴子存活了長達兩年或更長時間，但經過基因工程改造的動物的器官從未在人體上進行過測試。
肝臟在異種移植中尤其具有挑戰性，因為它們比心臟或腎臟執行更多的功能。豬肝不僅必須過濾血液中的毒素，還必須產生數千種生物化合物，如激素和凝血蛋白——如果它們與人類版本的這些物質不夠相似，任何一種都可能受到人類免疫系統的攻擊。異種移植的肝臟也傾向於將接受者的血小板細胞（凝血所必需的）識別為異物併吞噬它們，最終導致內出血。但是，如果豬肝僅在體外臨時使用而不是永久移植，這些問題可能會得到緩解。
急性肝功能衰竭通常在藥物或毒素損害器官時迅速發生。肝臟具有自我修復能力，如果給予足夠的時間，但這種情況可能很快導致死亡。賓夕法尼亞大學的移植外科醫生亞伯拉罕·沙克德說，即使將一個人的血液透過體外的豬肝重新定向幾天，也可能恢復功能並爭取時間，他領導了最近的豬肝手術。
為了觀察基因改造豬器官是否能在人類免疫系統中存活，沙克德的團隊在一個腦死亡且身體依靠生命維持系統維持的人身上測試了肝臟。研究人員沒有將豬肝移植到體內，而是將器官放在旁邊的機器中。他們使用管道系統將接受者的血液連線到肝臟，使血液流入器官並返回身體。肝臟迴圈了接受者的血液併產生了膽汁——一種有助於消化的物質——持續了 72 小時，此時研究人員結束了實驗。
沙克德說，雖然該人的血液中血小板數量在最初 24 小時內下降，但隨後由於未知原因水平穩定下來。他說，令他驚訝的是，肝臟在沒有出血或缺氧的情況下保持功能 72 小時，並且從未受到血液中人類免疫細胞的攻擊。“它教會了我這是可行的，”他在談到該手術時說。該小組仍在測試手術期間採集的血液和血漿樣本，以確定豬肝可以執行哪些功能，以及人類免疫系統是否顯示出任何開始對器官產生反應的分子訊號。
明尼蘇達州梅奧診所的生物工程師斯科特·尼伯格說：“這聽起來令人鼓舞，”他沒有參與最近的手術。他的團隊正在研究構建用豬細胞播種的人工肝臟，這些肝臟透過膜過濾血液，以及幫助人類肝臟更快自我修復的藥物。他說，這些藥物可以縮短一個人需要連線到體外豬肝的時間。他認為這種臨時系統可能有效，因為人類身體可能需要數週時間才能開始對豬器官產生的蛋白質產生免疫反應。
完全可移植的豬肝可能還需要數年時間；目前尚不清楚豬肝是否能夠支援人體所需的所有功能。“就目前而言，我認為存在如此多的不相容性，我們不會尋求長期替代人類肝臟，”沙克德說。
一些專家表示，最近豬肝的訊息為未來的研究帶來了希望。“這太令人興奮了，”阿拉巴馬大學伯明翰分校的移植外科醫生傑米·洛克說，他曾用豬腎臟進行過實驗性異種移植，並補充說他期待看到結果發表。“如果他們能夠證明這有能力橋接[急性肝功能衰竭]，那麼它就具有真正的應用價值，”她說。
沙克德說，他的團隊希望很快能夠在急性肝功能衰竭患者中開始“橋樑”肝臟的試驗，並且已經開始設計方案，以便在確定必死無疑的人身上緊急使用豬肝。但在那之前，研究人員希望在腦死亡患者身上進行更多測試，包括那些自身肝臟功能不全的患者，並觀察豬肝是否可以發揮作用長達一週。
*編者注（2024 年 1 月 23 日）：這句話在釋出後經過編輯，以更好地闡明研究人員的成就描述。