封面新闻记者 谭羽清
当下，器官短缺仍是一个全球难题。据世界卫生组织（WHO）的数据，每年全球只有不到10%的器官移植需求能得到满足。而近年来正逐渐走入临床的基因编辑猪器官或许将打破这一困境，成为器官移植手术中器官的新来源。近日，我国在该领域的研究又有了新进展。
近日，由海南医科大学第二附属医院、华中科技大学同济医学院附属同济医院、澳门科技大学、成都中科奥格生物科技有限公司（以下简称：中科奥格）联合组建的科研团队在《细胞（Cell）》子刊《细胞报告医学（Cell Reports Medicine）》上发表了题为：Pig-to-human kidney xenotransplants using genetically modified minipigs（使用基因修饰的小型猪进行肾脏异种移植）的研究论文。该论文还被选为当期的封面论文。
研究成果登上细胞报告医学期刊
据悉，本次发表的研究为中国首次基因编辑供体猪肾到脑死亡遗体的人体移植研究，也是中国的第一篇基因编辑供体猪到人体的器官移植研究论文。
那么，为了取得本次成果，我国科研团队克服了哪些挑战？他们在基因编辑猪器官异种移植研究方面又有何进展？这类手术离临床研究还有多远？9月26日，封面新闻记者就此专访了成都中科奥格生物科技创始人、董事长潘登科。
2022年-2023年：
基因编辑猪肾脏移植入两具脑死亡遗体
据介绍，研究中两名脑死亡遗体接受了单侧肾脏异种移植，供体肾脏来自中科奥格提供的基因编辑猪，它们体重约为23公斤，器官大小与人类相似。在成功移植“猪肾脏”后，遗体的肾功能得到了完全恢复，随后研究团队进行了长达12天的观察。
潘登科团队培育的基因编辑猪
其中，遗体1接受移植的猪肾脏共有4处基因编辑——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1种“人补体调节蛋白”；遗体2接受移植的猪肾脏则共有5处基因编辑——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1种“人补体调节蛋白”和1种“人凝血调节蛋白”。
观察结果显示，猪肾脏异种移植后早期肾脏功能得到了完全恢复。然而，在不阻断共刺激通路的情况下，免疫抑制在移植后第12天时无法有效预防急性排斥反应的发生。
在观察期结束时，移植的猪肾脏以及和脑死亡遗体的器官，包括心脏、肝脏、脾脏和肺中都检测到了猪巨细胞病毒/猪玫瑰病毒（PCMV/PRV）DNA的存在，并导致显著的免疫病理变化。
20年科研积累
实现12天研究观察
本次研究开发了一种观察模型，用于评估肾脏异种移植后的肾脏功能恢复和异种免疫反应，重点关注基因编辑和免疫抑制效果。时间跨度长达12天的研究观察，则使科学家团队能够全面地分析异体移植器官排斥和功能障碍的过程，这些也为最终目标——实现移植基因编辑猪肾脏功能长期正常打下基础。
而为了这12天，潘登科团队准备了近20年。“想要进行由基因编辑猪到脑死亡遗体的实验，必须有两个前提，第一，要有比较理想的基因编辑猪，第二，要有足够多的临床前试验经验作为支撑，即由基因编辑猪到猴的异种器官移植实验。”潘登科说道。
中科奥格建在山间的基因编辑猪繁育中心
早在2003年，其团队就开始了基因编辑猪异种器官移植最底层的技术积累，进行克隆猪的研究；2018年，中科奥格和海南医科大学附属二院、华中科技大学同济医学院附属医院联合筹建异种器官移植研究团队；2019年，团队开始进行由猪到猴的异种器官移植研究；2022年11月，研究团队在进行了数十例“猪-猴”实验，并完成了相关伦理备案后，异种器官移植实验终于进入由猪到脑死亡遗体阶段……
此外，在两例“猪-脑死亡遗体”异种器官移植实验分别于2022年、2023年完成后，研究团队又花了约一年时间整理结果、与国际的专家交流细节、回应质疑，才最终得到了认可，将成果成功发表。
实现自主知识产权的步步摸索：
建立猪血型鉴定方法、猪猪入住超洁净居所……
据介绍，本次研究成果中的供体猪，均由潘登科团队自主研发，是具有中国自主知识产权的基因编辑猪。在异种器官移植实验性手术的受体由猴过渡到第一位脑死亡遗体，再到第二位脑死亡遗体，再到现在仍在不断推进的更多异种器官移植手术的进程中，基因编辑供体猪相关研究也在不断攻克挑战“优化升级”。
潘登科团队培育的基因编辑猪
本次发表的研究提到，遗体2研究案例中的供体猪为A型血，人体则为B型血，而该研究明确证明A型血的肾移植物在人体内可诱导抗A型抗体的显著升高，可能对移植物造成损害，未来临床异种植必须采用血型相容供体猪，以避免ABO血型不合的危害。
采访中，问及当时为何不采用血型匹配，或是O型血的供体猪进行手术，潘登科解释，遇到合适的脑死亡捐献者并不容易，而当时供体猪群体的规模较小，相对最匹配异种器官移植手术的只有A型血的供体猪个体。“早期猪的血型不像人这么好鉴定，所以我们培育的基因编辑猪既有O型血又有A型血。后来，我们建立了方法，把A型血的猪都检测了出来。现在我们就主要培育、提供O型血的供体猪了。”潘登科说道。
建立基因编辑供体猪血型的鉴定方法，只是潘登科及其团队在推进异种器官移植研究进程中解决的“细节问题”之一。
中科奥格的DPF（Designated Pathogen Free）医用供体猪培育中心
为了避免猪巨细胞病毒通过异种器官移植进入人体，2022年11月，中科奥格的DPF（Designated Pathogen Free）医用供体猪培育中心在四川省内江市资中县竣工，该设施能为小猪们提供相当于医院手术室级别的超洁净级环境，从而避免它们携带猪巨细胞病毒等外界病原微生物。
为了缩短异种器官移植供体猪繁育时间，潘登科团队在验证基因编辑猪的同时，也在进行它们的育种工作，让供体猪繁殖的第二代、第三代也能提供异种移植所需器官。因为仅通过先基因编辑猪细胞，再将该细胞培育成能提供器官的个体的方式耗时较长，“后来，我们的研究几乎都是用第三代猪进行。”
“猪-猴”实验存活时间已超140天
异种器官移植有望在近年走入临床研究
本次研究证实，在异种器官移植手术后应用抗CD154抗体或抗CD40抗体阻断共刺激通路，对预防急性排斥反应，保证器官移植受体长期存活非常重要。然而，采访中潘登科无奈地表示，该药物在异种器官移植后需每周使用一次，终生用药，但它们很难获取且价格昂贵，或给接受异种器官移植的患者带来较大负担。
因此，研究团队在这两次实验中尝试不采用这两种药物，但结果证实了它们目前的确是必不可少的，“现在学界也在讨论是否还有其他国产化、商品化、价格更低廉的药物可以作为替代，但这需要更多的实验验证。我相信通过对这些药物的不断探索，再加上基因编辑猪的不断优化，未来我们还是有很大概率不再依赖这种药物。”潘登科说道。
那么，基因编辑猪器官异种移植离走入临床研究还有多远？潘登科表示，最快可能在2027年、2028年，“要想进入临床，主要需要实验中接受异种器官移植的猴能存活半年以上，且要有连续的60%的个体存活，这是一个最低的标准。另外就是达到生物安全要求，除了猪巨细胞病毒，器官供体猪也不能携带其他几十种病毒。现在我们供体猪培育的标准就是这样。”
当下，潘登科所在团队一方面正在积极与国家相关的监管部门沟通，推进异种器官移植临床研究的审批；另一方面则在继续进行“猪-猴”的异种器官移植手术积累实验数据。截至目前，潘登科团队进行的猪到非人灵长类猕猴临床前肾脏移植的存活时间已超过140天，创造异种移植临床前存活的国内最长纪录。
“明年我们的工作重点，就是努力实现异种器官肾移植实验个体存活超过半年的案例达到60%以上。这样在2025年底，我们就可能向相关部门提交申请，进一步推动异种器官移植研究。”潘登科说道。
