2019年,日本实验室圈养出大批“半人半猪”!
这些猪的身体里长出了人类的肾脏,甚至心脏!这个消息传出,众人都说有悖人伦,就连科学界的人都批判实验可怕。
可日本的研究员却宣称这是为了救命!
这个实验到底是救命的神器,还是打开了一个伦理的“潘多拉魔盒”?
“圈养”一批器官提出这个实验计划的是东京大学的研究人员,他们联合斯坦福的研究人员打算利用嵌合体技术在动物体内培育人体器官。
这一技术的核心在于人类诱导多能干细胞的使用,研究的第一步是从这些细胞入手,但仅仅拥有这些万能细胞并不足够,科学家还需要一个特殊的“温床”。
于是,研究人员将目光投向了猪。
选择猪作为实验动物并非偶然,猪的心脏、肝脏等主要器官与人类的结构相似,甚至连基因组的某些部分都有高度一致性。
此外,猪的生长速度快,妊娠期短,仅需约114天,这些特点让它们成为实验中理想的“宿主”。
在实验中,研究人员首先对猪的胚胎进行基因编辑,这是整个过程的技术难点之一。
他们使用了CRISPR-Cas9等尖端工具,精准地抑制了胚胎中特定器官的发育基因,随后,经过编辑的胚胎被注入人类的iPS细胞,形成了一种人类与动物细胞共存的混合胚胎。
接下来混合胚胎被植入到代孕母猪的子宫中,在猪的体内逐渐发育,最终形成含有人类细胞的器官。
经过不懈努力,团队已经取得了一些初步成果,例如成功培育出了含有人类细胞的胰腺,然而,这仅仅是个开始,接下来的每一步都面临重重困难。
实验中,科学家们发现,尽管人类细胞在猪体内能够存活,但如何让它们按照预期分化并形成目标器官,仍是一个尚未完全攻克的难题。
细胞分化是一个复杂的过程,稍有不慎,可能会导致意外的组织生成,甚至带来风险。
复杂器官的培育难度也远高于胰腺等相对简单的器官。
例如,肾脏和心脏的结构更加复杂,需要细胞在特定区域精确分化、形成复杂的功能网络。
此外,胚胎的存活率也是一个不可忽视的瓶颈,尽管研究人员已经尽量优化了每一步操作,但混合胚胎的成活仍存在很高的不确定性。
不过很多人最大的疑问就是为何要在猪的身上进行人类的器官培养呢。
为何做这个实验其实做这个实验是为了用在医学方面,对于那些患有肝衰竭、肾衰竭或严重心脏病的患者来说,器官移植往往是最后的希望,然而,当下器官移植面临着严峻的供需困境。
每年,全世界有数以万计的患者在等待器官移植,但只有极少数人能够如愿以偿。
以美国为例,每年有超过11万人登记等待器官,但最终只有不到4万人能够进行移植。
换句话说,三个人中只有一个能得到救命的器官,剩下的两个人,将会面临失去生命的风险。
造成这种局面的原因有很多,最显而易见的是供体来源的限制,符合条件的捐献者通常是脑死亡或心脏停止的患者,而这样的情况本就不多,能够成功捐献的人就更少了。
即便遇到可能的捐献者,家属是否愿意同意捐献器官也是一个难以预测的变数。
很多人在面对亲人离世时,无法快速做出这样的决定,这让器官捐献变得更加困难。
即使有了器官,移植手术也不是一劳永逸的解决办法,患者自身的免疫系统会将移植的器官视为“外来者”,并发起攻击。
这种情况严重时可能危及生命,而为了避免免疫排斥,患者需要长期服用免疫抑制剂,但这又带来了副作用,比如感染风险增加以及患其他疾病的可能性。
换句话说,器官移植虽然延续了生命,却并不是毫无代价的。
而日本的器官移植的挑战更加复杂,日本的老龄化问题非常严重,65岁以上的人口占到近三成,而这部分人群恰恰是器官需求的主力。
与此同时,捐献器官在日本并没有形成广泛的社会共识,文化背景对死亡概念的不同理解,比如脑死亡是否等同于死亡,常常让家属在关键时刻犹豫不决。
加上缺乏针对器官捐献的宣传和教育,使得许多潜在的供体机会被白白浪费。
除此之外,日本的器官移植还受到制度问题的限制,相比一些拥有成熟器官分配网络的国家,日本在医疗资源的协调和调度上存在一定不足。
这些问题叠加在一起,让人们更加意识到器官短缺的严峻性和解决问题的迫切性,所以在猪身上进行人体器官培养就成了重中之重。
风险和挑战当然,社会对这项技术的看法也是褒贬不一,有人认为这是医学的重大突破,可以拯救无数等待器官移植的患者;也有人担心这项技术可能带来无法预料的风险和后果。
除了伦理问题,异种器官移植的潜在风险不容忽视。
首先是安全性问题,我们如何确保这些在动物体内培育的器官不会给人类带来新的疾病?
其次是排异反应,人体的免疫系统可能会将这些器官视为"外来入侵者"而发起攻击,这些都是科学家们需要谨慎应对的问题。
说到异种器官移植,不得不提到2022年初轰动全球的一个案例。
美国一位57岁的心脏病末期患者接受了全球首例猪心脏移植手术,这场长达9小时的手术使用了经过基因修改的猪心脏。
手术初期,患者的状况有所改善,这让许多人看到了希望,但遗憾的是,患者在术后两个月去世了。
这个案例既让人看到了希望,也暴露出了这项技术面临的巨大挑战,失败的原因可能包括排斥反应、临床适应症的选择等多个方面。
它告诉我们,尽管异种器官移植技术有着巨大的潜力,但要真正实现还有很长的路要走。
尽管如此,科学家们并没有放弃,他们相信,异种器官移植技术未来可能会为解决器官短缺问题做出巨大贡献。
就在前段时间,我国相关的科研人员,已经利用干细胞在猪身上培养出人源中期肾脏。
也就是说,如果这项技术完全研究出来了,那些苦苦等待器官移植的患者们将不再需要忍受漫长的等待,他们可以获得新的生命。
参考文献新华社新媒体——2022-01-11《世界首例!美国医生为患者移植转基因猪心脏》
华声在线——2024-12-05《干细胞立大功!人类器官可以在猪体内培育,高达70%是人类细胞》