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猪的外表,人类的器官,对于这种怪异的组合,日本科研团队却直言这是为救人命。
今年2月份,日本便首次培育出了适合向人体移植器官的猪,并且还扬言最早要在2025年启动临床试验。
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到了10月8日,日本慈恵会医科大学得横尾隆团队,更是在“生产人猪嵌合肾类器官”方面,取得了突破性的进展。
日经中文 2月18日 关于“日本首次诞生适合向人体移植器官的猪”的报道
那么,日本这些所谓的“半人半猪”试验,到底是挽救性命的神器,还是打开了一个关乎伦理的“潘多拉魔盒”呢?
为什么需要大量的人体器官?器官移植,被誉为现代医学的奇迹,曾拯救了无数濒临死亡的生命,但供需之间的巨大悬殊,却让这一奇迹难以普及。
以肾脏移植为例,在一些国家等待肾脏移植的患者超过10万人,但是每年能够获得肾源的却不足万人。
对于那些处于生命边缘的患者来说,漫长的等待无异于绝望,那么,为什么会出现这样的困境?
首先,器官捐献者的数量远远不足,无论是文化观念的制约,还是对手术风险的担忧,都让许多人在捐献器官的问题上犹豫不决。
即使有了捐献者,器官移植后还面临着巨大的挑战——免疫排斥反应。
人体免疫系统会将移植的器官视为“外来者”,发动猛烈的攻击,这可能导致器官移植的失败,甚至危及患者的生命。
面对如此严峻的挑战,科学家们一直在探索突破的可能性,在此背景下,他们想到了一个大胆的设想:能否在动物体内培育出适合人类移植的器官?
这一大胆的设想如果能够成功实现,那么困扰医学界多年的器官短缺问题或许就能迎刃而解。
其实早在20世纪,科学家们就曾尝试将动物的器官直接移植给人类,但由于物种间的差异和强烈的免疫反应,这些尝试均以失败告终。
不过随着基因编辑和干细胞技术的飞速发展,这一想法再次被提上日程。
不过不同的是,这一次科学家们的目标不再是直接移植动物器官,而是在动物体内培育含有人类细胞的器官。
猪:理想的“器官培育者”在寻找能够培育人类器官的动物时,科学家们将目光投向了猪,这并非偶然的选择。
因为猪的器官尺寸与人类极为相近,无论是心脏、肝脏还是肾脏,都在大小和形态上与人类的对应器官相似。
这种生理上的契合,为器官移植的可行性提供了坚实的基础。
不仅如此,猪的生理功能和代谢过程也与人类高度相似,猪的血液成分、器官功能以及免疫反应等都与人类有着密切的关联。
这意味着来自猪的器官在功能上更容易适应人类的体内环境,发挥正常的生理作用,为患者的生命续航。
此外,猪的繁殖能力强,妊娠周期短,仅为114天左右,一次产仔数更是可达十几头,这种旺盛的繁殖特性,便于在较短时间内获得大量用于器官培育的猪。
加之猪的饲养成本相对低廉,养殖技术成熟,管理起来也较为方便,这也为大规模开展相关研究和应用奠定了基础。
更为关键的是,随着基因编辑技术的迅猛发展,科学家们可以对猪的基因组进行精准的修改。
科学家们通过剔除或替换猪的特定基因,能够减少或避免器官移植后的人体免疫排斥反应,提高移植的成功率。
这项技术的进步,使得在猪体内培育适用于人类的器官成为可能,也正是基于以上优势,猪被视为培育人类器官的理想“候选者”,被寄予厚望。
研究人员培植克隆猪
可是选择猪作为“器官培育者”,就意味着道路一片坦途了吗?科学家们要在猪体内培育人类器官,具体是如何实现的呢?
为了实现这一目标,科学家首先利用CRISPR等基因编辑技术,对猪的受精卵进行修改,删除或抑制与目标器官发育相关的基因。
以胰脏为例,通过基因编辑,使猪胚胎无法形成自己的胰脏,接下来科学家会将人类的iPS细胞注入到经过基因编辑的猪胚胎中。
iPS细胞具有分化为任何人体细胞的潜能,当猪胚胎因为基因缺失无法发育出某个器官时,人类的iPS细胞就会“填补空缺”,开始发育成人类的器官。
然后,只需要经过一段时间的发育,随着猪胚胎的逐渐成长,在其体内人类细胞在发育过程中就形成了我们需要的目标器官,例如,人类的胰脏、肾脏等。
因为这些器官含有大量的人类细胞,理论上是可以用于移植的,目前,世界上很多国家都在斥巨资推动这项研究的进程。
世界各国的研究进展早在2019年,日本政府就批准了在动物体内培育人类器官的研究计划,日本的科学家们还利用上述方法,尝试在猪的胚胎中培育出了人类的胰脏。
2024年2月份,日本宣布他们首次诞生了适合向人体移植器官的猪,日本科学家表示这些猪的基因已经被修改了,即便是给人移植,也很难发生排斥反应。
在“跨物种器官移植”领域取得突破性进展后的日本,还计划最早在2025年度启动临床试验。
而在美国,科学家们同样在探索异种器官移植的可能性,2022年,美国医疗团队还将基因编辑后的猪心移植到一名患者体内。
虽然患者在手术后仅存活了两个月,但这次手术标志着异种移植技术迈出了重要一步。
全球第二例接受基因编辑猪肾移植的患者术后影像资料
在这之后,又有患者接受了类似的移植,她就是全球第二例接受基因编辑猪肾移植的患者丽莎,但仍然面临着免疫排斥和器官功能衰竭的问题。
仅在移植47天后,丽莎就出现了预料之外的反应,于是医生不得已将移植后的猪肾给切除。
值得一提的是,“跨物种器官移植”不仅需要破解很多技术难题,还面临着道德的审判......
科学与道德的平衡在科学领域,每一次突破性的进展,都伴随着伦理道德的考验,在动物体内培育人类器官,同样引发了广泛的讨论。
将人类细胞注入动物胚胎,是否会模糊人类与动物之间的界限?在实验过程中,动物的权益如何得到保障?这些问题让人感到不安,也引发了深刻的伦理思考。
面对这些伦理挑战,各国政府和科研机构需要制定严格的监管措施,研究团队必须确保人类细胞的发育范围,避免越界。
需要强调的是,科学技术的发展离不开社会公众的理解和支持。
老鼠身上长的耳朵
对于这种前沿的研究,需要加强科普教育,让公众了解其原理、目的和风险,避免因误解而产生恐慌或抵制。
目前“人与动物胚胎试验”尽管取得了一定的进展,但在猪体内培育人类器官的研究仍然面临诸多挑战。
医生向器官捐献者默哀
并且除了技术问题,伦理和法律上的障碍可能更为棘手,如何在遵守伦理道德的前提下推进研究,需要各方共同努力。
在医学发展的长河中,每一次重大突破都离不开科学家们的勇敢探索和社会的广泛讨论。
猪体内培育人类器官的研究,既承载着拯救生命的希望,也面临着伦理道德的挑战,科学与道德,如同前进道路上的两条轨道,缺一不可。
只有在尊重生命、遵守道德的基础上,科技才能真正造福人类,对于器官短缺这一全球性难题,我们需要多角度地寻求解决方案。
或许猪作为人类的“生命银行”,将为我们开启一扇新的大门,但在迈向这扇大门的过程中,我们需要慎思、笃行,确保每一步都踏实稳健。
主要信源:
1.原文登载于环球网 2024年02月08日 关于“给人类胎儿移植猪肾,日本临床研究惹争议”的报道
2.原文登载于中国日报网 2018年04月17日 关于“事关重大!日本在猪身上培育人类器官”的报道
3.原文登载于环球网 2015年07月01日 关于“美日科学家将在美进行猪体内培育人类器官实验”的报道
4.原文登载于日经中文 2024年02月18日 关于“日本首次诞生适合向人体移植器官的猪”的报道