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豬器官移植人體的新里程

文/朱志成 中國醫藥大學生物醫學研究所教授

現代醫療技術的進步促使人類的平均壽命逐年延長,但也導致了體內器官老化的問題,等待醫治與更換器官的需求日趨嚴重。科學家為了解決此困境,從不同環節切入,包括免疫學、胚胎學、基因工程、甚至新興的3D列印技術等科學,經長期不遺餘力的投入研究經費。例如,美國聯合醫療公司子品牌「Revivicor Inc.」歷經二十餘年,利用動物複製與基因工程的方法,研發出基因改造「GalSafe豬」,未來可望作為人類移植用器官的新來源之一。

直至2021年底,美國阿拉巴馬大學伯明罕分校首度成功的將豬腎移植入一位57歲腦死病患體內,研究團隊評估,Revivicor公司生產的GalSafe基改豬腎臟,可望成為未來提供人類腎臟移植的來源之一。這些特殊的基改豬目前經過10個基因編輯改造,包括植入6個人類免疫相關基因、剔除3個產生急性排斥作用的豬隻基因,與一個豬的生長激素受體基因。植入的人類基因具有抑制免疫系統相關蛋白質、抗凝血與調節免疫系統的功能,能將豬的組織細胞表面偽裝成人類組織,躲避免疫系統的檢查。剔除特定豬基因後,可避免產生人體不表現的一種醣類分子,因而可降低植入的豬器官受到人體免疫系統辨識的機會。最後剔除豬的生長激素受體,是為了限制豬隻器官植入人體後持續生長,使它維持最終的人類器官大小。

臨床上,該名病患接受移植豬腎臟後,並沒有產生超急性的排斥反應,且多項生理數據顯示所植入的豬腎臟大致可正常運作,並能產生尿液。但分析排出的尿液後,發現部分數據偏離正常值,例如肌肉代謝產生的物質「肌酸酐」值偏低,顯示植入的腎臟未能有效的清除肌酸酐,其真正原因尚未明瞭,懷疑可能是腦死病人的身體機能下降,而影響植入的腎臟功能,須待更進一步的臨床實驗才能釐清問題的癥結。

今年初,馬里蘭大學醫學中心的團隊也成功的完成第一宗以GalSafe豬的心臟,植入一位末期心臟疾病患者體內的臨床試驗。不幸的是,該病患在存活兩個月之後死亡,尚不知是否單純因為病人的身體狀況惡化,或是與植入的心臟功能有關。然而,此一GalSafe豬的心臟確實未誘發超急性或急性排斥的情況,並能有效維持病患的生命長達兩個月之久,已經記錄了醫學史上異體器官移植最關鍵性的里程碑。

雖然此經過十個基因修飾的豬隻器官未能完善無虞的提供人類器官移植,但可預期不久的未來,將有更多GalSafe豬隻器官移植人體的測試成果;而繼腎臟與心臟的研究之後,肺臟移植將是該團隊另一個更具挑戰性的目標。環顧目前人類移植用器官或替代器官的研究方向,GalSafe豬隻器官似乎相對接近臨床應用的階段,此技術儼然已初步解決了最嚴重的急性排斥問題,但是仍待釐清長期而緩慢的排斥現象,與其他尚未呈現之問題全貌。

儘管如此,其他相關的研究方向亦不可偏廢,目前利用豬隻生產人體器官的技術,同樣可能引發免疫排斥的問題。若能利用類似GalSafe豬的基改模式,最終以人類細胞取代所產製器官中大部分的動物細胞,或許更可望解決後續慢性排斥的現象,或發生在同一個器官中混雜異體細胞時,所衍生的其他問題。

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