猪身上长着人器官

☉杨波

异种器官移植最大的障碍是免疫排斥反应。如果能从那些需要器官移植的患者身上采集皮肤细胞，培育出多能干细胞，将这些多能干细胞注入猪的胚胎，形成人猪嵌合胚胎，然后在体内进一步发育成含有功能性人类细胞或组织的嵌合器官，最后将这些嵌合器官移植到患者体内，或许是减轻或消除免疫排斥反应的有效途径。

“什么？猪身上竟然能长出人体器官？这太不可思议了！”听到莫希丁博士的介绍，小迪非常惊讶。

“是的，不过当然不是完全的人类器官，它只是含有一部分人类细胞，可以减少或消除异种器官移植时的免疫排斥反应。利用人类的多能干细胞在动物体内培养出含有一些人类细胞的嵌合器官，用于异种器官移植，是解决免疫排斥反应难题的最新研究方向。目前，美国和日本都在开展类似的研究，你们可以去美国索尔克生物研究所看看，他们在这方面做得非常超前，好像主要研究人员中还有一位来自中国的博士。”

听了莫希丁博士的介绍，唐博士知道下一站要去哪儿了。虽然这是非常早期的原创性研究成果，但是未来很有可能成为重要的研究方向，“神奇动物世界”主题公园理所当然地应该将其纳入考虑范围。

美国索尔克生物研究所位于加利福尼亚州圣地亚哥市，于1960年由著名的口服脊髓灰质炎疫苗开发者乔纳斯·索尔克医生创立，主要聚焦于衰老和再生医学、免疫系统生物学等研究领域，目前已发展成为世界知名的生物医学研究机构。

很快，唐博士与美国索尔克生物研究所的卡洛斯教授取得了联系，卡洛斯教授欣然同意唐博士的来访。

卡洛斯教授和一个亚裔年轻人一起接待了唐博士一家。教授指着年轻人为大家介绍道：“这是吴军博士，他是人猪嵌合胚胎的主要研究人员，也来自中国。”

“吴军叔叔，您好！我是小迪，您研究的人猪嵌合胚胎长大后会不会变成猪八戒呀？”小迪在路上思考了很多问题，见到卡洛斯教授和吴军博士，迫不及待地抛出了第一个问题。

“哈哈，这真是一个有趣的问题。我们培育的人猪嵌合胚胎长大后，只会在某些特殊器官中含有一部分人类的细胞，我们希望它能像猪八戒一样，有一些特别本领，那就是为需要器官移植的患者提供安全的人源器官，让患者在新器官帮助下健康生活，不再遭受免疫排斥带来的痛苦。”吴博士回答道。

“原来也是为了开展异种器官移植研究呀，这跟基因工程猪有什么区别呢？”小迪听到器官移植，马上联想到前几天刚刚看到的基因工程猪。

“是的，基因工程猪和人猪嵌合胚胎研究的目的都是用于异种器官移植，也都是为了消除免疫排斥反应。不过，两者还是有很大区别的。基因工程猪主要是删除一些猪的特异基因，或者转入一些人的基因，使猪的细胞具有与人类细胞相近的特性，让人体的免疫系统无法辨别；而人猪嵌合胚胎，则是将人类的多能干细胞注射到猪的早期胚胎中，通过一些药物的控制，人多能干细胞会在猪的胚胎中定向发育成嵌合器官，也就是说，这些嵌合器官既含有猪的细胞，也含有一些人类细胞，我们希望它们也能躲过人体免疫系统的种种关卡。”吴博士认真地解释道。

“为什么这种嵌合器官能躲过人体免疫系统的严密检查呢？”小迪问道。

“这正是多能干细胞的神奇之处。这些多能干细胞是利用患者的体细胞，如皮肤细胞，转入一些基因，并加入一些药物诱导而形成的。它们能像人类的原始胚胎细胞一样，发育成人体的各种组织器官，包括心脏、肺脏、肝脏、肾脏、胰脏等。当我们将人类的多能干细胞注射到猪的胚胎中后，人类干细胞可以与猪的原始胚胎细胞一起生长发育，形成不同的嵌合器官。这些器官就会含有患者自身的细胞。当将这种嵌合器官移植回患者体内后，患者的免疫系统马上会对外来的器官进行大搜查，如果发现嵌合器官含有自己的细胞，则会将其看成‘自己人’，不再对它们发动攻击。”吴博士一边讲解，一边打开电脑，向大家展示一张示意图，示意图形象地展现出人猪嵌合胚胎的技术路线。

“原来人猪嵌合胚胎相当于为患者定制器官呀！”小迪似乎听明白了。

“小迪，你总结得非常好，我们研究的最终目标正是根据患者的需要，定制生产属于患者自己的新器官，只要技术成熟，就可在半年内培育出这种器官，这样可解决患者等待器官时间过长的问题。”卡洛斯教授作为项目负责人，为大家描绘着这项技术的应用前景。“不过，这项技术在应用之前，还有很多工作要做，我们目前只是做了一些前期的探索。”

“是的，我们将人的多能干细胞注射到猪的胚胎后，再放回到母猪的体内，让它继续发育。不过3～4 个星期之后，我们又将这种人猪嵌合胚胎从母猪体内取出，一方面，需要检测这种胚胎中是否含有人类的细胞，结果发现了一万个猪细胞中约有一个人类细胞，虽然人猪嵌合胚胎中的人类细胞非常少，但这是世界上首次在猪的胚胎中出现活的人类细胞；另一方面，由于技术尚不成熟，社会上很多人对这项技术也非常担心，因此为了避免不必要的伦理争议，我们主动提前终止了嵌合胚胎在母猪体内的发育。”吴博士补充道。

“看来的确是非常前期的研究，是否能培育出人猪嵌合器官，还需要很多实验加以验证，距离真正的临床应用则需要更长时间。”唐博士知道科学创新并非易事，但只要思路是正确的，经过不懈努力，最终定能将科学家的梦想变成现实。

“我们计划继续开展这方面的研究，只要大家一起努力，将会极大地加快推进该技术的临床应用。”卡洛斯教授很有信心地说道，“其实，我们和日本科学家分别开展了类似的研究，证明了小鼠和大鼠的嵌合胚胎可以发育出嵌合器官，移植后也能发挥正常的生理功能。小鼠和大鼠都是啮齿目动物，但是属于不同的物种，因此小鼠和大鼠嵌合胚胎研究成果也坚定了我们对人猪嵌合胚胎研究的信心。”

“不过，小鼠和大鼠嵌合胚胎比人猪嵌合胚胎的研究更复杂一些，我们首先利用基因编辑技术，破坏小鼠胚胎中控制胰脏、心脏和眼睛等器官发育的关键基因，导致小鼠胚胎中的这些器官无法正常发育，小鼠胚胎也因此无法存活。但当我们将大鼠的多能干细胞注入这些小鼠胚胎中时，构建的小鼠与大鼠嵌合胚胎却能在小鼠子宫内正常发育。这些嵌合小鼠出生后能健康生活两年以上，相当于人类寿命的60 岁左右。更令人惊喜的是，尽管控制小鼠胰脏和眼睛等器官发育的基因被破坏，这些嵌合小鼠在大鼠多能干细胞的帮助下，成功发育出新的嵌合胰脏和眼睛等器官，并能在小鼠体内发挥正常生理功能。”吴博士详细地介绍起自己的研究。

“吴博士，你提到日本科学家也开展了类似的研究，他们的研究与你们的有什么区别呢？”唐博士问道。

“有意思的是，我们是将大鼠的多能干细胞移植到小鼠的胚胎中。而日本科学家则是将小鼠的多能干细胞注射到大鼠的胚胎中。同样在注射多能干细胞之前，也是将控制大鼠胰脏发育的关键基因敲除，这些嵌合胚胎也可以在大鼠体内正常发育，新生大鼠还长出含有小鼠细胞的嵌合胰脏，大小与大鼠胰脏差不多。接下来，他们还从这种嵌合胰脏中分离出能正常分泌胰岛素的胰岛组织，并移植到患糖尿病的小鼠体内，成功控制了小鼠的血糖水平，一年后小鼠的血糖值依然维持在正常水平。”吴博士对日本同行的研究也如数家珍。

“哇，大鼠的胰岛细胞能治疗小鼠的糖尿病，真是太神奇了。”小迪听到这么多的创新研究，越来越感受到生命科学研究的无穷魅力。

“从我们研究小组和日本研究小组的研究来看，在猪的胚胎中注入人类的多能干细胞，培育出含有人类细胞的嵌合器官的可能性非常大。我们也将在猪身上开展类似的研究，以进一步确认利用猪的身体生产可供移植人类嵌合器官的可行性。”卡洛斯教授总结道。

“谢谢卡洛斯教授和吴军博士的介绍！希望你们的研究早日成功，也希望将来我们能有机会合作。”听完吴军博士的详细介绍，唐博士决定将这项研究也纳入“神奇动物世界”主题公园里。

“当然，我们也非常期待这种合作。不过，需要提醒的是，无论是人源化基因工程猪，还是人猪嵌合胚胎，均面临同一个问题，就是很多人有一种担心。”卡洛斯教授补充道。

“大家担心什么呢？难道跟我的担心一样，这些移植猪器官的患者最后会变成猪八戒？”小迪好奇地问。

“哈哈，当然不会变成猪八戒。”小迪的话把卡洛斯教授逗乐了，“大家担心的是另外一件事。科学家发现，猪基因组中含有一些内源逆转录病毒基因，有人担心这些内源逆转录病毒基因有可能会在异种移植过程中被激活，并转移到人类基因组中，导致人类感染一些未知的传染性疾病。”