今天《科學(xué)》雜志在線發(fā)表了一篇重量級的研究。來自浙江大學(xué)、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)、重慶第三軍醫(yī)大學(xué)、哈佛大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)和公司的團(tuán)隊利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，一舉解決了豬器官移植到人體的關(guān)鍵問題。這項研究的通訊作者是2017年全球青年領(lǐng)袖、80后科學(xué)家楊鹿晗博士。

器官移植影響著全世界數(shù)百萬人的生活。以美國為例。此時此刻，排隊等待器官移植的患者高達(dá)12萬人。但每年能移植的器官數(shù)量非常有限，成功實施的器官移植手術(shù)只有3萬多例。據(jù)估計，2016年，每天有22名患者在等待器官移植時死亡。

我們欣喜地看到，來自中國的眾多科研人員參與了這一重磅研究(來源：《科學(xué)》)

在20世紀(jì)90年代，醫(yī)學(xué)研究人員試圖解決這個問題。他們的策略是異種移植，即將動物器官移植到人體內(nèi)。在這些動物中，豬的器官在大小和功能上與人體器官接近，因此引起了研究者的關(guān)注。然而，豬的基因組中含有內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(PERV)的序列，對人體有潛在的健康風(fēng)險。將豬的器官直接移植到人體內(nèi)，可能會導(dǎo)致新疾病的傳播。幾十年來，科學(xué)家們一直試圖解決這個問題。

CRISPR-Cas9技術(shù)有望解決豬器官異種移植面臨的挑戰(zhàn)(圖片來源：eGenesis官網(wǎng))

隨著CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的出現(xiàn)，科學(xué)家們看到了曙光。一方面可以準(zhǔn)確去除豬基因組中的PERV序列，降低人類感染的風(fēng)險；另一方面，甚至可以降低人體對豬器官的強(qiáng)烈免疫反應(yīng)。“在過去，這些障礙是不可逾越的，”楊鹿晗博士說。“但現(xiàn)在，利用基因編輯技術(shù)，我們有望同時解決這兩大問題。”

在今天的《科學(xué)》論文中，研究人員證實了這一想法的可行性。利用CRISPR-Cas9技術(shù)，這支跨國團(tuán)隊成功滅活了豬原代細(xì)胞系中的所有PERV序列！后來，他們利用“克隆技術(shù)”(體細(xì)胞核移植技術(shù))培育豬胚胎，并將這些胚胎移植到代孕母豬體內(nèi)。隨后，他們檢測了新生小豬的基因組DNA和mRNA水平，證實了PERV序列持續(xù)失活。也就是說，這些豬器官移植到人體的關(guān)鍵安全隱患已經(jīng)成功解決。

“在我們的研究之前，關(guān)于這些轉(zhuǎn)基因豬能否存活，存在很大的科學(xué)不確定性。”楊鹿晗博士說。現(xiàn)在，我們不再需要擔(dān)心它了。

受限于克隆技術(shù)本身，小豬成功出生的概率只有1%左右。幸運的是，基因編輯不會降低克隆技術(shù)的成功率。1%的概率在應(yīng)用中也是可操作的。目前已經(jīng)有37頭小豬通過這種方法出生，在所有的小豬中，PERV都是無活性的。

“如果豬器官移植安全有效，將極大改變器官移植的面貌。”大衛(wèi).克拉森博士說。他是一個非營利組織的首席醫(yī)療官，該組織管理著整個美國的器官移植系統(tǒng)。

在解決了PERV帶來的安全隱患后，研究人員計劃挑戰(zhàn)下一個問題。根據(jù)計劃，他們將敲除豬器官中會引起人類強(qiáng)烈免疫反應(yīng)的基因，并插入一些可以防止?jié)撛诙拘缘幕颉?

楊魯翰博士的導(dǎo)師，哈佛大學(xué)著名遺傳學(xué)家喬治丘奇教授也參與了這項研究。他樂觀地認(rèn)為，這一突破有望在兩年內(nèi)實現(xiàn)豬器官移植到人體內(nèi)。未來，我們有望為大量患者提供肝、腎、肺、心臟等器官，甚至為糖尿病患者提供一個全新的胰腺。每天都有22名病人在等待器官移植時死去。拯救這些病人是一件了不起的事情。

參考資料：

[1]使用CRISPR-Cas9在豬中滅活豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒

[2] CRISPR將病毒基因從豬身上切片出來，但這會讓器官移植到人類身上更安全嗎？

[3]基因編輯激發(fā)了將豬器官移植到人體的希望