《Nature》基因编辑猪肝脏异种移植入人体：开启肝脏移植新征程

《Nature》：Gene-modified pig-to-human liver xenotransplantation

为解决肝脏移植供体短缺问题，第四军医大学西京医院研究人员开展基因修饰猪 - to - 人类肝脏异种移植研究。将六基因编辑猪肝脏移植给脑死亡受体，监测发现移植物功能良好，无排斥迹象。这为肝脏移植提供新方向，意义重大。相关成果发表在《Nature》杂志上。

　　

在医学领域，肝脏移植是治疗终末期肝病的 “救命稻草”，但供体短缺却像一座难以翻越的大山，拦住了众多患者求生的希望。每年都有大量患者因等不到合适的肝脏供体，生命在病痛的折磨中消逝。为了打破这一困境，科研人员不断探索新的出路，而异种移植成为了备受瞩目的研究方向。猪的器官因其生理功能和大小与人类较为匹配，被视为理想的潜在供体来源。在此背景下，第四军医大学西京医院的研究人员开展了一项具有开创性意义的研究，相关成果发表在《Nature》杂志上。

研究人员此次的核心研究是将经过六基因编辑的猪肝脏，通过异位辅助移植的方式，移植到脑死亡受体体内，并在后续 10 天密切监测移植物功能、血流动力学、免疫和炎症反应等各项指标。该研究的意义非凡，它为解决肝脏供体短缺问题提供了新的可能，若能成功应用，将极大地扩大肝脏供体的来源，拯救更多患者的生命。

为开展这项研究，研究人员运用了多种关键技术方法。在基因编辑方面，通过对巴马小型猪进行六基因编辑（GGTA1^-KO/β4GalALNT2^-KO/CMAH^-KO/hCD46/hCD55/hTHBD），对猪的基因进行精准改造；利用流式细胞术、蛋白质免疫印迹法（western blotting）和免疫组织化学染色（IHC）等技术，检测基因编辑效果和蛋白表达情况；在移植手术中，精心进行血管吻合等操作，确保移植过程顺利。

研究结果如下：

• 基因修饰猪的评估：经检测，参与超急性排斥反应的 GGTA1、B4GALNT2 和 CMAH 基因在猪体内大多失活，同时人补体调节蛋白（CRPs）如 CD46 和 CD55 过表达，还成功插入人血栓调节蛋白（THBD）。此外，受体体内未检测到猪内源性逆转录病毒（PERV）和猪巨细胞病毒（PCMV），也未出现微嵌合体现象。

• 异位辅助肝移植：移植前对供体猪血管进行分割，术中将供体猪肝的肝上下腔静脉与受体下腔静脉近端相连，门静脉与受体下腔静脉远端吻合，肝动脉与受体腹主动脉搭桥，胆汁引出体外。研究结束时，移除猪肝并用人造血管重建受体下腔静脉。

• 猪肝功能良好：门静脉再灌注 2 小时后，猪肝开始分泌金黄色胆汁，术后第 10 天胆汁量增加到 66.5ml；术后猪源白蛋白水平也有所上升。肝功能指标中，丙氨酸氨基转移酶（ALT）水平正常，天冬氨酸氨基转移酶（AST）术后升高后迅速下降，碱性磷酸酶（ALP）水平正常，胆红素和 γ- 谷氨酰转肽酶（γ-GGT）在研究后期升高。

• 移植后的血流动力学稳定：超声监测显示，术后猪肝动脉血流速度处于高速范围，门静脉和肝静脉血流速度也在可接受范围内，门静脉血流量（PVF）稳定。术后早期血小板（PLT）数量减少，活化部分凝血活酶时间（APTT）增加，但最终均恢复正常，表明 hTBM 转基因有效维持了循环稳态。

• 猪肝的组织学分析：组织学分析发现，猪肝仅有轻微的窦状充血和炎症细胞浸润，无免疫排斥迹象，且肝细胞增殖能力强，星状细胞活化程度低，肝窦内皮细胞（LSEC）重新填充良好。

• 异种移植物引发的免疫反应：使用多种免疫抑制剂后，炎症反应得到良好控制。移植过程中补体 C3d、C4d 和 C5b - 9 沉积较少，术后第 10 天在移植物中检测到中等量的 IgM 和 IgG。术后 T 细胞尤其是 CD4⁺ T 细胞受抑制，B 细胞在术后第 3 天活化增加，使用利妥昔单抗后被抑制。C 反应蛋白（CRP）和降钙素原水平先升高后下降，白细胞介素 - 6（IL - 6）表达维持在较低水平。

研究结论与讨论部分指出，此次研究初步评估了猪 - to - 人类肝脏异种移植的可行性，基因修饰和特定的无菌环境有效防止了超急性排斥反应和潜在病毒感染。异位辅助肝移植能保证移植物的血液灌注和受体的血流动力学稳定，是肝衰竭患者的理想桥接治疗方法。不过，研究也存在一些局限性，如研究在第 10 天应家属要求终止，随访时间较短；目前仅能测量肝脏的基本功能。但尽管如此，这项研究仍为未来的肝脏异种移植研究提供了关键信息，推动了该领域的发展。