突破人类肝衰竭治疗瓶颈的生物人工器官

为解决全球供体肝脏严重短缺的临床难题，Taeho Kwon团队通过CRISPR基因编辑技术构建携带六重修饰（GGTA1/CMAH/B4GALNT2敲除+CD46/CD55/hTHBD插入）的巴马小型猪肝脏，首次实现脑死亡受者体内10天功能性存活。该异位移植模型成功维持胆汁分泌、白蛋白合成及组织结构完整，为肝衰竭患者提供了新型桥接治疗方案。

　　

全球每年有数百万人因终末期肝病死亡，而供体肝脏的短缺使许多患者在等待移植过程中失去生命。异种移植（xenotransplantation）被视为解决这一困境的潜在方案，但免疫排斥反应和血栓形成等障碍长期制约其临床应用。近期，一项发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》的研究取得了突破性进展——通过基因编辑技术改造的猪肝脏在人体内成功实现短期功能性存活，为肝衰竭患者带来了新的希望。

韩国科学技术研究院（KRIBB）的Taeho Kwon、Sun-Uk Kim和Kyungjun Uh团队系统分析了Kai-Shan Tao等人在《Nature》发表的里程碑研究。该研究采用六重基因修饰的巴马小型猪（Bama miniature pig）肝脏，通过异位辅助移植技术植入脑死亡受者体内，关键技术创新包括：1）CRISPR-Cas9介导的三种糖抗原基因（GGTA1、CMAH、B4GALNT2）敲除以消除超急性排斥；2）整合人源补体调节蛋白（CD46、CD55）和血栓调节蛋白（hTHBD）转基因；3）优化免疫抑制方案（含抗胸腺细胞球蛋白、依库珠单抗等）。

基因工程策略
研究团队通过精确编辑猪基因组，消除人类天然抗体识别的三种主要异种抗原表位，同时引入人源保护性基因。这种"去免疫原性+促耐受性"的双重设计，显著降低了补体激活和血小板聚集风险。

移植模型建立
采用保留受者原生肝脏的异位移植技术，通过血管吻合确保门静脉和肝动脉血流。术后通过外引流直接监测胆汁分泌量，并采用多模态影像学评估移植物灌注情况。

功能评估结果
移植后2小时即观察到胆汁分泌，10天内持续保持稳定（日均分泌量达300-500 mL）。质谱分析证实循环系统中猪源性白蛋白水平逐步升高（第10天达1.2 g/dL），证实合成功能完整。组织学显示肝小叶结构保存良好，仅见轻度窦状隙充血，免疫组化检测到微量补体沉积（C3d/C4d/C5b-9）。

安全性验证
电子显微镜未发现超微结构损伤或病毒包涵体。PCR检测排除猪内源性逆转录病毒（PERV）和猪巨细胞病毒（PCMV）传播风险。凝血功能监测显示，尽管出现短暂D-二聚体升高，但通过溶栓治疗得到控制，血小板计数在术后第7天恢复正常。

免疫调控机制
定制化免疫抑制方案有效控制了细胞因子风暴（IL-6/TNF-α维持<50 pg/mL），B细胞计数通过利妥昔单抗调控。补体激活试验显示CD46/CD55转基因使膜攻击复合物（MAC）形成减少78%。

这项研究首次在人体环境中验证了基因编辑猪肝脏的生理功能，其重要意义在于：1）建立了可规避超急性排斥的基因修饰标准；2）证实异位移植技术能实现短期生命支持；3）为后续活体临床试验提供了安全性和有效性基准。不过，脑死亡模型无法评估神经内分泌整合等长期问题，未来需在清醒患者中验证代谢解毒功能（如氨清除率）。随着合成生物学发展，进一步优化糖基化修饰（如敲除Sda抗原）和个性化免疫耐受诱导策略，或将推动异种移植进入常规临床实践。该突破不仅为肝衰竭患者带来新希望，也为心脏、肾脏等多器官异种移植提供了技术范式。