161 | 人造器官有什么新突破?

你好,这里是《邵恒头条》,我是邵恒。

上周,“基因编辑婴儿”案的宣判引起了广泛关注。用得到上王立铭老师的话说,对于很多中国人来说,我们已经习惯了享受高科技带来的发展红利,而这一次,是很多人第一次感受到高科技的黑暗面,因此这个案件给公众带来的冲击力才会格外大。

不过,这个案件也以一种戏剧化的方式,把一项可能彻底改变人类社会的技术,介绍给了普通人,这就是被称为CRISPR的基因编辑技术。

对于这项技术,人们往往关注的是,它能不能、怎么能用来编辑人的基因,来预防、治疗重大疾病。但其实,这只是CRISPR技术很多种应用当中的一种。

CRISPR能施展拳脚的空间太多了——比如说,CRISPR可以应用在农业领域,让农作物更高产、更能抗旱,甚至更有营养。CRISPR应用在农业领域,相当于一种升级版的杂交水稻技术。

在今天刚刚发布的2019年12月《巡山报告》当中,王立铭老师还介绍了CRISPR技术的另外一种前沿应用:人造器官。

这个方向的研究,在2019年年底出现了两项重大的实验,值得你关注。在今天的《邵恒头条》中,我就来跟你分享一下《巡山报告》中介绍的人造器官最新进展。

我们都知道,对于一些重大疾病患者来说,器官移植可能是他们唯一的,也是最后的治疗手段。但找到合适的捐赠器官,真的是难上加难,往往要经过漫长的等待。

王立铭老师在报告里指出,全世界每年进行的器官移植手术有10万次。但是,这些接受了手术的患者是幸运的少数人,因为全世界每天还有18个人在等待器官的过程中死亡。

咱们中国的情况怎么样呢?从器官捐赠数量上来看,咱们国家现在已经是全世界人体器官捐赠和移植的第二大国。而且今年,我们可能会一跃成为捐赠数量最多的国家。

现在进行过登记,要进行志愿捐赠的人数已经达到了100万人。但我国的患者也多,需求量也大,所以供需之间的缺口仍然不小。

据王立铭老师介绍说,中国的供需比例是1:30,也就是说,每30个需要移植的患者当中,只有1个人能获得匹配的器官。

所以科学家一直都在研究,有没有什么办法,能让我们在器官移植这件事上,摆脱对捐赠者的依赖呢?比如说,能否在实验室批量制造适合移植的器官,也就是我们通常说的“人造器官”。

在2019年年底,有两项来自于中国的实验,还真的在这个方向上实现了重要的突破。 

王立铭老师介绍,第一项研究是由中国杭州的一家生命科学技术公司完成的,这家公司叫启函生物。

这家公司的联合创始人,是两位大有来头的人物。一个是基因编辑技术的领导者之一乔治·邱奇(George Church),他是哈佛医学院的教授。这位教授创办过将近20家公司,都跟基因和生物学有关。另一个人,是他的博士研究生杨璐菡,一个北大毕业的姑娘。

这家公司做的是什么研究呢?说出来,非常惊人:他们希望改造猪的基因组,让猪的器官变得适合人类使用。如果这个目标可以实现,那么器官移植将会彻底告别来源的约束。

如果这是你第一次听说这种想法,你肯定会觉得不可思议。猪和人的器官,怎么能共用呢?

其实,一直以来,猪都被科学家看作是人器官移植的最佳候选动物。在医疗领域,有的手术已经把猪的心脏瓣膜用于替换、修补人的心脏瓣膜了。

但是,要让猪的器官适合人类使用,仍是一个非常艰难的任务。

首先,猪的器官在大小和结构上就跟人的不一样,光是解决这个问题就很费劲了。

另外,人体器官移植还会有排异反应,更别提移植猪器官了。所以降低排异反应,也是这类工程里的重大考验。

而基因编辑技术,在解决这些问题上就派上了大用场。

王立铭老师介绍说,早在2017年,杨璐菡和邱奇已经利用基因编辑技术,一次性地去除了猪基因组上62个猪逆转录病毒残留——什么意思呢?这是猪的基因组当中一批独特的DNA序列,可能会对人构成威胁。所以去除这些残留,是实现把猪器官移植给人,必须要扫除的一个路障。 

在过去的这个月,邱奇的团队又发表了更进一步的研究成果——利用基因编辑技术,不光扫除了病毒残留,移除了猪细胞里可能会引起排异反应的几个蛋白质分子,他们还把几个帮助降低排异反应的人类基因放进了猪的身体里。

这些操作,降低了器官移植中可能出现的排异反应,距离让猪的器官进入人体又大大前进了一步。

当然,王立铭老师说,经过遗传改造的猪器官是不是真的具备了临床应用价值,还是个未知数。

这家公司目前正在测试,将这些猪器官移植到猴子的身体里,来观察后续的反应。王老师判断,考虑到猪和人类之间相当巨大的遗传差别,如果我们想要获得更像人的猪器官,更多的基因编辑改造仍然是必须的。

这就是在2019年最后一个月,人造器官领域的一项重大进展。除此之外,还有另外一项进展,同样值得我们关注。

王老师说,把猪的器官改造得更像人,这是人造器官一个很好的思路。但与此同时,还有一个相反的思路也很有希望,那就是——干脆在猪的体内生长出一个完整的人类器官来。

这就是所谓的“人兽嵌合体”的研究。

简单说来,科学家们可以把人的干细胞,像种子一样放进动物的胚胎里,让它伴随着动物的生长发育同步长大,最终形成一个彻头彻尾的人类器官。

就在2019年11月28日,一群来自中国科学院的科学家发表了一项研究:他们创造了两只猪-猴的嵌合体,让两只小猪体内,携带了一部分猴子细胞。

我们完全可以设想,如果猪-猴嵌合体能够逐渐完善,那么可能猪-人嵌合体也就不远了。

到那个时候,器官移植将会变得更加安全和方便。毕竟这些嵌合体动物身体里的器官,可是100%由人类细胞构成的。

不知道你想到没有,我们这里提到的两个方向的研究,在未来还有融合在一起的机会:

一方面,我们可以通过基因编辑,让猪的身体结构和遗传物质更适合人类器官的生长;另一方面,我们可以通过猪-人嵌合体的工作,让人类的完整器官在这些猪的体内顺利发育。

双管齐下,也许最终会帮助我们彻底解决器官移植的难题。

当然,这项研究也有它的问题。

首先是技术上的挑战。

在目前的技术水平下,科学家们虽然能把猴子细胞放进猪的胚胎里,但是其实还没有能力精确地控制这些猴子细胞的数量和位置,更不要说指导它们在猪的身体里长出一个完整的猴子器官来。

实际上,在这两只小猪体内,只有差不多1/1000的细胞来自猴子,而且这些细胞是分散在身体各个部位。这个比例,显然太低了。

还有,这两只小猪虽然顺利诞生,但是它们在一周后就死亡了。是不是因为猴子细胞死亡的,仍然不得而知。

更重要的是伦理上的挑战:行业规范和伦理约束,也不允许我们随随便便在动物体内培养一个人的器官。

王立铭老师指出,可能我们最终不得不面对的一个伦理问题是,如果通过这两个办法,让动物体内有一颗人的大脑该怎么办?我们是不是需要现在就未雨绸缪禁止这种操作?我们会不会用这样的方式创造出一种有智慧的新生物?

这些都是值得我们严肃考虑的问题。

好了,王立铭老师《巡山报告》里的内容就给你介绍完了。看了王老师的分享,我有这样一个感受。我觉得对于中国的研究者来说,其实现在有两个机遇摆在我们眼前:

一个是实现重大科研突破的机遇,另一个是牵头全世界的顶级学者,一起制定伦理标准和行业规范的机遇。

因为世界级的技术突破,只有搭配上世界级的人文关怀,才能最终让科技造福人类社会。

在王立铭老师的《巡山报告》中,他还对贺建奎编辑基因案的审判结果进行了解读,并且介绍了糖尿病的最新治疗方向。如果你对这两个话题感兴趣,欢迎你点击下方链接学习完整的2019年12月《巡山报告》。

好了,这就是今天的《邵恒头条》。我是邵恒,我们明天见。

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