异种移植

异种移植（英语：xenotransplantation或xenografting）指将一个物种的组织移植到另一个物种体内，例如，从猪到人。和同种移植不同的是，异种之间存在很大差异，从而使得这种移植成功的可能性很小。据日媒2016年5月23日报道，在将动物细胞和器官移植到人类身上的“异种移植”领域，日本厚生劳动省的研究小组将修改方针，今后将允许人体移植猪等动物细胞。

1、介绍

异种移植

理论上讲选择与人亲缘关系最近的其它灵长类动物作为移植物来源乃最佳方案，然而灵长目动物数量稀少，饲养与繁殖不易，价格昂贵，脏器（与成年人相比）体积偏小，存在逆转录病毒感染的危险，可能会引发伦理学争论等等一般不考虑作为异种移植物来源的候选者。

异种器官移植的研究早在1667年之前就已经开始。1667年，两名法国医生实施了第一例人类接受异种移植的病例。他们给一名15岁的男孩儿的血管里输入了12盎司(约340毫升)的羊血，据传小男孩康复(但是按照医学理论这是不可能的，不过这是人类首次的尝试)。

1905年，法国的Princeteau进行了世界第一例异种器官移植手术。将兔肾植入肾功能衰竭儿童体内，手术很成功，但16天后由于排异反应，儿童死于肺部感染。之后，世界各地的研究者逐步加入到异种移植器官研究之中。

1816年，苏格兰一名医生进行猫、狗和羊之间的器官移植研究。他得出的结论是，移植想要成功必须是同种的动物。

1920年，俄国医生甫洛诺夫（SergeVoronoff）为了给病人注入青春的活力，将黑猩猩的睾丸切片植入老年男子的阴囊内，10年后，已有数百人接受了这样的手术，女性也接受猩猩卵巢组织移植以治疗更年期症状。甫洛诺夫还在意大利建立了一个猩猩饲养基地，以满足供不应求的局面。据报告，植入人体的动物性腺组织可以持续作用1-2年，随着移植组织出现纤维化，疗效会逐渐降低。甫洛诺夫于1951年逝世，一生中约为2000名病人移植了猩猩的性腺组织。

1995年，57岁的美国帕金森症患者约翰逊（TonyJohnson）接受了猪神经细胞移植手术。科学家们将8只猪胚胎从母猪体内取出，并从每个胚胎中取出少量脑组织，放入约翰逊脑中的损害部位。出院后约翰逊的行动能力大大提高，每天可以工作一段时间，还重新开始了他最爱的钓鱼。

时至今日，以黑猩猩、猴、狒狒、羊、猪等动物作为供体的肾、心、肝等移植手术已有许多报导。以心脏瓣膜置换手术为例，人们曾广泛使用机械瓣膜配合抗凝血治疗，但近年来在美国，75%的患者选择生物瓣，即以猪主动脉瓣或牛心包作为组织材料，经过处理后制成，瓣叶柔软，生物相容性好，对血细胞无损害，一般不用服用抗凝药，采用牛心包生物瓣的患者,20年生存率已达到90%以上。

据日媒2016年5月23日报道，在将动物细胞和器官移植到人类身上的“异种移植”领域，日本厚生劳动省的研究小组将修改方针，今后将允许人体移植猪等动物细胞。

2、技术难点

异种移植

2009年美国明尼苏达州立大学干细胞科学家桃瑞丝-泰勒（DorisTaylor），在实验室中实现了为新培育的微型心脏连接人造血液供给，人造心脏能够像正常老鼠体内的心脏一样跳动，但这种心脏看上去更加与众不同：它复盖着一层老鼠心脏去细胞组织的“脚手架”，而且新培育的老鼠心脏组织是基于另一只老鼠的干细胞培育而成。

桃瑞丝的方法非常简单：从人体捐献者或其他动物身体上提取器官，然后用温性洗涤剂去除器官上的肌肉、细胞和DNA，只保留一种叫做“免疫惰性”蛋白质的内部“脚手架”蛋白质，从相关患者体内提取干细胞附加在这个“裸体脚手架”上，来自患者体内的干细胞在培育过程中，会对移植器官起到主体免疫功能，并避免主体遭受由于移植器官导致的新感染。

桃瑞丝这种培育的复杂器官面临的较大挑战是如何确保所有的器官内细胞与患者的血液相溶合，如果没有血液进入，移植器官中心的细胞则会严重缺氧，导致移植后细胞死亡。桃瑞丝称，她有办法能够克服这种困难。2008年1月，她带领的一支研究小组实现了较大的技术突破，他们基于新生老鼠心脏细胞培育出一个跳动中的心脏，这个心脏保持着3D外形，其内部充满着所有血管。当他们植入一些新的细胞，会生长出血管组织。此外，桃瑞丝表示他们几乎能够重新培育出带有细胞的完整血管系统，其中包括动脉、静脉和毛细血管。她说：“由于我们培育出了血管，新的移植器官能够与患者身体的血液供给系统自然地连接在一起。”在移植心脏器官的培育过程中，干细胞转换成为心室和心房的内皮细胞，还可形成血管和心脏平滑肌细胞。

匹兹堡大学医学院的大卫-库珀(DavidCooper)是异种器官移植技术的主要研发人员，他指出，“裸体”猪心脏仍携带着alpha-Gal抗原体，人体免疫系统能够识别，并遭受其攻击。但是伦敦大学学院再生医学教授克莉丝-梅森(ChrisMason)指出，许多培育的去细胞猪器官都没有施用辅助免疫药物，必须对猪器官内对人体免疫系统构成攻击的物质彻底消除，否则未来数百万名患者一旦接受猪心脏移植后将出现心脏瓣膜和相关组织的副作用。

3、排异反应

猪心脏经过去细胞化处理后，现成为培育人类移植心脏“脚手架”

动物器官异种移植排异过程在某些方面与同种排斥相似，可以借鉴。但异种移植又有其特性：细胞表面存在更多的“异物”，会与宿主产生强烈的反应，这种跨物种间的移植存在较大的分子差

异，包括天然抗体、补体、NK细胞和巨噬细胞等。常出现的超急性排异反应（HAR），排异反应在血液循环后几分钟或数小时发生，也可在24-48小时内发生不可逆转体液排斥反应，较常见的发生在手术台上；急性血管性排斥反应（AVR），血管化脏器移植后数天到数周间发生，也是不可逆转性体液排斥反应，常发生在手术后早期，病情进展迅速；加速性细胞排斥反应（TMR），受者循环血液中存在抗供者抗体并不一定引起HAR和AVR的情况下，可能出现加速性细胞排斥反应。该反应对免疫抑制剂抑制效果不良。受者抗供者抗体的存在可促进抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用，促使发生细胞性排斥反应，病理表现以间质水肿和局限性炎性细胞浸润为特征，细胞浸润的局部毛细血管内皮细胞变性和坏死。异种移植的免疫障碍也远远大于同种移植（Allografts）。

异种器官移植排斥反应类型

依据供、受者种族遗传背景差异程度分为协调性（Concordant）和非协调性（Discordant）。协调性异种移植发生在种属较近的动物之间，如大鼠与小鼠之间；非协调性异种移植则在种系发生较远的种属间进行，排斥以分钟或小时计，常导致HAR发生，如猪器官移植到人、豚鼠与大鼠之间的移植。有学者将协调性异种移植分为困难型和容易型；依据排斥反应发生机理将非协调性异种移植分为抗体型和非抗体型两类。所不同的是在协调性异种移植中是诱生抗体，而在非协调性移植中则是预存天然抗体。

4、存在问题

虽然异种器官移植给人类移植器官的短缺带来希望，但有些科学实验表明还有令人担心的问题存在。美国加州斯克里普斯研究所丹尼尔·沙罗门等人在实验中发现，猪体内普遍存在的“猪内生逆转录酶病毒”能感染人体细胞。沙罗门等还发现，将猪胰腺细胞移植给免疫功能受到抑制的实验鼠后，该病

毒会被激活，使鼠机体多种组织受到感染。

科学家尚未发现该病毒对猪有害，受感染的实验鼠也未患上疾病。但是，人体被该病毒感染后会产生什么后果，目前还不得而知。不同动物体内有不同的微生物群，对一种动物无害的病毒，在另一种动物身上可能造成严重危害，这并非没有先例。1997年，英国伦敦大学学院的罗宾·韦斯等就曾报告说，他们在猪体内发现了两种新型病毒。这两种病毒不仅不损害猪的健康，而且一定程度上还能增强猪的机体功能。然而它们却能使猴子、猫和某些鸟类患上白血病。从其结构推断，科学家认为它们也可能会让人类患上白血病。

科学家担心，人类对猪体内的各种病毒还了解得太少，将猪器官移植给人存在风险，甚至有可能引发新型大规模传染病，产生不堪设想的后果。

尽管病毒问题给异种器官移植的前景投下重重阴影，许多科学家仍赞成继续这类研究。他们指出，异种器官移植具有极大医疗潜力，不应半途而废。科学家们呼吁深入研究猪体内的病毒并寻求相应的对付方法，同时对移植试验进行严格的审查与控制。