在解決全球器官短缺的(de)征途上,科(kē)學家取得了一項震撼性的裏程碑進展。研究人員首次(cì)在豬胚胎內成功培(péi)育出具有自主心(xīn)跳的微小“人源化”心(xīn)髒(zāng),並(bìng)存活長(zhǎng)達21天。這一突破性成果(guǒ)為利用動物培育可(kě)移植人(rén)類器官帶來了新希望,而液氮轉(zhuǎn)運罐等關鍵生物樣本存儲(chǔ)運輸設備在這一領域的應用(yòng)前景也備受關注。
人豬嵌合體培育(yù)跳動心髒
在2025年6月11日(rì)於香港舉行的國際幹細胞研究學(xué)會(ISSCR)年會上(shàng),來自廣州生物(wù)醫藥與健康研究院的(de)賴良學教(jiāo)授團隊報(bào)告了這一開創性(xìng)研究。研(yán)究團隊通過基因編輯技術,精準敲除了(le)豬胚胎中兩個(gè)對心髒發(fā)育至關重(chóng)要的(de)基因。隨後,他們在胚胎發育的早期階(jiē)段(桑葚胚(pēi)期),注(zhù)入了經過特(tè)殊處理、具有更強存(cún)活和增殖能力的人類幹細胞。
這些經過改造(zào)的胚胎被植入代孕母(mǔ)豬體內。令人驚歎的是,三周後,科學家(jiā)們觀察(chá)到胚胎心髒已發育到相當於同階段人類(lèi)心髒的大小(約(yuē)指尖大小),並且——清晰可見(jiàn)——在自主(zhǔ)跳動!賴教授團(tuán)隊使用了發光生物標(biāo)記物追蹤人類細胞,確認這(zhè)些跳動的心髒組織中(zhōng)包含人類來源的細胞(bāo)。
目前該研究仍在等待同(tóng)行(háng)評議,人類細胞在心髒組織中的具體占比(bǐ)尚不明確。作為參考,賴教授團(tuán)隊此前在豬胚胎中培育(yù)人類腎髒組(zǔ)織的研究顯示,腎(shèn)髒組織中人類細胞(bāo)比例達到了40-60%。
科學界審慎樂觀,器官移植需求緊迫
與(yǔ)會幹細胞生物學(xué)家和移植科學家對此成果表示歡迎,但態度審慎(shèn)。斯坦福大學的Hiromitsu Nakauchi教授表示需要審閱數據以確認心(xīn)髒細胞是否確為人類來(lái)源。東(dōng)京科學研究所的Hideki Masaki教授(shòu)則指出,熒光標記的人類(lèi)細胞僅出現在心髒的有限區(qū)域,其與豬組織整合的程(chéng)度有待進一步驗證。科學家們強(qiáng)調,要使培育出的心髒器官真正適用於移植,必須確保其幾乎完全由人類細胞構成,以避(bì)免強烈的免疫排斥反應。
這類研究的終極目標是(shì)培育出完全與人類相容、可用於移植的(de)器官。全(quán)球器官供需矛盾極其(qí)尖銳:僅在英國,2023-24年度就有超過(guò)415人在等待器官移植過程中死亡,盡(jìn)管同期完(wán)成了超過(guò)4600例移植手術。據“理解動物研究”組織數據,僅有約1%的死亡發生在醫(yī)學上適合器官(guān)捐獻的條件下。
即使找到匹配的供(gòng)體,器(qì)官移植也麵臨尺寸(cùn)匹配、血型(xíng)相容、組織(zhī)配型等多重挑戰,並且必須在極短時間內完成移植(心髒僅4-6小時(shí)),否則器官將失活。這對器官的獲取、保存(cún)和液(yè)氮轉(zhuǎn)運罐支持的快速、安全運輸的物流體係提出了極高要求。
豬作為器官(guān)供體的潛力與挑戰
由於器官大小和功能與人類相似,豬被視為(wéi)理想的潛在器官供體。然而,早期的異(yì)種(zhǒng)移植嚐試均因免疫排斥而失敗。1993年,David Cooper醫生發現豬細胞上的(de)一種特定分子是觸發排斥反應(yīng)的關鍵。隨著CRISPR等基因編輯技術的(de)成熟,科學家們成功移除了(le)這種分子(zǐ)並抑製了相關病毒基因,顯著提升了豬器官對人類(lèi)的安(ān)全性。
2025年,Joseph Tector團隊培育的豬腎髒在獼猴體內存(cún)活超過3個月;同年,David Cooper團隊開發的基因編輯豬腎髒在狒狒體內更是堅持了(le)136天。這些進展為最終應用於人類帶來了曙光。
異種移(yí)植臨床探索與冷鏈保存(cún)的重要性
雖(suī)然利用豬培育人體器官仍處於(yú)早期階(jiē)段(duàn),但將基因編輯豬器官直(zhí)接移植給人類的臨床探索已在全球展開。
自2021年美國外科醫生首次將基因編輯豬腎髒移(yí)植給腦死亡受體以來,多項類似手術取得成(chéng)功(gōng)。多個美國研究團(tuán)隊為三位腦死亡患者移植了豬腎髒,受體均能產生尿液且無排斥跡(jì)象。更令人矚目的是,一位患者(zhě)接(jiē)受了一(yī)顆經過十處基(jī)因編輯的豬心髒。
截至2025年,全球約有六人接受了豬器官(包括腎髒、心髒、肝髒和胸腺)移植。這些手術均基於“同情用藥”原則,受體均為(wéi)病情危重且無其他選擇(zé)的患者。遺憾的(de)是,多數患者僅存活數月。來自美國阿拉巴馬州的53歲女性Towana Looney,在接受轉基因豬腎移植後,成為存活時間最長的受體(近5個月),但最(zuì)終仍未能逃(táo)脫排斥反應。
未(wèi)來之路(lù):臨床試(shì)驗與產業鏈協同
要使異種移植真正廣(guǎng)泛應用,嚴格(gé)的臨床試(shì)驗不可或缺。美國食品藥品監督管理局(jú)(FDA)已批準...
行業展望:隨著基因編(biān)輯豬器官培育和移(yí)植技(jì)術的(de)飛速發展,對生物樣本(如幹細胞(bāo)、工程化組(zǔ)織(zhī))以及最(zuì)終器官的安全、高效、低(dī)溫存儲與運輸需求將急劇增長。專業可靠的液(yè)氮杜瓦(wǎ)罐和可滿足特定(dìng)研究或臨床需求的定製液氮罐解決方案,將是支撐這一前(qián)沿領(lǐng)域從實驗室走向臨床應用的關鍵基礎設施。液氮轉運罐在保障這(zhè)些珍貴生物材料全程處於超低溫(wēn)環(huán)境(jìng)、維持其活性和功能方麵,扮(bàn)演著至關重要的角色。
來源:euroweeklynews