在探索异种移植人体研究上,中国学者再度实现突破。
近期,广州医科大学附属第一医院的何建行教授及其团队,在国际知名医学期刊《自然-医学》网络版上发布了一篇研究论文,公布了一项全球首创的医学实践,即利用基因编辑的猪肺进行脑死亡者的器官移植,该移植的肺部能够持续进行呼吸和气体交换,时间长达九天,期间没有出现超急性排斥现象,并且同步进行的病原学检测也显示没有活动性感染,这项研究成果在国际上获得了高度评价,被称为达到了划时代的水平
利用基因改造的猪作为异种器官移植的供体,目的是缓解器官不足的状况,为临床器官移植创造一个稳定且可管理的供体渠道。近些年,基因工程领域的发展以及新型免疫抑制剂的问世,促使以猪器官为基础的异种移植研究日益增多。然而,从实验室研究过渡到实际临床应用,过程中还存在哪些亟待克服的难题?
首例猪肺人体移植研究
这项基因改造猪肺人体移植实验,是将一只基因经过改造的巴马香猪的左肺,移入一个脑死亡患者的身体里面,以此模仿在临床中常见的只移植一侧肺部的手术方式,手术之后会持续观察受体的呼吸功能、血液指标、影像学检查等多个方面的变化,并且不断检测身体对于移植物的排异反应以及是否发生感染。
这种猪品种经过六次基因改造,目的是减少它的器官移植到人类身上时引发的排异反应。
广州医科大学附属第一医院向第一财经记者说明,该研究计划完全依照国家相关法律法规和伦理规范执行,并接受了医院伦理委员会等单位的审核与监管。参与对象为重型颅脑损伤的病患,经过多次单独鉴定确认为脑死亡状态;病患家属出于推动医学发展的目的,自愿无偿加入实验项目。
文章通讯作者何建行指出,当前全球人口老龄化趋势下,器官移植技术日趋完善,导致全球器官移植供体需求日益增长,异种器官移植被视为有望破解这一难题,这一成果标志着异种肺移植研究取得重要进展,未来将致力于改进基因编辑方法与抗排斥疗法,以期延长移植器官的存活期限和功能保持,同时团队将把自主设计的不插管技术运用到异种肺移植试验中,以降低机械通气对供体肺造成的损害,从而促进肺异种移植的临床应用。
云舟生物相关人士向第一财经记者透露,此次猪肺人体移植,相当于对猪肺实施了一次深度改造,移除了可能引发人体剧烈免疫反应的部件,替换为更符合人体标准的组织,随后植入一位脑死亡者体内进行体内观察,移植初期猪肺未显现出最早期的免疫排异,表明这种改造正朝着积极方向发展,但随后出现了组织水肿和抗体引导的排斥反应,显示这种改造尚未能完全克服种间免疫排斥问题。这是首次将猪肺移植到人类身上,不同于以往的猪心、猪肾移植,肺被视为极难移植的器官,因此这一成就被视为一个重要的里程碑。
该负责人说明,此次研究以脑死亡者作为实验对象,并且将人肺作为后备选择,不过将猪肺用于人体移植,要实现临床应用,仍需克服功能确认、持久稳定性、免疫控制负担、生物风险等难题,需要加以处理。“总而言之,这次实验表明猪肺具备活性,然而这仅相当于初步测试,距离真正用于救治病人尚有较大距离。后续要验证:猪肺可独自维持人类呼吸数周或数月,免疫抑制剂的用量,既不能高到使人彻底丧失免疫力,也不得引入猪类病毒隐患。
复旦医学院副院长朱同玉向第一财经记者透露,当前国内进行的全球首次猪肺人体移植项目,属于对猪源器官移植的再次科研尝试,有助于持续收集异体移植方面的资料。
窦科峰院士,中国科学院院士,曾率领西京医院等单位的科研人员,选用一只经过六处基因改造的猪作为器官来源,将该猪的肝脏移植给一位脑功能已丧失但生命体征得以维持的患者,这项研究在今年三月通过网络版《自然》期刊发布,同时也是全球首次将基因改造猪的肝脏成功移植到脑死亡患者体内的案例。
还有这些挑战

人的存活时间持续增长,导致慢性病症和器官功能彻底衰退的患者数量不断增加,器官移植虽为一种效果显著的治疗方法,但受制于捐献器官的极度匮乏。
全球卫生机构在其发布的《二零二三年寰球器官置换调研文书》上指出,我国每年大约有三十万民众亟待器官移植,但能用于移植的器官数量仅约一万五千例,供需状况极不匹配。
动物来源的活性细胞、组织或器官通过移植、接种或注射途径移入人体内,属于异种移植范畴。这项技术作为生物医学领域的尖端探索,正为解决全球器官资源短缺问题提供关键途径。
近些年,跨物种移植探索在各地收获了多项关键进展。二零二一年,部分学者首次尝试将经过基因改造的猪肾移植到脑死亡个体体内,该器官坚持工作达五十四个小时。紧接着,科研人员继续在活体病患身上实施猪心、猪肾及猪肝的移植手术,其中心脏在人体内维持功能长达两个月,这些成就为跨物种器官移植的临床转化奠定了基础。
猪的培育简单且孳生迅速,其器官体积与人类相似,基因、体液及构造特征跟人接近,因此被视为最理想的异种移植来源,并且能够借助基因改造来提高供体器官的适配程度。
云舟生物的相关负责人提到,对于异种器官移植的情况,基因编辑技术基本上能够处理超急性排斥的情况,表明经过改造的猪器官可以在一定程度上躲避人体免疫系统的初步反应,不过中长期排斥的问题仍未解决,例如抗体介导的排斥和慢性排斥。同时,免疫抑制药物的安全性还有待提高,猪器官里存在的病毒隐患也还没有完全消除。
朱同玉指出,从猪身上获取器官移植到人身上,现阶段仍处在探索时期,要实现真正意义上的临床应用,前路依然漫长,其中免疫排斥现象至今仍是重大难题,术后存活期较长的病患,必须依赖大量免疫控制药物,这对患者来说非常难以承受,而大量使用免疫控制药物,又容易引发感染,此外,还可能存在猪与人之间共患病的潜在威胁。
朱同玉是一名器官移植领域的权威人士,并且担任上海市器官移植重点实验室的负责人。他近期致力于研究如何借助人工智能技术对动物器官实施基因改造,目的是让这些器官更符合人体移植的要求,不过目前这项工作还处于动物实验阶段,尚未在人类身上开展试验。
朱同玉指出,当前全球范围内已实施二十余次以猪源器官移植至人体的临床研究,根据现有数据,接受手术者最长存活周期约达半年有余,此类治疗手段带来的实际临床效果并不显著。相较之下,常规的人体器官移植手术,术后患者的平均存活时间能够达到十年以上。例如在他主持完成的同种异体移植手术中,有部分接受治疗的患者术后存活时间已持续超过四十年。
猪提供的器官移植到人类身上,这个领域的研究还需要持续深入,目的是为了能够找到更理想的匹配方法。这是朱同玉的观点。
窦科峰及其团队于2025年1月于《中国实用外科杂志》刊登的一项探讨《异种移植:从基础到临床的难点与解决之道》的研究指出,要切实达成异种移植的临床应用,仍须攻克诸多核心难题,这些难题涵盖免疫排异现象、机体功能匹配难题、疾病原体跨物种感染,以及涉及道德层面的法律议题。所以,虽然发展前景看好,但异种移植要达到临床应用阶段,依然需要经历很长的发展过程。


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