圖片來源：視覺中國

科技日報記者?張夢然

54歲的麗莎·皮薩諾是全球第二例豬腎移植患者，但她接受的卻是“全球首例人工心臟和豬腎活體移植聯(lián)合手術(shù)”。今年4月，這項手術(shù)成功完成并在世界范圍內(nèi)引發(fā)轟動。

然而在美國時間5月31日，醫(yī)生團隊宣布，這只豬腎僅在患者體內(nèi)存活了47天，因“失去功能，出現(xiàn)衰竭”問題，被切除了。

豬腎切除后，皮薩諾情況還算穩(wěn)定，她只能重新開始腎透析。

這讓人們與不久之前發(fā)生的一起不幸事件聯(lián)系起來：5月中旬，全球第一個接受豬腎移植的患者斯萊曼，在移植后不到兩個月就去世了，這比醫(yī)生預(yù)期的要早。但這一時間與第一批接受豬心移植的患者一致——那兩人都在手術(shù)后兩個月左右就去世了。

在人體中移植其他物種的器官被稱為異種移植。醫(yī)生表示，這些開創(chuàng)性的跨物種移植“并沒有像靈長類動物研究中預(yù)測的那樣取得巨大成功”。

不過，這些手術(shù)為別無選擇的重病患者帶來了希望。醫(yī)生團隊已從中取得了寶貴的經(jīng)驗教訓(xùn)，包括從接受者需要的藥物類型，到異種器官移植必須接受的測試量。

失敗意味著需要更靈敏的篩查和測試

第一次對活體人展開異種移植是在2022年。當(dāng)時57歲的大衛(wèi)·貝內(nèi)特接受了一顆移植豬心，并在手術(shù)后存活了60天。第二位患者勞倫斯·福賽特在2023年接受了一顆移植豬心，他存活了40天。

美國馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院外科醫(yī)生穆罕默德·莫希丁是兩次豬心移植護理團隊的成員。對貝內(nèi)特的死亡，他列舉了幾種可能的解釋。首先，在貝內(nèi)特去世前幾周，他感染過病毒，因此醫(yī)生給他提供了一種免疫增強療法，該療法由數(shù)千名捐贈者匯集的抗體組成。醫(yī)生后來發(fā)現(xiàn)，一些抗體對豬器官產(chǎn)生了反應(yīng)，這意味著這種治療可能會加劇貝內(nèi)特的病情。從那時起，莫希丁就與當(dāng)?shù)匮獛旌献鏖_發(fā)篩查反應(yīng)性抗體的方法。

另一種解釋是，移植心臟被潛伏的豬巨細胞病毒病原體感染。這種病原體可能被激活，然后損害了心臟。莫希丁說，貝內(nèi)特死后在器官中發(fā)現(xiàn)了這種病毒，但在移植前的測試中沒有檢測到，這表明必須使用更靈敏的測試來篩選器官。

現(xiàn)在，科學(xué)家團隊與外科醫(yī)生一起工作，采集血液和組織樣本，以分析數(shù)以萬計細胞的變化。一項于5月17日在線發(fā)表在《自然·醫(yī)學(xué)》雜志上，以及另一項于5月21日發(fā)表在《醫(yī)學(xué)》雜志上的分析，共同揭示了患者在異種移植手術(shù)之前、期間和之后器官與身體的單細胞水平變化。

兩項新研究發(fā)現(xiàn)，在細胞水平上，與從人類捐贈者移植的器官不同，異種移植器官的排斥看起來“非常嚴重”。這些發(fā)現(xiàn)可幫助研究人員預(yù)測排斥反應(yīng)，并為未來的手術(shù)制定量身定制的免疫抑制方案。

特別值得欣慰的是，今年5月，中國科學(xué)家團隊完成全球首例活體人異種肝移植手術(shù)，成功將豬肝臟移植到一位肝癌重癥患者身上。截至5月24日（術(shù)后第七天），沒有發(fā)現(xiàn)患者超急性和急性排斥反應(yīng)，肝功能已經(jīng)恢復(fù)正常。這是全球第五例活體人異種器官移植手術(shù)，是全球異種器官移植進入臨床的又一個里程碑。

回溯移植器官分子水平的變化

在紐約大學(xué)格羅斯曼醫(yī)學(xué)院、麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)布羅德研究所研究人員的帶領(lǐng)下，發(fā)表在《醫(yī)學(xué)》雜志的論文追蹤了移植到人類體內(nèi)的兩個豬腎的遺傳和細胞活性，并將它們與尚未移植的豬腎樣本進行了比較。為此，研究團隊使用了包括單細胞RNA測序等多項技術(shù)確定了在手術(shù)過程中構(gòu)成豬和人類基因的分子字母順序（序列）。

研究表明，移植的豬腎雖然沒有被接受者的身體完全排斥（沒有立即腎衰竭），但在人類外周血單核細胞（PBMC）中引起了強烈反應(yīng)。這組免疫細胞可攻擊移植的外來器官，就像它們攻擊外來入侵者（例如病毒）一樣。雖然，患者因為使用了抑制排斥反應(yīng)的藥物治療，沒有出現(xiàn)即時排斥反應(yīng)，但這項新研究發(fā)現(xiàn)了可能導(dǎo)致異種移植隨時間推移而失敗的微妙證據(jù)。

具體來說，豬腎被認為在分子水平上觸發(fā)了“抗體介導(dǎo)的排斥反應(yīng)”。當(dāng)身體產(chǎn)生移植器官特異性抗體的免疫蛋白時，它們就會招來自然殺傷細胞、巨噬細胞和T細胞去傷害身體。團隊還發(fā)現(xiàn)，豬腎的組織修復(fù)機制有所增加，其中某些細胞作為愈合生長的一部分而繁殖，其機制值得后續(xù)研究重點關(guān)注。

幫助科學(xué)界找出盲點

另一篇發(fā)表在《自然·醫(yī)學(xué)》上的報告對移植的豬心和周圍人類細胞進行了“多組學(xué)”分析。

在接受豬心移植的患者中，研究人員觀察到某些細胞類型數(shù)量快速大量增加。其中一個患者PBMC組內(nèi)活化的T細胞和自然殺傷細胞群，移植后30小時約1%，但到手術(shù)后66小時已達20%以上。這種對器官的劇烈免疫反應(yīng)，被稱為圍手術(shù)期心臟異種移植功能障礙并發(fā)癥，伴隨著免疫細胞的破壞性涌入（炎癥）和錯位的愈合嘗試（組織重塑），使組織增厚并可能阻礙器官功能。

研究人員說，其中一例移植的豬心臟比預(yù)期的要小，需要額外的程序來“補償”它。這一因素可能會切斷心臟的血流和氧氣供應(yīng)，當(dāng)供應(yīng)恢復(fù)時，就會導(dǎo)致缺血再灌注損傷。這也可能是最終失敗的原因。

這些失敗，是人們在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域拓展邊界時的自然障礙，也是科學(xué)進步道路上無法回避、不可或缺的一部分。這些深入分析，將幫助科學(xué)家找出盲點，引導(dǎo)研究朝更準(zhǔn)確的方向前進。