众所周知，用于治疗终末期器官衰竭病人的人类器官极度短缺。目前器官来源以捐赠为主，同时还有一部分器官来自欠发达地区的灰色地带。而异种器官作为一种来源更为广泛的移植供体，将有可能从根本上解决人类器官严重短缺问题，目前已成为国际研究的热点方向。2022年初，美国马里兰州立大学团队成功将一颗基因编辑猪的心脏移植到人体内，为患者延长了59天的生命。这标志着利用基因编辑动物器官来解决人类器官供应不足问题，不再局限于理论上的可能，而是最有前途的解决方案。
一、为什么是猪？
猪在解剖学、生理学和器官大小等方面与人类近似。相比灵长类动物，猪的繁殖能力强，易大规模饲养，被认为是人类器官理想的供体来源。但要获得适用于人类器官移植的供体猪，需要克服免疫排斥、炎症反应和凝血不兼容等障碍，还要去除猪内源性逆转录病毒（PERVs）的跨物种感染风险等。近年来以CRISPR为主的基因编辑技术的快速发展，使研发适用于人类异种移植的供体猪成为可能。
图1 CRISPR/Cas9基因编辑模式图
二、新的黑马已经登场
自2022年以来，来自南京启真基因工程有限公司的科研团队（以下简称“启真基因”）成功获得了多批基因编辑猪。“启真基因已实现对猪PERVs所有位点的全部敲除，以及22个免疫排斥及凝血不兼容相关基因的改造，获得了一系列用于异种移植的供体猪。我们计划初期先用大鼠进行预实验，为我们团队实施异种移植提供相关数据和经验积累，后续将进一步在非人灵长类动物上进行异种移植实验，并不断扩大异种移植的种类，包括毛发、皮肤、眼角膜和心瓣膜等组织移植，以及心脏、肾脏和肝脏等大器官移植。”启真基因创始人兼总经理汪滔如是说，“我们从上游的细胞基因编辑，到下游的大动物克隆，都已建立了成熟的研发平台。临床前试验和应用方面，也已经有国内多家医疗机构与我们签署了合作协议，目前正在和相关临床团队开展动物试验。”
本项目由启真基因创始人兼CSO、哈佛大学留学归国学者、浙江农林大学特聘教授牛冬博士联合主导完成。
图2 基因编辑猪构建技术路线图
据悉，在基因编辑猪方面，除了用于异种移植的供体猪外，启真基因还研发了几十种用于人类先天性遗传病研究的大动物模型猪。公司所研发基因编辑猪的种类及专利数量均处于国际领先水平。
图3 启真基因的异种移植供体猪
三、猪-大鼠的毛发及皮肤移植
8月10日，中国整形美容协会毛发医学分会会长、杭州市医学重点学科——整形美容外科学学科带头人张菊芳教授带领的团队（以下简称“张菊芳团队”）进行了一项令人振奋的实验：猪-大鼠的毛发及皮肤移植。
该团队将新鲜的基因编辑猪（实验组）和普通野生型猪（对照组）的毛发和皮肤分别移植到多只大鼠背部。第二天对照组大鼠出现明显排异反应，而实验组大鼠被移植的毛发和皮肤生长情况良好，截至发稿时未出现超急性排斥反应，大鼠未表现出异常状态。
本实验的关键在于大动物基因编辑技术，提供本次实验供体猪的启真基因运用了最先进的CRISPR基因编辑技术，精确地修改了猪的基因，使其豁免于大鼠体内的免疫攻击。
四、为什么是毛发和皮肤？
张菊芳教授在接受采访时表示：“作为中国整形美容协会毛发医学分会会长，我深知中国既有2.5亿庞大的脱发人群，也有国际顶尖的毛发移植技术，但是对于没有自身供区的脱发人群来说，要实现自体毛发移植就不现实，如何帮助解决这部分人群的困扰，是摆在我们这代人面前的挑战，所以第一个想到的自然是毛发移植——因为毛发（毛囊单位）既是皮肤的附属器，也是人体最小的器官，而作为人体最大器官的皮肤，和其附属器毛发是相互依赖相互作用的关系，同时做毛发移植和皮肤移植可以达到更好的观察效果和功效评价；另一方面，相比于心脏这些大器官，毛发移植最大的并发症就是移植物脱落，危机生命的可能性不大；最后，和大家直觉相反，皮肤和毛发的移植排斥反应强度是最大的，心和肾相对来说还弱一些，如果这次皮肤和毛发移植能成功，我相信未来内脏器官移植也能成功。”
期待这一突破性实验为毛发和皮肤移植领域带来新的可能性，为整个器官移植和组织工程领域打开一扇新的大门。相信随着进一步研究和优化这项技术，未来有望实现更复杂的跨物种移植，这对于解决器官短缺问题和改善人类健康将有着巨大的潜力。
