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猪心植入人体,异种器官移植成为现实

2022-04-20程醉

科学大众(中学) 2022年4期
关键词:异种供体器官

程醉

供体动物为什么选择猪

异种器官移植,是指利用手术的方法将某一种属个体的器官或组织移植到另一种属个体的某一部位。这听起来似乎比较深奥和复杂,咱们简单点说,大致就是通过手术把猪的肾脏移植到狗身上,或者是把兔子的耳朵移植到羊头上……只不过,这次的手术比较特别,医生成功地把猪的心脏移植到了人类的体内。

那么,问题也就来了,为什么是猪?大家可都知道,灵长类的猴子跟人类应该是更为接近嘛,为什么偏偏把“二师兄”的心脏移植给人类呢?

选择异种器官移植的供体动物是一件非常严肃的事情,这里面的学问可大了。首先,你得找到一种大小和人体差不多的动物。前面提到的猴子,用于实验的一般都是猕猴,身高只有几十厘米,体重也不过几千克,大致相当于几个月的人类婴儿。对于一个成年人来说,猴子的心脏太小了,根本不能用。

另外,异种器官移植的供体动物各种生理指标也得和人类大致相当才行。比如说实验用的小白鼠,其心跳每分钟可达400~500次,而一个成年人的正常心跳每分钟只有60~100次,仅从这一点看,小白鼠的心脏显然也不适合移植给人类。

在中国,人类驯化猪的时间大约在1万年前。可以说,现在的猪基本上已经完全适应了被人类圈养的生活,包括人类吃剩下的各种食物,猪都可以吃。因此,猪的代谢也和人类非常接近。再加上猪的生理指标也跟人类大致上相当,所以选择猪的器官给人移植是科学家经过很多研究后才确定的。

实际上,选择猪还因为猪的价格相对低廉。就繁殖来说,猪一胎就能生下一窝小猪崽,少则好几只,多则十来只。而实验用的灵长类猴子,一般来说一胎只生一只。所以,使用猪的器官来进行移植,要比猴子来得容易,并且不那么费钱。

实际上,在异种器官移植的研究路上,“二师兄”可谓劳苦功高。它们的皮肤、角膜等,早就在为人类治疗创伤和疾病发挥着巨大的作用。比如,我们现在治疗人体烫伤,就已经开始使用猪皮来对创面进行覆盖,并改善其愈合质量。

异种器官移植的技术有多难

将猪的心脏移植到人体内,其实是一个非常复杂并且需要很多学科配合的过程,因为科学家要解决的问题层出不窮。

我们知道,即便是在人与人之间进行器官移植,都会产生免疫排斥反应。比如,肾移植的患者就需要终身服用免疫抑制剂,防止发生排斥反应。那么,将猪的器官移植给人,肯定会发生更为强烈的免疫排斥反应。因此,在异种器官移植之前,科学家需要对供体猪进行基因改造。从新闻报道中,我们得知科学家对猪的4个基因进行了灭活或是直接敲除。虽然新闻报道并没有透露具体是哪些基因,但一般来说,首先就应敲掉会导致发生异种器官移植超急性排斥反应的基因。另外,一些免疫类的基因也一定会被处理。

同时,为了保证猪心脏移植到人体内之后能够发挥正常作用,科学家还需要提前对猪心脏进行人源化处理。

人源化又是什么呢?简单地说,就是利用基因操作手段,让猪携带有人的功能性基因的一种现象,以达到尽可能地弱化猪心脏移植到人体后可能产生的抗原性。人源化的过程不但非常复杂,并且难度极大,这可能也是在异种器官移植中最难的技术问题。

当然,最后还需要医生精湛的技术才能保证猪心脏成功移植到人的体内,并且还要保证被移植病人的存活。如果被移植的病人死亡或者说术后存活率太低,这台异种器官移植手术就失去了它的意义。

异种器官移植的未来

实际上,异种器官移植要面对许许多多的问题,比如说医学上的问题、免疫排斥的问题、手术操作的问题、术后护理的问题以及伦理学上的问题。那么,我们为什么还要千方百计地研究并实施异种器官移植呢?

先来了解一组数据,我国每年需要进行器官移植的病人在150万左右,而每年顺利完成器官移植的病例也不过1万多。之所以出现这种情况,归根结底就是可供移植的人的器官太少了。而移植动物的器官,相对来说比较容易获得供体,对于器官紧缺的情况也能够有所帮助。

除了移植动物器官,我们还有哪些办法可以获得人类需要的器官呢?理论上来说,3D打印技术、干细胞技术都能获得一个外观跟人体器官一模一样的器官。但是,如何让这个器官获得生物活性还是我们目前无法逾越的一个障碍。相对比较成熟的克隆技术,在现在来说也无法培养出一个单独的器官。而直接克隆出一个胚胎,到发育成形阶段再提取器官,这又是法律不允许的。

综上所述,异种器官移植在现阶段还是很有优势的,虽然病人的存活时间尚难以判断,但确实是比较有发展前景的一项技术。

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