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基因改造猪角膜皮肤内脏都可移植给人

2011-03-22
基因改造猪,猪器官移植
基因改造猪角膜皮肤内脏都可移植给人

这项基因改造猪的研究,可以说开创了人类器官移植的新方向。基因改造猪的角膜、皮肤、胰岛、关节、韧带、肌腱等都可以移植给人,包括心脏、肾脏、肝脏等将来也可以移植到人身上。

“猪是异种器官移植的最佳选择对象,在国际上已成为共识”。戴一凡告诉记者,与人距离不近不远刚刚好,猪组织内的病毒不太会感染人类,它绕开了一个在实践中给人体移植猪器官的主要障碍。另外,科学家之所以对猪情有独钟,是因为它们与人类有许多相似之处。猪的心脏与人的心脏大小差不多,其管道分布和动力输出也相类似。

基因改造猪一头上百万 角膜皮肤内脏都可移植给人


新华报业网-南京晨报 2011-03-22 13:19:41
一头价值上百万的猪

  新华报业网讯 “这个猪真是个好东西!”南医大代谢疾病研究中心主任赵子建每次谈到猪,心里都是喜滋滋的。在他的实验室里,有一群粉嘟嘟的小猪正在成型、长大。这些猪不仅外形可爱,最主要的是,它们的角膜、皮肤甚至内脏等,将来都可能移植到人的身上。赵子建说,这项基因改造猪的研究,可以说开创了人类器官移植的新方向。而这种猪的身价也不菲,由于全身都是宝,一头猪的价值可达到上百万。

  [揭秘]

  “敲掉”几个基因

  猪器官移植不排异了

  人体器官移植尚会引起排异反应,更何况是把猪的器官移植到人的身上?对于这个科学难题,南医大代谢疾病研究中心副主任戴一凡表示已经通过试验解决了。“猪的器官移植给人,肯定会产生排异。就如同血型排异一样,把A型血输给B型血的人就不行。但是如果我们把猪通过基因改造,都变成‘O型’猪,问题就解决了。”戴教授打了一个很形象的比方。

  他向记者展示了两张图,都是猪的肾脏移植到猴子身上后发生的变化:一张图显示肾脏已经发黑,另一张显示肾脏依然红润。“猪的器官移植到异体后,会发生超急性排斥,器官的血管内壁细胞会被破坏,这张发黑的肾脏就是排斥的结果,移植到猴子身上后,不到一小时就失去了功能。如果我们敲除了这头猪的几个超急性排斥基因,就不会产生这样的问题。你看,这张图中红润的肾脏表明,没有发生排异反应。”戴教授说,其实早在2002年,这种“转基因敲除猪”就在美国问世了,这是当时科学界的一个重大突破。

  超急性排斥基因“敲除”了,只是第一步。猪器官移植一周后还会发生急性排斥反应,这也是从2002年到现在这段时间里,戴教授他们一直努力解决的问题。令人振奋的是,这项研究目前已经取得了突破性进展。戴教授给记者展示了另一张图表,上面显示着各种数据的波动图。

  “这是将猪的胰岛移植到猴子身上前后收集到的数据。原来这只猴子患有糖尿病,血糖达到250以上。我们可以看见,移植后血糖降到很低,而且也不用打胰岛素了。这种状况已经持续了一年以上,达到了上临床的要求。”戴教授说,试验表明,基因改造猪的胰岛移植到猴子身上后,存活得很好,没有产生排异反应。

  [用处]

  其浑身器官,都可以移植给人

  “猪的浑身都是宝,这句话用在基因改造猪身上,是再恰当不过的了。”与基因改造猪打了十几年交道的戴教授,说起猪器官移植十分兴奋。

  他介绍,基因改造猪的角膜、皮肤、胰岛、关节、韧带、肌腱等都可以移植给人,包括心脏、肾脏、肝脏等将来也可以移植到人身上。所以说,这种猪浑身都是宝贝,所有材料都可以用。比如说猪肝的应用,不少肝病患者等不到肝移植的时候就因为肝昏迷而死。如果用猪的肝脏作为过渡肝,可以起到过滤和透析的作用,形成体外循环。等患者肝脏的毒素被猪肝过滤后,便可以自行修复,恢复健康。

  说到猪的韧带、肌腱,戴教授风趣地说:“可惜刘翔扭伤脚是在前两年。如果晚一年,就可以把猪的韧带、肌腱移植过去,这样就可以解决问题啦。”

  赵子建教授说,把猪的器官移植给人意义重大,可以说开创了人类器官移植的新方向。有数据表明,我国每年有150万人等待移植器官,但是只有1万人能等到器官,另外,每年有一两百万人等待角膜移植,而角膜供体却少得可怜,部分省份的库存量甚至为零。这主要因为器官捐赠太少。如果能将猪的器官移植给人,就大大解决了器官来源的问题。

  “当然,把猪的器官移植到人身上,要经过严谨的安全评估。”赵教授说,首先要确保猪的器官安全无毒,另一方面,移植后的安全也要进行严谨的评估。只有经过严格的检测步骤,才可以用到人的身上。

  [动态]

  角膜皮肤移植一年可实现,心肾肝移植最少要等5年

  赵子建透露,目前南医大代谢疾病研究中心正在和江宁开发区谈合作,计划在江宁建一座大型猪舍,可容纳1000~2000头基因改造猪,如果有可能的话可达到上万的规模。届时,不仅是饲养员,科学家、医生等都会精心照料这个猪舍,甚至还可能在周边建移植医院。

  “我们第一步是要在大动物身上进行试验,比如猴子。看看猪器官移植后的效果、安全性等等。等方案完备了,才能上临床。”戴教授说,猪角膜、皮肤的移植可能一年内就可以取得良好的效果,胰岛的移植可能需要两年时间便可以上临床,而心脏、肾脏、肝脏等的移植则力争五年左右进入临床试验。从目前试验的情况看,猪的角膜、胰岛移植后可长久存活于人体,而心肾肝等器官的移植则需要进一步改进方法。

  几点疑问

  A、这些猪是从哪来的?

  戴一凡教授在美国和基因改造猪打了十几年交道。今年年初回国,他专门带了一批“小猪”回来。不过,这可不是成型的猪,而是基因改造猪的细胞。“现在,我们正在把这些细胞克隆成猪,预计可以克隆出成千上万只基因改造猪。这些猪达到一定规模后,便可以自然繁殖。按照猪的繁衍速度,一代猪繁殖可以增加五六倍的数量。”戴教授说,现在克隆技术已经十分成熟,预计再过五六个月的时间,这些猪宝宝就会在南京诞生了。不过,首批克隆出来的猪还不能直接用于临床,还必须再繁殖一代,才能用于人体移植。

  B、这些猪是怎么养大的?

  “这些猪从出生到临床应用,享受的可不是一般的待遇。”戴一凡介绍,这些猪宝宝都是剖腹产的,从一出生就马上和妈妈分开,被送到超洁净的猪舍中。因为这些猪的器官要被移植到人身上,因此对它们的饲养非常有讲究。“猪舍内必须是完全无菌、无病毒的,饲养人员进去之前必须沐浴更衣,还得换上专门的工作服。猪舍内的空气也是经过净化处理的。这些猪的饮食,比如饲料和水都是经过无菌无毒处理的。”

  赵子建介绍,每头猪身上都贴有一块电子磁片,工作人员会对它们进行24小时监控,每隔一段时间,这些猪都要接受检验检疫。“可以说,这些猪比人干净多了。”

  C、为什么不拿猴子做移植?

  众所周知,人类属于灵长类动物,与灵长类其他动物在生理解剖和新陈代谢等方面相似,为什么不选择移植猴子或者狒狒的器官呢?

  戴一凡解释说,灵长类动物的特点是世代间隙长,尤其是猩猩和狒狒长达10年以上,繁殖率低,一胎一崽,饲养成本也较高,很难满足人类器官移植的需求。正因为是“近亲”,存在于猴组织内的病毒更容易感染人,例如可怕的HIV病毒。而且大多数灵长类动物在国际上又属于保护动物,也不利于临床推广。

  “猪是异种器官移植的最佳选择对象,在国际上已成为共识”。戴一凡告诉记者,与人距离不近不远刚刚好,猪组织内的病毒不太会感染人类,它绕开了一个在实践中给人体移植猪器官的主要障碍。另外,科学家之所以对猪情有独钟,是因为它们与人类有许多相似之处。猪的心脏与人的心脏大小差不多,其管道分布和动力输出也相类似。

  D、这些猪值多少钱?

  一只基因改造猪,身价几何?“理论上是十几二十万,但实际上,它创造的价值可以达到上百万。”赵子建告诉记者,比如一头猪可以做几百支胶原蛋白,一支1万元,光这项就值几百万。又比如角膜移植,可能一个就要1000欧元,在扩大生产规模后,价格才会逐渐降下来。此外,猪的里里外外包括小肠黏膜都可能移植,这些总价值加起来,是没有办法估算的。除了器官这一项,由此带动的医疗费用及生物科技产业等,更是可以达到数十倍的效益。记者 王晶卉

猪器官或将替代人体报废器官


新华报业网-新华日报 2011-03-22 07:40:23

  新华报业网讯  “基因敲除猪细胞年初已运到南京,今年下半年可望培育出基因敲除猪,这种猪的器官可以移植到人体中,给深受供体短缺困扰的人类器官移植带来全新希望。”这是南京医科大学代谢疾病研究中心21日下午发布的新闻。

  据该中心主任赵子建教授介绍,器官移植是治疗器官功能终末期衰竭的主要手段,但供体短缺严重制约了器官移植技术的开展,我国每年等待器官移植的病人达150多万,只有1万病人能够如愿。“开展异种器官移植是世界公认的解决器官短缺的重要途径,由于猪器官大小及功能与人体器官比较一致且容易繁殖,国际上把猪作为人体异种器官移植来源的首选动物。”

  用猪器官代替人体“报废器官”,关键是要解决排斥反应。南京医科大学2009年底从美国匹兹堡大学引进的代谢疾病研究团队,带来了他们的创新研究成果——用转基因或基因敲除的克隆猪作为异种移植的供体,并成立了我国第一个代谢疾病研究中心,作为推进研究平台。“所谓基因敲除猪,就是用一种新型的分子生物学技术,把猪身上容易引起排斥反应的基因除掉,使移植的猪器官能够与人体相容并长期存活。”中心专家解释。据了解,由该中心主任赵子建教授、副主任戴一凡教授领衔的基因敲除猪研究,此前在美国已开展了十多年:2002年成功研制出基因敲除猪,被美国《发现》杂志列为当年100项重大科学发现之一。此后,基因敲除猪的角膜、胰岛移植到大动物身上,均未发生排斥反应,完全可以代替对应的“报废器官”,相关研究成果先后在国际权威杂志上发表。

  “基因敲除猪全身都是宝,其器官可广泛用于人体角膜、皮肤、胰岛、关节、肌腱、韧带、肾脏、心脏、肝脏等器官的移植,未来病人还可以根据自身需要‘定做器官’。”中心副主任戴一凡教授介绍,“当然基因敲除猪的培育要求也非常高,需要在超洁净的无菌环境中进行,基因敲除猪的洁净程度甚至超过人体。目前,这种超洁净猪的培育工作正在进行中,今年下半年可望诞生猪宝宝。”

  “当然,基因敲除猪器官真正移到人体还有一个过程,需要经过一系列严格的安全评估,但此项研究造福民众的前景非常光明则是可以预期的。”赵子建教授表示。

  (蒋廷玉 陈亚新)

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本栏目主要介绍基因工程方面,包括人类基因组计划、转基因、基因技术、基因改造猪角膜皮肤内脏都可移植给人等。特别关注有关人与文化方面的研究。

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