異種器官移植

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更新時間: 2013-09-04

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異種器官移植,指將一個物種的組織移植到另一個物種體內。例如,從豬到人。和同種器官移植不同的是,異種之間存在很大差異,從而使得這種移植成功的可能性很小。異種器官移植的研究早在1667年就已經開始。

異種器官移植 -概況
異種器官移植異種器官移植——老鼠身上培育心臟

異種器官移植,是用手術的方法將某一種屬個體的器官或組織移植到另一種屬個體的某一部位。科學家在動物身體上培育出新器官,這些器官覆蓋在人類幹細胞培育環境中,發育的新器官可被人類身體所接受,只要人體接受這些「異種器官移植」不引起排斥性的免疫系統反應,這將成為人體移植器官來源,從而有效解決人體移植器官嚴重短缺的現狀。

在人體的某些臟器功能失去作用時,移植動物器官能在人體內存活一段時間並能發揮作用,待找到合適的人體器官后再進行移植。用實驗動物的組織和器官代替人類的器官有以下優點:動物器官取之不盡;動物器官比人造器官更具自然和生物性;動物器官隨用隨取,可克服使用人體器官存在的各種倫理及法律問題

異種器官移植的研究早在1667年就已經開始。1667年,兩名法國醫生實施了第一例人類接受異種移植的病例。他們給一名15歲的男孩兒的血管里輸入了12盎司(約340毫升)的羊血,據傳小男孩康復(但是按照醫學理論這是不可能的,不過這是人類首次的嘗試)。

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1816年,蘇格蘭一名醫生進行貓、狗和羊之間的器官移植研究。他得出的結論是,移植想要成功必須是同種的動物。

1905年,法國的Princeteau進行了世界第一例異種器官移植手術。將兔腎植入腎功能衰竭兒童體內,手術很成功,但16天後由於排異反應,兒童死於肺部感染。之後,世界各地的研究者逐步加入到異種移植器官研究之中。

異種器官移植 -主要研究對象

異種器官移植豬心臟經過去細胞化處理后,現成為培育人類移植心臟「腳手架」

對異種移植而言,最佳的動物選擇是豬,豬的器官在結構、大小和生理功能上與人體器官相近,一直以來是異種器官移植的主要研究對象。因為豬的代謝與人類十分相似。例如,豬胰島素與人類胰島素只在一種氨基酸上有差別,而且由豬細胞在人體內生產的胰島素將令糖尿病人不再需要打針。選擇豬的另外一個因素是豬生產率高,它能很快繁衍,產下眾多的仔豬。

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以豬器官做為為異種器官移植供體的最大難題是超級性排斥反應,因為非靈長類動物存在一種α-1,3-半乳糖抗原,當豬器官移植入人體后,細胞上的α-1,3-半乳糖就會被人體免疫系統識別,幾分鐘到幾小時內即導致移植器官的衰敗。這一難題已被科學家們解決。將豬體細胞產生α-1,3-半乳糖的α-1,3-半乳糖苷轉移酶基因敲除后,通過核移植技術得到的克隆豬將不再產生α-1,3-半乳糖抗原。將這種豬的心臟移植給狒狒,可以存活4個月。 

2012年8月,中南大學湘雅三醫院在建成不久的亞洲首家醫用級動物供體培育中心,成功培育出為細胞、組織、器官移植提供醫用級動物供體的「供體豬」。主持培育「供體豬」的中國科學家、湘雅三醫院教授王維說,這標誌著中國異種移植臨床研究建設獲重大突破,也標誌著中國異種移植治療糖尿病基礎建設跨入世界頂尖行列

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異種器官移植 -研究進展

異種器官移植科學家培育的去細胞化豬心臟
1、1963到1964年,蘇聯圖拉大學的科研小組公布說他們將13個黑猩猩的腎移植給了人類。一名23歲的女子接受移植後生存了9個月,這是已知接受異種移植存活最長的人類病例。

2、1984年,一種抗排異反應的藥物環孢黴素被批准上市。美國羅瑪-林達大學醫學院的一個科研小組將一個狒狒的心臟移植給了一個患有嚴重心臟病的新生兒,他只存活了20天。

3、1992年至1993年,美國匹茲堡大學將狒狒的肝移植給了兩個肝炎病人,術后其中一名活了70天,而另一名活了26天。

4、2009年據英國《新科學家雜誌》報道,美國明尼蘇達州立大學幹細胞科學家桃瑞絲·泰勒在實驗室中培育的人造心臟能夠像正常老鼠體內的心臟一樣跳動。這種心臟看上去更加與眾不同:它覆蓋著一層老鼠心臟去細胞組織的「腳手架」,而且新培育的老鼠心臟組織是基於另一隻老鼠的幹細胞培育而成。

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5、2009年,研究人員利用基因修飾技術克隆了一頭適宜提供移植器官的豬。這頭克隆豬的體細胞里的半乳糖苷轉移酶基因被敲除,不會再產生導致排斥反應的半乳糖抗原。

6、2012年6月27日英國《每日郵報》網站報道,韓國科學家26日成功把一頭轉基因豬的心臟移植給了一隻猴子,並且在術後幾個小時內沒有出現任何排斥反應。這是韓國首次成功實施這樣的異種器官移植手術。

異種器官移植 -存在問題

異種器官移植
異種器官移植

異種器官移植存在的問題包括免疫反應,內源性病毒,以及相關的倫理及法律問題等等。

美國加州斯克里普斯研究所丹尼爾·沙羅門等人在實驗中發現,豬體內普遍存在的「豬內生逆轉錄酶病毒」能感染人體細胞。沙羅門等還發現,將豬胰腺細胞移植給免疫功能受到抑制的實驗鼠后,該病毒會被激活,使鼠機體多種組織受到感染。

1997年,英國倫敦大學醫學院的羅賓·韋斯等就曾報告說,他們在豬體內發現了兩種新型病毒。這兩種病毒不僅不損害豬的健康,而且一定程度上還能增強豬的機體功能。然而它們卻能使猴子、貓和某些鳥類患上白血病。從其結構推斷,科學家認為它們也可能會讓人類患上白血病。科學家擔心,人類對豬體內的各種病毒還了解得太少,將豬器官移植給人存在風險,甚至有可能引發新型大規模傳染病,產生不堪設想的後果。

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