在解決全(quán)球器官短缺的征途上,科學家(jiā)取得了(le)一項(xiàng)震撼性的裏程碑進展。研究人員首次在豬胚胎內成功(gōng)培育出(chū)具有自主心跳的微小“人源化”心髒,並存(cún)活長達21天。這一突破性成(chéng)果為利用動物培育可(kě)移植人類器官帶(dài)來了新希望,而(ér)液氮轉運罐等關鍵生物(wù)樣本存(cún)儲運輸設備(bèi)在這一領(lǐng)域的應用前景也備受關注(zhù)。
人豬(zhū)嵌合體培育跳動心髒
在2025年6月(yuè)11日(rì)於香港舉行的國際幹(gàn)細胞研究學會(ISSCR)年會上,來(lái)自廣州生(shēng)物(wù)醫藥與健康研究院的賴(lài)良學教(jiāo)授團隊報告了這一開創性研究。研(yán)究團隊通過基因(yīn)編輯技術,精準敲除了豬胚胎中兩個對心髒發育至關重要的基(jī)因(yīn)。隨後,他們在胚胎發育的早期階段(桑葚胚(pēi)期(qī)),注入了經過特殊處理、具有更強(qiáng)存活和增殖能力的人類幹細胞。
這些經過改造的(de)胚胎被植入代孕母豬體(tǐ)內。令人(rén)驚歎的是,三周後,科學(xué)家(jiā)們(men)觀察到胚胎心髒(zāng)已發育到相當於同(tóng)階段人類心髒的大小(約指尖大小),並且——清晰可(kě)見(jiàn)——在自(zì)主跳動!賴教授團隊使用了發光生物標記物追蹤人類細胞,確認這些跳動的心髒組織中包含人(rén)類來源的細胞。
目前該研究仍(réng)在(zài)等待(dài)同行評議,人類細胞在心髒組(zǔ)織中的具體占比尚不明確。作為參(cān)考,賴教授團隊此前在豬胚(pēi)胎中培育人類腎髒組織的研(yán)究顯示,腎髒(zāng)組織中人(rén)類細胞比例達到了40-60%。
科學界審(shěn)慎樂觀,器官移植需求緊迫
與會幹細胞生物學家和移(yí)植科學家對此成果表示歡迎,但態度審慎。斯(sī)坦福大(dà)學的(de)Hiromitsu Nakauchi教授表示需要審閱數據以確認心髒細胞是否確為人類來源。東京科學研究所的Hideki Masaki教授則指出,熒光標記的人(rén)類細胞僅出(chū)現在心(xīn)髒的(de)有(yǒu)限區域,其與豬組織整合的程度有待進一步驗證。科學家們強調,要使培育出的心髒器官真正適用於移植,必須確保其幾乎完全由人類細胞構成,以避免強烈的免疫排斥反應。
這類研究的終極目標是培育出(chū)完全與人(rén)類(lèi)相容(róng)、可用於移植的器官。全球器官供(gòng)需矛盾(dùn)極其尖銳:僅在英國,2023-24年度(dù)就有超過415人在(zài)等(děng)待器官移(yí)植過程中死亡,盡管同期完成了超過4600例移植手術(shù)。據“理(lǐ)解動物研究(jiū)”組織數據(jù),僅有約1%的死亡發生在醫學上(shàng)適合器官(guān)捐獻的條件下(xià)。
即使找到匹配的供體,器官移(yí)植也麵(miàn)臨尺寸匹配、血型(xíng)相容(róng)、組織配(pèi)型等多(duō)重挑戰,並且必須在極短時間(jiān)內完成移植(心(xīn)髒僅4-6小(xiǎo)時),否則器官將失(shī)活。這對(duì)器官的獲(huò)取、保存和液氮轉運罐支持的快速、安全運輸的物流體係提出了極(jí)高要求。
豬作為器官供體的潛力(lì)與挑(tiāo)戰
由於器(qì)官大小和功能與人類相似,豬被視(shì)為理想的潛在器官供體(tǐ)。然而,早(zǎo)期的異種移植嚐(cháng)試均因免疫排斥而失敗。1993年,David Cooper醫生發(fā)現豬(zhū)細胞上(shàng)的一種特(tè)定分子是觸發排(pái)斥反應的關鍵。隨著CRISPR等基因編輯技術的成熟,科學家(jiā)們成(chéng)功移除了這種分子並抑製了相關病毒基因,顯著提升了(le)豬器官對人類的安全性。
2025年,Joseph Tector團隊(duì)培育的豬腎髒在獼猴體內存(cún)活超過3個月;同年,David Cooper團隊開發的基因(yīn)編輯豬(zhū)腎髒在狒狒體內(nèi)更是堅持了136天。這些進展為(wéi)最終應用於(yú)人類帶來了(le)曙光。
異種移植臨床探索與冷鏈保存的(de)重要性(xìng)
雖然利用豬培育人體器官仍處於(yú)早期階段,但將基因編輯豬器官直接移植(zhí)給人類的臨床探索已在全(quán)球展開。
自2021年美國外科醫生首次將基因編輯(jí)豬腎髒(zāng)移(yí)植給腦(nǎo)死亡受體以來(lái),多項類似手術取(qǔ)得成功。多個美國研究團隊為三位腦死亡患者移植了豬腎髒,受體均能產生尿液(yè)且(qiě)無排斥跡象。更令人矚目的是,一位患者接受了一顆經過十處基因編(biān)輯的豬心髒。
截至2025年(nián),全球約有六人接受了豬器官(包括腎髒、心髒、肝髒和胸腺)移植。這(zhè)些手術均基於“同情用(yòng)藥”原則,受體均為病(bìng)情危重且無其他選擇的患者。遺憾的是,多數患者僅存活(huó)數月。來自美(měi)國阿拉巴馬州的53歲女性(xìng)Towana Looney,在接受(shòu)轉基因豬腎移植後,成為存活時間最長的受體(近5個月),但最終仍(réng)未能(néng)逃脫排斥(chì)反應。
未來之路:臨床試驗與產(chǎn)業鏈協同
要使異種移植(zhí)真正廣泛應用,嚴(yán)格的臨床試驗不(bú)可(kě)或缺。美國食(shí)品(pǐn)藥品監督管理局(FDA)已批準…
行業展望:隨(suí)著基因編輯豬器官培育和移植技術的飛速發展,對生物樣本(如幹細胞、工(gōng)程化組織)以及最終器官的安全、高效、低溫存儲與運輸需求將急劇增長。專業可(kě)靠的(de)液(yè)氮(dàn)杜瓦罐和可滿足特定研究或臨床需求的定製液氮罐解決方案,將(jiāng)是支撐這一前(qián)沿領域從實驗室走向(xiàng)臨床應用的關鍵基礎設施。液氮轉運罐在保障這些珍(zhēn)貴生(shēng)物材料全程處於超低溫環境(jìng)、維持其活性和功能方麵,扮演著至關重要(yào)的角色。
來源:euroweeklynews