2021年10月20日，美國紐約大學發布了一條震驚全球的新聞，世界首例豬腎臟移植手術在紐約大學醫學院朗格醫療中心完成。
據悉，這是自1992年以來異種移植臨床被緊急叫停后近30年以來，首例在人體中進行的異種移植研究。當年，美國匹斯堡大學進行了兩例狒狒肝臟移植，患者分別活了70天和26天，另外有一名洛杉磯女性嘗試了豬肝臟移植，但術后34小時就死亡了。
雖然紐約大學朗格尼醫學中心移植外科Montgomery教授團隊宣布手術成功，移植后豬腎臟沒有出現排斥反應，且正常工作了54個小時，但是，這項具有重大意義的手術相關研究數據并未發表在同行評審雜志上，人們對此了解依據有限。
近日，阿拉巴馬大學伯明翰分校Heersink醫學院移植外科教授Jayme Locke博士帶領的研究團隊同樣完成了一例豬腎臟移植術，將經過基因編輯的豬腎臟移植到了一例57歲腦死亡男性體內，并發布了首個經過同行評審的豬腎臟移植論文，公布了異種腎臟移植的更多細節。
眾所周知，對于許多終末期疾病，例如腎臟衰竭、心臟衰竭等等，器官移植是最有效的解決方案，可以顯著延長患者的生存。以終末期腎病為例，患者若接受透析治療，每年有5%-15%的風險死亡，8年生存率在35%左右，而接受腎臟移植可以有效治愈疾病，患者10年存活率接近70%。
然而，僅在美國，就有80萬人患有腎衰竭，超過9萬人急需腎臟移植，但是每年僅有2.5萬例患者得到了合適的腎源完成了手術，剩下大部分患者最終因病情惡化而去世。由于許多動物跟人體的器官具有一定的相似性，且動物來源器官非常容易獲得，因此，長期以來許多專家試圖通過異種器官移植來解決器官短缺的難題，但這一過程并不順利。
1963年-1964年期間，杜蘭大學外科醫生曾嘗試將黑猩猩的腎臟移植到13例終末期腎病患者體內。由于當時腎透析技術還不成熟，這些患者必死無疑。然而，即使黑猩猩與人類之間有著密切的聯系，但那些接受腎臟移植的人幾乎都在數周內死亡。
但人們并沒有放棄異種器官移植的夢想，畢竟1954年，同卵雙胞胎之間的腎臟移植讓患者的壽命延長了8年，這一“誘惑”讓眾多外科醫生無法拒絕。到了 1980 年，人們發現豬可能是異種移植更好地來源，因為豬的壽命有30年，其器官在尺寸上更接近人類且容易獲得。不過，異種移植引發的一系列免疫排斥問題一直無法解決。時間來到了 2000 年代，許多研究人員開始努力通過基因編輯技術來減少異種抑制排斥的發生。
Revivcor是一家專門提供轉基因豬的生物公司，該公司旗下名為Ukidney的豬被專門用作異種腎臟移植供體來源。該供體豬共有10個基因發生了變化，其中豬體內的GGTA1、β4GalNT2和CMAH三個基因會引發急性排斥反應，因而被敲除。同樣地，豬激素生長受體基因也被敲除，防止腎臟在受體體內生長。此外，還有CD55、CD46、TBM、EPCR、HO1 和 CD47等6個基因被敲入到供體豬體內。其中，CD55、CD46可以抑制補體免疫，降低抗體攻擊外來生物的能力；TBM、EPCR 可以調節凝血功能，防止移植物中微血管血栓的形成；而HO1和CD47是免疫調節基因，可以減少異種移植物中的炎癥。
基因編輯技術的進步，讓人類離異種器官移植更近了一步。
雖然基因編輯豬的出現讓人們看到了異種器官移植的希望，但是還必須通過嚴格的臨床試驗來填補異種器官移植的風險和知識的空白。例如，豬的腎臟能否耐受成人體內的工作環境？要知道，非靈長類動物以及豬的動脈血壓相比成年人明顯降低，因此移植到人體后相當于長期在高血壓的狀態下工作。同樣地，異種腎臟移植后再灌注時的血流動力學穩定性數據也非常重要，這能夠反應異種移植物中的炎癥介質清除是否會引發心血管衰竭。此外，手術過程是否會出現危機生命的并發癥也需要仔細探究。
為此，研究人員首先從無菌養殖的潔凈供體豬內取出腎臟，然后按照人類腎臟供體的儲存、運輸和加工方式進行處理以供植入。隨后，在手術前，研究人員對腦死亡受體和供體動物之間進行了交叉配型兼容性測試，以確定轉基因豬腎臟及預期受體之間能能夠良好的匹配。雖然，腎臟移植時人與人之間的交叉配型已經成熟，但是豬與人的組織匹配測試是研究小組單獨開發的，并在這次試驗中得到了驗證。最后，研究人員家那個供體豬的腎臟放置在人類受體腎臟解剖位置，將其與腎動脈、腎靜脈以及其他附件連接起來，并給腦死亡患者使用標準的免疫抑制療法。
移植結束后，腎臟重新煥發出鮮艷的粉紅色，并在23分鐘后開始生成尿液，試驗一共進行了3天，腎臟始終保持存活直到 77 小時后試驗結束。不過，在試驗過程中研究人員發現，只有一個腎臟正常產生尿液，另外一個腎臟并沒有尿液產生。同時，產生尿液的腎臟也沒有執行正常的腎臟功能，幫助清除血液肌酐。目前，研究人員尚不清楚為何兩個腎臟之間尿量存在差異，也不清楚為何正常產生尿液的腎臟無法清除肌酐。此外，病理專家在對腎臟進行活檢監測的過程中發現，移植后的腎臟中有眾多不明原因的微小血栓形成，研究團隊也正在進行對此進行調查。
這些研究細節的公布意味著，異種移植并不像大眾所期待的那樣已經可以應用于臨床，實際上它依舊充滿了許多未知。未來，還需要更多的臨床研究來解決異種移植所引發的一系列問題，從而真正造福人類。
據Jayme Locke博士表示，“利用腦死亡模型進行臨床試驗依舊存在很多局限，例如無法測量腎臟的基本功能。下一步，將進行I期臨床試驗，將豬的腎臟真正移植到活人體內，在更有利于腎臟恢復的環境下，檢查異種腎臟移植的可行性。”
