發表日期 5/6/2022, 7:40:30 AM
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“你確定我等不到一顆人類的心髒嗎?” 在被送往手術室的路上,大衛・本內特(David Bennett)問他的醫生。醫生把他的話當作一句緩解氣氛的玩笑,因為大衛知道他很快就要接受心髒的移植。 將要放入他胸腔的,是一顆來自豬的心髒。
▲一顆豬心即將被移植入大衛的體內(圖片來源:馬裏蘭大學授權使用;UNIVERSITY OF MARYLAND SCHOOL OF MEDICINE)
幾周後,大衛將成為首名接受豬心移植的人,登上全球各大媒體的頭版。而兩個月後,大衛去世的消息,也將再一次引來關於科學、技術、乃至倫理的討論。今日,著名科學記者Antonio Regalado在《麻省理工科技評論》上發錶長文,為大衛的死亡增添瞭更多細節: 一些器官移植的專傢錶示,這場悲劇可能源自一個被忽視的因素――給大衛的豬心裏,潛伏著某種病毒。
首名接受豬心移植的人類
大衛在去年被送到醫院時,身體狀況已經非常不樂觀。嚴重的心衰讓他命垂一綫,心髒移植是他唯一的生機。但是心髒在美國非常稀缺,每一名需要移植的患者,都需要經曆一係列的嚴格審查,確保每一顆移植的心髒都能帶來最大的福祉。 而大衛原本有著不遵醫囑的醫療記錄,被排除在瞭心髒移植名單之外。
走投無路之下,他的主治醫生巴特利・格裏菲斯(Bartley Griffith)嚮大衛提議參加一項他主導的研究:將豬的心髒移植進他的胸腔。豬心和人心的尺寸相當,長久以來被視為潛在的人類移植器官來源。當然,將豬心用於人體移植,還需要解決不少技術和倫理上的難題,這正是巴特利的研究想要解決的。
大衛同意瞭巴特利的建議。在嚮美國FDA遞交申請後,2021年的除夕夜,FDA給巴特利迴瞭郵件,批準瞭移植豬心的請求。在FDA看來,患者正經曆不可逆轉的心衰。隻要患者和倫理委員會同意,就可以準備進行移植手術。 這屬於FDA下的“同情使用”授權,是那些無藥可用的患者的最後一根稻草,有點死馬當活馬醫的意思。
▲大衛・本內特(右)與負責本次移植手術的巴特利・格裏菲斯醫生(左)(圖片來源:馬裏蘭大學授權使用;UNIVERSITY OF MARYLAND SCHOOL OF MEDICINE)
但這一次,賭博式的手術取得瞭成功。這顆豬心在大衛的體內有力地泵動著血液,將氧氣送往他的全身。術後沒幾天,大衛就能在床上坐起身來。 巴特利說這顆豬心跳動得就像搖滾明星,非常不可思議。 “你正在聊天的人,有著一顆豬心。這是字麵意義上的豬心。”巴特利說道。在他看來,這場手術是個不摺不扣的奇跡。
然而在術後的40天左右,大衛的情況突然齣現瞭惡化。術後兩個月,大衛最終還是離開瞭人世。今年三月,在官方的新聞通告中,發言人錶示還沒有找到死亡的明確原因。 但如今,科學傢們找到瞭一個潛在的答案――豬的巨細胞病毒。
基因改造與豬病毒
這一發現在今年四月的美國移植學會的一場網絡會議上得到公布,公布者正是巴特利醫生本人。從過去的經驗上看,豬病毒並不是異種移植的最大挑戰―― 要將動物的器官移植到人體裏,首先要攻剋的難題是人類的免疫反應。 在大衛的這場移植中,豬心來自一頭基因改造的豬。科學傢們去除瞭豬的一些基因,又加上瞭一些其它成分,使其看起來盡可能像人類的器官,好避免其被免疫係統攻擊。
在後續的研究中,科學傢們把來自基因改造豬的器官移植到瞭狒狒的身體裏,瞭解其在靈長類動物中的移植潛能。隨後,三支來自美國的移植團隊在2021年進行瞭人體研究。紐約大學和阿拉巴馬大學的醫生們 先是將豬的腎髒移植入瞭腦死亡的患者身體裏,錶明沒有齣現短期的免疫排斥。 隨後,馬裏蘭大學的科學傢再進一步,在今年一月完成瞭豬心的移植,這正是巴特利所做的工作。
▲即將從豬體內被取齣的豬心(圖片來源:馬裏蘭大學授權使用;UNIVERSITY OF MARYLAND SCHOOL OF MEDICINE)
如上文所言,在豬心移植後,大衛的恢復情況一度良好,醫生們也不斷檢查他的身體狀況,想要確保一切萬無一失。各種檢查裏包含瞭一種先進的測序技術,能從大衛的血液裏尋找豬基因的蛛絲馬跡。 如果血液中來自豬基因的片段陡然上升,則昭示著實驗的失敗,因為這代錶豬心的細胞正在不斷死亡。
檢查裏還包含另一種技術,能在血液中尋找細菌和病毒等病原體的痕跡。這是因為接受移植的患者,需要服藥來抑製免疫力,以防自身的免疫係統對豬心進行攻擊。而一旦免疫力被抑製,其它的病原體就可能乘虛而入,引起感染。
就是在第二種檢查中,醫生們發現瞭豬巨細胞病毒的痕跡。一開始,檢測齣的病毒水平很低,也讓醫生們覺得是不是一場誤會?畢竟理論上說,從生物技術公司獲得的這顆豬心,應該沒有任何病原體纔對。
然而在術後的6周後,大衛的身體突然齣現異常。當天起床後,他就開始發燒,而且呼吸睏難。巴特利事後迴憶,這看起來像是被感染瞭。 這給治療他的醫生們齣瞭難題,突發的狀況讓人難以判斷大衛的感染嚴重程度,人們也不知道該怎麼治療移植豬心的患者。
▲本次移植手術是將豬心移植給人類的首個嘗試(圖片來源:馬裏蘭大學授權使用;UNIVERSITY OF MARYLAND SCHOOL OF MEDICINE)
最後,醫生們決定給大衛使用一種叫做cidofovir的藥物,它原本是治療艾滋病患者的巨細胞病毒感染的。考慮到他的免疫係統非常衰弱,醫生們又給他用瞭人類的免疫球蛋白,增強抵抗力。
大衛的病情短暫得到瞭控製。然而正當醫生們鬆瞭一口氣時,大衛的身體在一周後再度惡化,移植的豬心也開始衰竭。今年三月,醫生們沒能再一次創造奇跡。作為接受豬心移植的第一人,大衛在手術的兩個月後離世。
尋找死亡的原因
瞭解大衛最終去世的原因,對於未來的異種移植有著極為重要的啓示意義。先前,如果說科學傢們曾有對豬心移植的擔憂,這些擔憂更多是來自免疫排斥反應。 而如今,對於大衛所移植豬心的活檢,並沒有發現免疫排斥的跡象,錶明最初的基因改造,的確達到瞭目的。而意外齣現的豬病毒,則成為瞭全新的失敗可能。
圖片來源:123RF
當然, 現在說豬病毒是大衛的死因還為時過早,但它不失為眾多失敗因素之一。 麻省總醫院的移植感染專傢傑・費什曼(Jay Fishman)在聽說瞭大衛的病例後,認為癥狀可能由病毒感染引起。而在狒狒中做的嘗試也錶明,豬的巨細胞病毒對移植來說不是什麼好事―― 如果豬心帶有這種病毒,移植後的狒狒就隻能活上幾周。而倘若豬心沒有任何感染,這些狒狒可以活至少半年。
在對狒狒的解剖中,研究人員們也發現豬病毒的水平高得驚人。這些病毒潛伏在豬心之內,一方麵不再受豬免疫係統的壓製,另一方麵狒狒的免疫係統也無法正常起效,就讓它們快速繁殖起來。在人體內,同樣的狀況可能也會發生。
巴特利在今年四月的網絡會議上提到,大衛的豬心上齣現的損傷,和這些狒狒體內的豬心損傷非常類似。他也描述瞭豬病毒緻命的原理: 檢測中意外發現的豬病毒,很快引發瞭更大規模的感染。而這些感染引起的免疫級聯反應,就好像在體內掀起瞭一場細胞因子風暴,給器官帶來瞭巨大的損傷。
“我個人懷疑他(大衛)在炎癥爆發後,齣現瞭毛細管的滲漏。這使其心髒變得浮腫,而浮腫又變成瞭縴維化組織,最終引起嚴重而不可逆轉的舒張型心衰。”巴特利說道。
但豬病毒緻命的可能,反而讓研究人員們鬆瞭一口氣。因為這意味著用基因工程來改造豬的理念並沒有問題, 問題僅僅在於沒有對豬器官進行更仔細的檢查,而這一切是可以通過常規手段來避免的。如果清除掉這些病毒,那顆豬心原本可能跳動得更久。
未來的啓示
豬巨細胞病毒在大衛死亡中所扮演的角色,讓研究人員們更好地瞭解到豬器官移植中所需要注意的風險。 根據《麻省理工科技評論》的文章,未來的一到二年內,將有更多的生物技術公司開啓豬器官移植的臨床試驗。
同時,醫生們也在反思自己的處理手段是否有進一步的改進空間。比如為瞭對抗大衛體內的感染,醫生們為其注射瞭兩次人類抗體。 但事後分析時,他們意識到這些來自健康人的血液製品,可能帶有一些針對豬的抗體,而這些抗體也有可能損害到大衛的那顆豬心。
我們期望這些洞見,最終都能更好地推動異種器官移植的道路。倘若這條道路最終能夠走通,無疑將給全球大量需要器官移植的病患帶來福音。
1967年,首名人類心髒移植患者在術後活瞭18天。兩年後,另一場不那麼成功的心髒移植手術,隻額外延續瞭患者27小時的生命。 今年的這場異種移植,已讓大衛多活瞭兩個月。相信在痛定思痛後,異種移植領域在未來將值得更多期待。
本文關於移植手術的圖片已得到馬裏蘭大學授權藥明康德內容團隊使用。
參考資料:
[1] The gene-edited pig heart given to a dying patient was infected with a pig virus, Retrieved May 5, 2022, from https://www.technologyreview.com/2022/05/04/1051725/xenotransplant-patient-died-received-heart-infected-with-pig-virus/
[2] Report: Porcine Virus May Have Killed Heart Transplant Patient, Retrieved May 5, 2022, from https://www.biospace.com/article/report-porcine-virus-may-have-killed-heart-transplant-patient/
[3] A virus may have driven the death of the first patient to receive a genetically modified pig heart, Retrieved May 5, 2022, from https://endpts.com/a-virus-may-have-driven-the-death-of-the-first-patient-to-receive-a-genetically-modified-pig-heart/
[4] Signs of an Animal Virus Discovered in Man Who Received a Pig’s Heart, Retrieved May 5, 2022, from https://www.nytimes.com/2022/05/05/health/pig-heart-transplant-virus.html
[5] Doctors transplant a genetically modified pig heart into a human for the 1st time, Retrieved May 5, 2022, from https://www.npr.org/2022/01/10/1071906223/doctors-transplant-genetically-modified-pig-heart
[6] Patient in Groundbreaking Heart Transplant Dies, Retrieved May 5, 2022, from https://www.nytimes.com/2022/03/09/health/heart-transplant-pig-bennett.html
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