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小猪,比以前更乖--异种器官移植研究的新进展
把猪的心脏或肝脏移植给人,这种事情引起的联想不见得很好。但如果死亡迫近,想来大家心里的这种芥蒂会减少许多。2002年1月,两窝新生的小猪受到了医学界的热烈欢迎,它们使动物器官用于人类移植手术的希望又近了一步--当然,仅仅是又近了一步。至于离目的地还有多远,仍在未知。
器官移植手术自然是天下头等精细工夫之一,但其困难程度比起可用器官本身的稀罕程度来,还要逊色许多。如今心脏、肝、肾等重要器官都可以移植了(不过换头还不行啊,那只是科幻小说或谣言里的事),手指之类的零件更是不在话下。但除了肾脏这种有"备件"的东西,通常一个可移植的器官即意味着已有另一个人死去,终是遗憾之事。而且,尽管不少国家在死后自愿捐赠有用器官的立法方面进行努力,但每年仍有数以万计的病人无望地等待着可用的器官,毕竟人体器官不能随意地生产--是的,如果能够随意地生产!
类的工艺尚不能直接制造如此精密的东西,最佳途径仍是假手于自然。把动物器官移植给人的异种器官移植研究,因此受到重视。异种器官移植本身并不是新事,几十年来医生们已经用猩猩、狒狒试过不少回了,不过效果并不佳。看来并非与人类血缘更亲近的动物提供的器官就一定更为合用。猪易于繁殖(汗,随便拿猩猩和狒狒做试验,似乎濒危动物保护法会不依),器官在大小、结构和功能上与人体器官相近,近来更得研究者青睐。
在此问题上,猪与人之间的最大障碍,是猪体内一种称为"阿尔法1,3半乳糖转移酶"的物质。它会促使猪细胞产生一种糖。当猪器官或细胞被移植给人体时,人类免疫系统能识别这种糖,从而产生强烈的排异反应,把移植的器官或细胞视作外来异物进行攻击。抑制该编码这种酶的基因的作用,将有可能利用转基因克隆猪大量"生产"适用于移植手术的器官。
世界首批5只克隆猪生于2000年3月,创造者是总部设于苏格兰的PPL医疗公司在美国弗吉尼亚州的研究人员。这PPL公司可来头不小,曾与苏格兰罗斯林研究所合作克隆出小羊多利。5
只小猪是纯粹的克隆,还没有做过什么转基因手脚,但也让医学界兴奋了一阵子。 同年7月,日本农林省的科学家也培育出一头克隆猪。以上两件成果分别正式发表在2000年8月份的英国《自然》及美国《科学》
不过,在这些消息正式发表的同时,一批美国科学家在《自然》上泼出一大盆凉水,声称猪体内普遍存在的"猪内生逆转录酶病毒"能感染人体细胞,动物实验表明它们还能使免疫系统受抑制(这是接受移植手术的病人通常要遭到的待遇)的实验鼠患病。在此之前几天,罗斯林研究所刚刚宣布放弃异种器官移植研究,原因是投资方担心猪器官会传染新的疾病而撤回了投资。一时间,异种器官移植陷入进退两难的尴尬境地。
2001年3月底,PPL公司又克隆出5只猪,消息于4月初公布。这5只小猪拥有一个外源标志基因,取自水母体内,编码一种发光蛋白。该基因在猪身上并无用处,并不是为了造荧光猪或其它怪东西,只是被用来表明,转基因克隆猪是可以培育出来的。其时,PPL公司正陷于财政危机,急急忙忙地宣布自己生产出世界首批转基因克隆猪,摆明了是标榜自己的研究能力,说服金融机构帮他们融资。大概是投资方被说服了,PPL并没有垮台,而是照例以每次5只的速度推出他们的第三批克隆猪。这5只猪生于2001年圣诞节,消息于2002年1月2日公布。它们体内的两个阿尔法1,3半乳糖转移酶基因(GGTA1)中,有一个被"敲出"(knock
out)了--如果嫌这个术语拗口,关闭、失活、缺失、不起作用,大抵都是那个意思。转基因手段终于瞄向了正式目标。
两天之后,美国密苏里-哥伦比亚大学和Immerge BioTherapeutics公司在《科学》杂志上报告,他们也培育出了一批有一个GGTA1基因被敲出的转基因克隆猪。但选用的猪种与PPL公司所用的不同,是据说器官尺寸更为合适的微型猪。此外,他们还设法降低了这些猪把"猪内生逆转录酶病?quot;传染给人的危险。
两个消息差不多同时公布,看上去科学界似乎也喜欢凑热闹,当然这是冤枉的。密苏里-哥伦比亚大学的这批克隆猪出生大约比PPL公司的猪早三个月,只不过论文发表得迟了。说起来,PPL公司的成果未在学术杂志上发表而率先向新闻界公布的做法,严格地讲并不合科研原则。只不过多利的积威犹在,该公司克隆猪也不是头一回,能力无可怀疑,大家也就马马虎虎了。
敲出GGTA1基因成功,是否意味着最大的难关已过、只剩下一些扫尾的工作?或者这只是洋葱皮一样的重重困难又去了一层而已、离目的地还远得很?学术界有不同看法。两家机构当事的研究者当然都自夸这是异种器官移植的"里程碑",但也有人说,GGTA1基因导致的是急性排异反应,其它效应较慢而更难控制的排异反应也可能使移植手术功亏一篑、甚至危及病人生命,例如凝血系统不配套、T细胞导致的排异反应等。除此之外,猪体内病毒带来未知疾病的隐忧仍然存在。猪器官最终应用于临床,恐怕还要颇等一段时间。
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