詹姆士 · 芬恩已被逼到了绝境。帕金森氏症正在吞噬他的运动和语言能力,而且所有常用药物都无济于事。因此当医生向他提出一种试验性治疗的建议时,他决定试试运气。1996年9月24日,医生在他的头骨上凿了一个洞,植入数百万个神经元,以取代其大脑已经停止制造的一种化学物质。但这些植入物的来源却非同寻常:它们来自一头猪。
时至今日,芬恩的故事勾勒出了动物到人类移植术的希望与失望交织的发展历程,这项事业将可能缓解心脏、肾脏等移植器官的稀缺,包括提供糖尿病治疗中所必需的人体组织。芬恩本人也认为是猪的器官挽救了他:“它使我的生活正常多了。”然而其他一些接受同样手术的病人却毫无起色,这使得该项研究的赞助公司Diacrin放弃了对动物到人类移植术的投资,转而和其他公司一起,在90年代中期的异种移植热过后离开了这个领域。现在可以谨慎地说,人们又在动物移植领域看到了新的希望,而且它将比替代组织的另一个热门来源——干细胞更早产生成果。明尼苏达大学的本哈德 · 赫林表示:“所有人都指望着干细胞,但在那之前,我们还有异种移植术。”
动物组织移植入人体后所产生的剧烈的排异反应以及移植过程中把动物病毒带入人体所造成的隐患一直是异种移植领域的两大难题。但科学家们认为,他们对这两个问题的解决已取得了一定进展。在华盛顿召开的美国移植学大会上,研究者宣布,取自猪胰腺分泌胰岛索的“胰岛”细胞已在患有糖尿病的猴子体内存活并工作了两个多月。他们还对一批新种克隆猪的器官作了初步报告,这些克隆猪的基因已经过改造,这样它们的身体组织将与其他物种更协调一致。即便是这样,这些器官仍然会造成排异反应,但研究者已提出了新的解决方案。加利福尼亚州斯克里普斯研究所的丹尼尔 · 萨罗门说:“一两年前,很多人担心这个领域将就此销声匿迹。但情况不是这样的,它又复苏了。”
几十年来,医生常常用动物器官来挽救垂死的病人。比如1984年这个轰动的病例:一名婴儿在狒狒心脏的帮助下存活了21天。现在猴类作为器官捐赠者已经不再那么受欢迎了,因为它们与人类的相似性会使不易被察觉的病毒得以轻易跨越物种的界限。所以人们把目光转向了猪类,它们的器官大小合适,而且与人类的差距也足够遥远。然而,猪的细胞对于人类免疫系统而言又实在怪异得无法接受,由此便造成了剧烈的排异反应。
上世纪90年代中期,科学家们通过基因工程的手段使得猪细胞的表面分子结构与人类的大致相仿。此举帮助克服了排异反应的第一阶段——否则往往在这个阶段的数小时内移植入的器官就会死亡——从而使得猪器官能在猴子体内生存数周甚至数月。来自明尼苏达州罗切斯特梅奥临床医学研究所的克里斯托夫 · 麦克格雷格说,迄今为止在他的项目中,使用猪心的猴子往往能存活三个月甚至更久(为了简化实验,他仍把猴子的心脏留在原处。)
麦克格雷格实验的许多动物都并非死于排异反应,而是死于感染,因为它们的免疫系统受到了抑制。临床医生在处理对人类移植的此类问题上有许多成功经验,因此麦克格雷格说,“很可能人类在这方面要强很多”。他即将开展用猪心完全替代猴心的试验,并希望借此在一年内收集到足够的数据,为日后把猪器官移植到人类的试验提供帮助。但其他专家们认为,在迈出这一步之前,动物试验中移植器官的存活时间必须延长到远远多于三个月。
科学家们之所以对新一代经过基因改造的猪的器官如此关注,是因为它们体内不含一种糖类物质。这些猪非但没有被添加多余的人类基因,反而被去除了自身原有的一个基因。这种猪是由两家公司联手打造的,并被克隆出了许多一模一样的个体。它们的特点就在于无法制造出普通猪细胞表面存在着的一种名为gal的糖类物质。gal对于活动在人类血液中的抗体而言是一种危险信号,它能使抗体立即发起进攻。
世界上第一头无gal猪诞生于去年七月,而用这类猪的器官向灵长类动物移植的试验也已于今年六月展开。哈佛大学的梅根 · 克斯首先对初步结果作了描述。到目前为止,无gal的心脏并不比普通心脏存活得更久。去除这种糖类物质也许能够帮助器官躲过免疫系统的第一轮快攻,但对排异反应的第二阶段却毫无招架之力,这时免疫系统开始对器官内的血管发起进攻。
在另一个独立试验中,塞克斯及其同事向一只猴子同时移植了一头无gal猪的肾脏和胸腺的一部分。胸腺通常的任务是“指引”免疫细胞去攻击目标,因此研究者们希望移植的胸腺能够误导猴子的免疫细胞,从而把猪肾当作“自己人”看待。这个额外的动作可能已经起了作用。尽管这只猴子在移植的68天后死于一场毫不相干的并发症,研究人员经过检查,发现这只肾脏看上去“的确不错”,没有任何排异反应的迹象。目前研究组正在对这个方法作进一步测试。
然而,整个器官的移植仍具有很大的危险性,由此许多研究人员认为,异种移植应该从孤立的细胞移植开始——比如治疗糖尿病的“胰岛”细胞——因为它们没有会受到排异攻击的血管。塞克斯说:“大多数人觉得胰岛细胞将首当其冲。”当赫林和其他医生在移植学大会上宣布一项人类胰岛细胞移植试验的初步结果后,胰岛细胞的前景很被人们看好。移植接受者中有12位现已无需注射胰岛素,另有16位病人胰岛素需求量有所减少。
但是供给一个糖尿病人所需的胰岛细胞就要用去几个捐献者的胰腺,而人体器官是很短缺的。赫林认为,利用猪胰岛细胞将是一个可行的方案,他的研究组已经发现这些细胞能在猴子体内存活并制造出胰岛素。目前一项测试猪胰岛细胞在糖尿病患儿体内情况的有争议的研究正在墨西哥进行。
迄今还没有任何一项研究成果足以平息人们对异种移植无休止的担忧:猪体内的组织器官可能把新的疾病传播给人类。虽然生活在严格控制的实验室里的猪不可能带有SARS之类的病毒,但它们携带着猪类内源性逆转录酶病毒(PERV),这是很久以前猪类的DNA就已决定了的事实。
PERV能够进入人类的细胞,但科学家们对它所造成的危害意见不一。在临床试验初期的一项将160人暴露于带病毒的猪细胞中的研究并没有发现被感染现象。而圣安东尼奥生物医学研究西南基金会的病毒学家乔纳森 · 艾伦表示,这是因为现在谁也不知道这种病毒会使人产生怎样的症状,“这就好像你无法确定寻找的目标。”
因此科学家们正在尽一切努力去了解这种病毒。今年五月已有研究组宣称发现了PERV的人类受体,并声称发现了一族其PERV无法感染人类细胞或感染程度极低的猪类。萨罗门的研究组正在制造一种携带PERV人类受体的转基因鼠,他们希望能在实验室里模拟人类感染PERV的过程。
然而,即使PERV的问题明天就能得到解决,其他不为人知的病原体也可能搭乘移植器官这辆便车。
“这些病人将成为可移动的定时炸弹,”参与“负责任移植运动”的阿历克斯 · 法诺说道,“公众有权知道他们是否受到另一种艾滋病的潜在威胁。”
一旦有确凿的证据证明用猪的器官移植能有所帮助,这样的冒险还是值得的。科学家们认为他们有理由继续前进,但他们最厌恶的是新一轮的宣传攻势。“当人们对此满腔热情时,我就感到紧张。”萨罗门说,“经过了20世纪90年代的异种移植热潮后,我想现在是少说多做的时候了。”
[U.S.News & Word Report,2003年6月22日]