猪-人移植背后的基因工程

上周，当我们第一次报道将心脏从猪移植到人，我们抱怨说，手术背后的商业公司并没有对将猪变成可行捐赠者的基因工程更加直言不讳。

由于一篇新论文涵盖了一种不同的、更谨慎的测试程序，我们现在对猪的基因工程有了更多的了解。论文中描述的工作是将猪肾脏移植到脑死亡受体中，旨在为有活力的人类试验铺平道路。描述这项工作的出版物包含用于确保猪组织在人类宿主中存活的基因工程的大量细节。

测试用例

据《纽约时报》报道，收件人是他死于摩托车事故中的脑损伤. 他注册为器官捐献者，并在检查器官时幸存下来；他的近亲知情同意在实验过程中使用他的身体。

到移植发生时，接受者已经活了五天，需要输血和抗凝剂。移植小组将他的身体描述为严重的“生理障碍”。最终，移植三天后，大出血有效地排出了体内的血液，结束了实验。

移植应该尽可能与标准的人类肾脏移植平行。目的是为在同一设施进行的小型临床试验做准备。

供体猪来自一个定期检查所有动物是否感染病毒的设施。在移植之前，接受者的血清经过测试以确保它不包含识别来自供体的细胞的抗体。为了减少排斥的机会，接受者接受了靶向并耗尽自身 T 细胞的抗体。然后在剩余的三天内给予标准的免疫抑制药物。

然而，这些努力仅次于多年前所做的设计猪基因组的工作，以使其细胞不太可能触发人类免疫反应。

猪本身是由一家名为 Revivicor 的公司提供的，该公司还为猪的心脏移植创造了供体。这些猪的许多基因已被消除，许多人类基因已被插入。这些变化的主要焦点是降低人类免疫系统将猪组织识别为异物的可能性。

三个被删除的猪基因编码了将碳水化合物分子与细胞表面蛋白质结合的酶。这些碳水化合物分子对于其相关蛋白质的功能通常不是必需的（更准确地说，它们与许多蛋白质结合，但只对少数蛋白质重要）。然而，碳水化合物分子的确切排列可能因物种而异，因此一个物种使用的分子可能会被另一物种的免疫系统识别为外来的。

被删除的猪基因编码产生碳水化合物修饰的酶，这些修饰不是由人类细胞产生的。消除它们意味着它们通常与之相关的碳水化合物不再存在，因此不能被识别为外来的。出于类似的原因，负责血型的基因也被删除，使猪成为普遍的供体。编码生长激素受体的基因也被删除，以减少器官和/或其细胞在移植后不受控制地生长的可能性。

此外，许多人类基因已被添加到猪基因组中。其中两个基因产生抑制补体系统的蛋白质。该系统由许多与抗体识别的细胞结合的蛋白质组成。一旦进入，它们在膜上形成孔，杀死细胞。免疫系统通常使用这个过程来杀死受感染的细胞，但它也可能会杀死外来细胞，例如来自移植的细胞。

添加到猪基因组中的另一个基因是人类版本的 CD47这有助于防止免疫系统识别和吞噬异常细胞。添加了通常被激活以减少炎症反应的 HO1 基因。

另外两个基因充当抗凝剂，限制移植器官中凝块的形成。