
全球每年的肝移植需求数以百万计,但供体器官短缺十分严重。据世界卫生组织统计,全球器官供需缺口高达 10:1。
异种移植(xenotransplantation),即:利用基因编辑后的动物器官作为过渡方案,被视为解决供体不足的替代方法。此前,猪心、猪肾的异种移植已在临床取得进展,但肝脏因其功能复杂性(涉及代谢、免疫、凝血等多系统),被认为是异种移植领域 “最难攻克的堡垒”。
2025 年 3 月 27 日,中国第四军医大学陶开山、杨诏旭团队在 Nature 发表论文,题为《Gene-modified pig-to-human liver xenotransplantation》,首次报道了基因编辑猪肝移植至脑死亡患者的完整案例。
研究团队从一头经过六基因编辑的猪体内获取肝脏,通过辅助性异位移植(保留患者原有肝脏,将猪肝植入腹腔另一位置),成功移植至一名脑死亡患者体内,并维持功能长达10天,为晚期肝病患者带来新的希望。
具体来说,研究团队选择了一名脑死亡患者作为受体,采用“异位辅助肝移植”方案:在不移除患者原有肝脏的情况下,将经过6处基因编辑的猪肝植入腹腔,连接血管系统以维持血供。
基因改造聚焦于降低免疫排斥风险,包括敲除引发超急性排斥的 α- 半乳糖苷转移酶(GGTA1)和 CMAH 基因,并插入人类血栓调节蛋白(THBD)、血红素加氧酶 1(HMOX1)等基因,降低免疫原性并改善凝血功能,以提升器官兼容性。
为控制免疫反应,团队采用以他克莫司(FK506)为核心的免疫抑制方案,辅以抗胸腺细胞球蛋白抑制T细胞活性;术后第3天,患者B细胞活性出现上升趋势,研究团队随即通过利妥昔单抗(rituximab)联合血浆置换进行干预,成功抑制抗体介导的排斥风险、有效控制了细胞免疫和体液免疫反应。
术后监测显示,移植猪肝在2小时内开始分泌金黄色胆汁,至第10天累计分泌量达66.5毫升,并持续生成猪源性白蛋白。患者肝功能指标(如丙氨酸转氨酶)保持正常,天冬氨酸转氨酶虽在术后首日短暂升高,但迅速回落。
血流动力学数据显示,移植肝的动脉及门静脉血流速度稳定,未出现严重凝血障碍或下肢水肿。组织学分析证实,猪肝未出现排斥反应迹象。
这项临床,实现了从 “不可能” 到 “可行性验证”。
此前,学界普遍认为猪肝因代谢产物差异(如脂肪、葡萄糖结构)可能引发难以控制的免疫反应。本研究通过基因编辑 + 免疫抑制的组合,首次证明:
猪肝可在人体内实现基础代谢功能(胆汁分泌、白蛋白合成);
超急性排斥反应可被有效抑制;
辅助性移植策略(保留患者原肝)为临床过渡治疗提供了安全方案。
西班牙国家移植组织肾病学家 Rafael Matesanz 评价:“这是肝异种移植史上的里程碑,为等待人类供体的患者提供了‘桥梁’可能。”
同时,该实验存在一定的争议与局限。
【功能完整性存疑】:患者自身肝脏仍在工作,无法验证猪肝能否独立支持肝衰竭患者。未来需开展原位移植(替换患者原肝)研究。
【长期安全性未知】:实验仅持续 10 天,未观察到慢性排斥、病毒感染(如 PERV)等潜在风险。团队强调,需扩大样本量并延长观察期。
【免疫方案待优化】:术后第 3 天 B 细胞活化提示体液免疫风险,需进一步探索利妥昔单抗的使用时机。
目前,全球多个团队正推进异种移植临床研究:美国马里兰大学已完成猪心移植活人案例;麻省总医院、纽约大学实现猪肾移植;中国团队计划开展猪肝辅助移植活人试验,目标为急性肝衰竭患者争取等待供体的时间。
据悉,研究团队计划开展更长周期的实验,并探索原位移植(替换患者病肝)的可能性。研究团队表示,这项研究为急性肝衰竭患者提供了“过渡治疗”的新思路,当人类供体肝脏不可及时,基因改造的猪肝脏或将成为生命接力中的关键一环。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08799-1#Sec8
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