异种器官移植演讲稿

异种移植的概念：

所谓异种移植，是指将一个物种的组织移植到另一个物种体内。即把动物的组织、器官移植到人的身上，代替不健康的组织、器官行使功能。

第一个异种器官移植：

世界上第一例异种移植手术发生于1905年。当时，法国医生布兰斯多（Princeteau）将家兔的肾脏移植给一个肾衰竭的儿童，术后移植肾排尿良好。但16天后，患儿死于肺部感染。

然而这位医生的尝试却为世人提供了一条器官移植的新思路。同种移植之外，异种移植首次出现在人们的视线中。异种间存在的免疫排斥反应要比同种间强很多，我们为什么还要想方设法地去研究呢？

临床器官移植的需求一直超过供给。据世界卫生组织统计,全世界需要紧急器官移植手术的病人数量与所捐献的人体器官数量之比是20：1 , 如果加上那些靠药物维持可以等待但必须做器官移植手术的病人, 此比值将扩大到30：1 。

在亚洲地区，尤其是中国，大部分公众的传统观念根深蒂固，很少有人自愿捐献器官。再加上我国目前没有明确规定脑死亡标准的法律，很多病人要等到全身器官衰竭的时候，才会确定死亡，但这样的器官已经不能成为可供使用的供体，如此一来，可供利用的器官就更是少之又少了。即便是在有相对完善的“联合器官共享网络”的美国和欧洲，每年只能满足约十分之一病人的需求，仍有很多病人因无法及时得到供体而死亡。

所以寻求用于移植人类的动物器官,已成为解决这一难题的新选择。

那么移植物的最佳来源是什么呢？

我们知道灵长类动物，例如狒狒、黑猩猩、猴子等与人类血缘关系较近。理论上讲，以此作为移植物来源应该是最佳方案。

最著名的异种器官移植案例发生在美国南加利福尼亚州。1984年10月，女婴费伊诞生。不幸的是，她的心脏存在缺陷，供血能力不足，只能维持几周生命。为了拯救费伊，医生将一颗七个月大的狒狒的心脏移植入她的胸膛。遗憾的是，费伊在21天后死于排斥反应。

二十世纪九十年代初,美国斯塔尔医生把狒狒的肝移植到因严重病毒性肝炎濒临死亡又一时无法得到人供肝脏的危重病人身上, 术后病人血液多项生化指标恢复正常,狒狒的肝所产生的多种凝血因子、补体等蛋白酶类可维持病人生命所需。手术获得成功,病人存活了半年之久。

然而，灵长类动物数量稀少, 在国际上大多属于珍稀保护动物；生长周期慢，繁殖率低，饲养成本较高，很难满足人类器官移植的需求。加上与成年人的体格相比，猴子或狒狒的脏器都显得较小，因此灵长类动物难以成为人类异种器官移植常规选用的供体。

其实现在普遍认为较为理想的异种器官移植供体来源是一种我们非常熟悉的动物，它就是，猪。

猪的繁殖能力强，一胎多产，生长周期短，平均下来饲养成本较低，器官获取相对容易很多。新陈代谢过程与人类极其相似; 易于进行遗传工程改造。更重要的是猪的器官与人体器官形状、大小相似，生理性质相近。

那么猪作为异源器官供体需要克服哪些问题呢？

首先当然就是器官移植的免疫排斥反应。免疫排斥反应可分为超急性排斥反应、急性血管排斥反应和慢性排斥反应。其中最为凶险的就是超急性排斥反应。这是源自猪体内物质α-1,3-半乳糖基转移酶基因(GGTA1)与人体体内抗体和补体联合产生的剧烈排斥反应。一旦发生，被移植的猪器官往往会在几分钟至数小时内，出现血栓、水肿等现象，并最终坏死。

如果能阻止异种供体细胞内GGTA1基因的表达, 使得人类体内的抗体没有结合的靶抗原, 就可以避免这种超急性排斥反应。目前的分子基因敲除和基因定点突变技术已做到了这一点。

基因敲除和基因定点突变技术？图

利用体细胞核移植技术敲除基因或定点突变的主要过程是, 首先利用DNA同源重组的原理, 构建基因敲除或使目的基因定点突变的载体, 然后转化到动物的体细胞系中;筛选转化的体细胞, 建系, 分离单个细胞, 取出细胞核;采用显微注射方法移入去核的猪卵母细胞中, 电融合形成重组胚, 重组胚移植到受体母猪, 分娩产出的小猪即是敲除基因或基因定点突变的克隆猪, 这些猪没有GGTA1基因的表达产物。

2003年Phelps等利用同源重组技术获得了世界上第1 头双敲除GGTA1基因的转基因克隆猪，开启了利用体细胞基因打靶技术生产异种器官移植供体的先例。此后，日本和澳大利亚等国的几个科研小组也相继获得了敲除GGTA1 基因的转基因克隆猪。将其心脏和肾脏分别移植到免疫抑制的狒狒体内，移植后的异种器官可以在狒狒体内正常存活2 ～6个月，最长的个体生存期长达179 d。

2010年，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所潘登科领导的科研团队成功研制出GGTA1单敲除的近交系五指山小型猪，为我国创建器官移植迈出了关键的一步。

异种器官移植的第二个问题就是猪内源性逆转录病毒（PERV）

它是一种在猪体内正常存在的病毒,已经成为猪基因的一部分。这种病毒对猪无害 , 但如果猪的器官被移植到人体 ,这种病毒是否依旧无害呢 ?

2001年6月美国葛兰素·史克制药公司发育生物学家布朗领导的研究小组在《自然》杂志上发表一项研究成果,认为致病菌或其他生物的有害基因是不可能直接转移到人体的，细菌不可能直接向人类转移基因，人类也不可能直接从细菌那里获取基因。美国疾病控制中心组织专家组检查了160 名接受过猪活细胞移植的患者, 确认无一人受到猪内源性逆转录病毒的感染。这无疑增加了人们对从事猪器官用于人研究的信心。

但反对者认为，其他事例表明某些对一个物种无害的反转录酶病毒在被移植到人体后会变成“病毒杀手”。最明显的例子就是艾滋病病毒，这种病毒在猴体内是无害的, 而到了人体内就变得致命。所以其潜在的危害性仍不容忽视。

CRISPR/Cas9基因编辑技术

这一技术简单说来，就是让拥有剪切DNA链条能力的Cas9内切酶在导向RNA片段的指引下对特定位置的基因片段进行精确切割，从而人为制造基因的突变甚至失活，之后还能在空缺处加入新的基因片段，人为编辑修改基因序列。该方法操作简便快捷，成功率也很高，可以说是整个基因工程界的新锐技术。

2015年10月初，世界顶级科学刊物《科学》的新一期发表了一篇重要的研究论文。论文作者——美国哈佛大学科学家乔治·彻奇（George Church）通过使用该基因编辑技术成功抑制了猪体内猪内源性逆转录病毒（PERV）的基因，使猪来源异种器官移植的研究进程大大推进。

另外，建设超洁净的猪舍原本也是一个瓶颈问题，

因为猪舍内要保证完全无细菌和病毒，猪食用的饲料和水也要经过无菌无毒处理，建设成本和维护成本都很高。但现在，这个问题正在慢慢地解决，比如我国的长沙就已有研究团队建好了类似的超洁净猪舍。倘若国内的研发团队间加强合作，互相利用各自的优势来推进基因改造猪的培育等各项工作，猪的各种器官、组织作为供体进入临床应用的时间可能大大缩短。

异种移植的未来

目前，应用于各种器官移植的基因改造猪的研发和培育还在进行中，因为各种器官的要求不一样，对基因改造的程度也不同。

异种移植为开拓移植脏器来源提供了一个现实的可能性,同时也面临诸多挑战。多数专家认为,虽然异种器官移植技术已经取得重大突破,但有必要进一步实验和探索,克隆猪的器官移植真正走向临床应用尚有待时日, 实现无风险的异种器官移植还有很长的路要走。