CRISPR技術(shù)能使供體動物體內(nèi)人類致病病毒失去活性

外科醫(yī)生自幾十年前便寄希望于豬，希望它們能解決人體器官的短缺問題，然而這個想法卻始終可望而不可及。聯(lián)邦調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)階段有超過11萬7千名美國人在美國的器官移植等待名單上，而平均每天有22人死在這樣一場拉力賽中。

豬臟器官的大小和功能與人體自身具有相似性；而且相比于從靈長類動物身上獲取器官，從作為肉類飼養(yǎng)的動物身上獲取器官給人們所帶來的心理負(fù)擔(dān)會更小。然而，任何類似這種跨物種，或被稱為異種移植面臨的一個持續(xù)性，難以解決的障礙便是豬體內(nèi)能同時感染人類的病毒的傳播問題：豬的基因組中包括25種所謂的逆轉(zhuǎn)錄病毒，很明顯，它們對豬沒啥危害，但是卻有可能把疾病傳染給人體，對具有免疫缺陷的移植患者尤其如此。

這種擔(dān)憂，特別是針對艾滋病病毒的傳播性問題，在過去的幾十年中都阻礙著相關(guān)領(lǐng)域研究的發(fā)展（先進(jìn)例外是用于人體的豬心臟瓣膜——這種已經(jīng)死亡的組織不會具有相同的傳播風(fēng)險）。然而，最近在基因編輯領(lǐng)域的新進(jìn)展正在重新喚起人們對豬器官人體移植的興趣。

今天，來自馬薩諸塞州的科學(xué)家們宣布，他們通過使用CRISPR-Cas9 基因編輯系統(tǒng)，成功使豬基因組內(nèi)的25種逆轉(zhuǎn)錄病毒全部失活，而豬崽自己看上去仍很健康，這使得人們離成功實現(xiàn)異種移植這一夢想更近了一步。楊璐菡，（Luhan Yang），eGenesis的共同創(chuàng)始人兼首席科學(xué)官員表示說，“我們這種動物可能是全世界經(jīng)過最多（基因）修飾的動物，我們正在逐步推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。我認(rèn)為，為了解決異種移植這一具有挑戰(zhàn)性的問題，此類創(chuàng)新確實很有必要?！眅Genesis是依托于劍橋麻省創(chuàng)立的一家新興公司，也是這一研究的主導(dǎo)者。

哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)家喬治·“教堂”（丘奇）（George Church），同樣是eGenesis的共同創(chuàng)始人，同時是本文的共同作者，他表示說：“這些動物四個月大的時候看上去和普通動物完全一樣，而一頭豬長到這個時候，器官就差不多足夠大，能用于人體移植了?！卑⒗婉R大學(xué)伯明翰分校醫(yī)學(xué)院的移植外科醫(yī)生兼外科學(xué)教授約瑟夫·特克斯（Joseph Tector）評價說，“這項工作實在是非常非常出色?！彼救伺c這項在今天被發(fā)表在《科學(xué)》期刊上的研究并無瓜葛。

丘奇表示說他很驚訝，這些豬崽居然會如此健康。CRISPR對細(xì)胞可能會有毒性，因為它會導(dǎo)致DNA鏈的斷裂，從而造成細(xì)胞的自我毀滅。此外，逆轉(zhuǎn)錄病毒通過將自己的基因插入宿主細(xì)胞來進(jìn)行復(fù)制，這些病毒可能隨著豬種群一起存在了大約2500萬年，早已成為豬基因組的一部分了。因此，他在此之前對它們在豬的生存過程中是否發(fā)揮重要的基礎(chǔ)性作用，以及這些動物在逆轉(zhuǎn)錄病毒不存在的情況下是否能正常發(fā)育這些問題曾感到過不確定。

丘奇還補充表示，另一個值得欣慰的驚喜是，這些豬崽沒有在子宮內(nèi)重新感染病毒。他指出，“我一直猶豫要不要說我們已經(jīng)解決了這個40年來的難題，但是照目前情況來看，我覺得已經(jīng)可以這樣說了?！蹦壳盀橹?，這個團隊只成功在實驗室養(yǎng)殖了母豬。他們正在重復(fù)整個實驗過程，以期待能設(shè)計出公豬，就丘奇所講，應(yīng)該不太可能會更復(fù)雜。

豬器官用于人體

丘奇和楊都表示說，研究的下一階段基本上就是把豬“擬人化”——對豬進(jìn)行修飾，使它們的器官能在人體內(nèi)發(fā)揮作用。這將涉及免疫學(xué)變化，使組織變得相容，以及解決血液凝固等一系列課題。丘奇補充說，他們已經(jīng)進(jìn)行了一些這方面的工作，并正在寫論文，之后將會提交到同行審議的期刊上尋求發(fā)表。

其他研究團隊，包括阿拉巴馬州的特克斯也在沿著類似的研究軌道前進(jìn)，希望能在未來兩到三年內(nèi)讓豬器官進(jìn)行首批人體測試。研究人員希望能從腎臟移植開始，因為腎臟的等待名單最長，其次是類似心臟和肝臟這類器官，接著是能對抗I型糖尿病的胰島細(xì)胞，皮膚和角膜。

對eGenesis編輯過的豬進(jìn)行研究，也將使研究人員有機會看到，利用CRISPR進(jìn)行大量基因編輯是否會對哺乳動物造成長期性問題。豬是目前通過CRISPR編輯過的最大的動物，他說，他想看看如果它們能被允許“長到成熟衰老的年紀(jì)”，也就是20多歲的時候，會發(fā)生什么。他說，目前有一些推測表示，CRISPR可能會導(dǎo)致癌癥，但是現(xiàn)階段這種觀點仍沒有經(jīng)過充分的測試。

豬的逆轉(zhuǎn)錄病毒是否真的存在人類疾病感染風(fēng)險目前仍有爭議。在他們的新工作當(dāng)中，楊氏團隊進(jìn)行的實驗表明，豬逆轉(zhuǎn)錄病毒能感染人類細(xì)胞——這點和另一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，HIV病毒對人的感染作用一樣。在實驗室培養(yǎng)皿中，豬病毒能感染人體細(xì)胞，受到感染的細(xì)胞能進(jìn)一步感染其他未直接暴露在豬細(xì)胞下的人類細(xì)胞。

但是其他研究人員表示說，豬逆轉(zhuǎn)錄病毒感染人類的風(fēng)險尚不清楚，相比之下，對豬基因進(jìn)行不必要的基因編輯將增加異種移植的復(fù)雜性和成本。特克斯表示，他的團隊幾年前就不再擔(dān)心病毒問題了，因為目前尚不清楚，美國食品和藥物管理局是否會要求在移植前移除病毒。馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的外科學(xué)教授，兼異種心臟移植部門的主任穆罕默德·曼索爾·莫伊?。∕uhammad Mansoor Mohiuddin）說，eGenesis的實驗室測試并沒有證明這種病毒對病人有風(fēng)險。他同樣不是這個研究團隊的成員。他表示，“這些病毒的感染能力仍無須擔(dān)心，除非證明它們真的可以導(dǎo)致某些疾病，否則我看不出這種（感染）有什么顯著性意義?！?/p>

特克斯仍表示說，如果FDA（美國食品和藥物管理局）要求在移植前去除病毒，那eGenesis團隊的這一方案將十分有用。他說，“如果你要把（這些病毒）從基因組里敲下去，毫無疑問就得用這個方法?！?/p>