近年來，為應(yīng)對全球器官短缺的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，異種器官移植已逐步進(jìn)入臨床探索階段，并在解決人類器官供體不足方面取得了一系列里程碑式的進(jìn)展。美國馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心、麻省總醫(yī)院、紐約大學(xué)朗格尼醫(yī)學(xué)中心等機(jī)構(gòu)先后將Revivicor公司開發(fā)的10基因編輯豬以及eGenesis公司開發(fā)的11基因編輯豬的心臟和腎臟成功移植給終末期器官衰竭患者，證實(shí)了通過基因編輯豬到人的異種器官移植在解決全球器官短缺方面的巨大潛力【1-3】。在此之前，只有美國eGenesis和Revivicor公司擁有10個基因以上編輯的異種器官移植供體豬。
2025年8月25日，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)魏紅江教授、安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院孫倍成教授、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院梁廷波教授、云南大學(xué)張子杰研究員等團(tuán)隊(duì)通力合作，在Protein & Cell上發(fā)表了題為Specific Pathogen Free Ten Gene-Edited Donor Pigs for Xenotransplantation的研究，報道了首批無特定病原體的10基因編輯豬成功培育。
在前期研究中，針對異種移植中面臨的三大核心科學(xué)問題——生物安全、免疫不相容性與生理功能障礙，該團(tuán)隊(duì)已成功培育多種多基因編輯的異種器官移植供體豬【4-9】。目前，對于基因編輯供體豬的開發(fā)，尚未明確所需編輯的確切基因數(shù)量及最優(yōu)基因組合以實(shí)現(xiàn)臨床異種移植的適配需求。因此，開發(fā)更多類型的多基因編輯供體豬，對推進(jìn)異種器官移植走向臨床具有重要意義。然而，基因編輯數(shù)量越多，難度越大。
在本研究中，作者利用基因編輯和體細(xì)胞克隆技術(shù)，開發(fā)了無特定病原體的10基因編輯異種器官移植供體豬，且這些基因編輯克隆豬可自然交配繁殖產(chǎn)生F1代。這些基因編輯包括敲除豬自身的三個基因（GGTA1、CMAH和β4GalNT2）以緩解抗原抗體介導(dǎo)的免疫排斥反應(yīng)，同時，表達(dá)了3個人補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白（hCD6、hCD55和hCD59）抑制人補(bǔ)體對豬細(xì)胞的攻擊，表達(dá)3個凝血調(diào)節(jié)因子（hTBM、hEPCR和hCD39）以改善人-豬間的凝血功能障礙，表達(dá)hCD47基因以抑制巨噬細(xì)胞活化和吞噬作用。
表型分析顯示：經(jīng)PCR鑒定，10基因編輯克隆豬GGTA1、CMAH和β4GalNT2三個基因敲除，hCD6、hCD55、hCD59、hTBM、hCD39、hEPCR和hCD47七個人源基因成功整合到豬的基因組中。經(jīng)ddPCR鑒定，hCD6、hCD55、hCD59、hTBM和hCD39五個人源基因在豬基因組中的拷貝數(shù)為2，hEPCR和hCD47兩個人源基因在豬基因組中的拷貝數(shù)為1。腎組織免疫熒光染色進(jìn)一步證實(shí)3種異種抗原缺失，7種人源蛋白表達(dá)，其中hEPCR和hCD47表達(dá)尤為顯著。此外，經(jīng)宏基因組測序、維通利華第三方等檢測，證實(shí)了開發(fā)的基因編輯供體豬47種病原微生物均為陰性，包括影響異種器官移植長期存活的豬巨細(xì)胞病毒（pCMV），從而為異種器官移植研究提供了潔凈的供體豬類型。
通過細(xì)胞流式確認(rèn)三個異種抗原缺失，7個人源基因在細(xì)胞中有表達(dá)。經(jīng)體外功能驗(yàn)證，證實(shí)了10基因編輯豬細(xì)胞能夠有效抵抗人類抗體、補(bǔ)體和巨噬細(xì)胞的攻擊，并顯著改善人-豬間的凝血功能障礙。而且，開展了豬到非人靈長類的腎臟、心臟和肝臟移植，其中，兩只接受腎臟異種移植的受體猴分別存活了23天和16天，肌酐等腎功能指標(biāo)在術(shù)后維持相對穩(wěn)定，后期逐漸上升。實(shí)驗(yàn)到達(dá)終點(diǎn)后，腎臟剖檢發(fā)現(xiàn)存在大量出血點(diǎn)，病理切片結(jié)果顯示腎異種移植物存在間質(zhì)出血、纖維化及細(xì)胞增生等情況。
綜上所述，本研究成功培育出無特定病原的10基因編輯供體豬，并有效緩解了異種免疫排斥反應(yīng)，這是除Revivicor和eGenesis公司外，全球第三家擁有10基因編輯異種器官移植供體豬的單位，該研究進(jìn)一步推動了我國異種器官移植走向臨床。
原文鏈接：https://doi.org/10.1093/procel/pwaf075
