利用CRISPR/Cas9有望讓豬成為病人的器官供者

來源：生物谷作者：人氣：-發(fā)表時間：2016-03-23 13:46:00【大中小】

盡管在農業(yè)環(huán)境中，豬比較懶散，但是在生物醫(yī)學實驗室培養(yǎng)的豬足夠干凈以至于很多人將歡迎---確實，應當歡迎---使用它們的組織用作拯救生命的移植物。用于移植的心臟瓣膜通常來自豬和奶牛。

但是想要將整個豬器官移植到需要新的心臟、肝臟、腎臟或肺部---異種器官移植（xenotransplantation）的病人體內---并不是這么簡單的事。除了受者免疫系統(tǒng)傾向于排斥異體組織所面臨的常規(guī)挑戰(zhàn)外，利用豬器官填補人器官供應和需求之間的巨大缺口還必需解決豬內源性逆轉錄病毒（porcine endogenous retrovirus, PERV）帶來的問題。

畢竟，PERV是令人毛骨悚然的。在遭受壓力之下，豬細胞泵出PERV，隨后它們能夠感染豬移植器官旨在拯救的病人。在異種器官移植的全新領域---豬能夠為在美國等待器官移植的12萬病人中的一些人提供器官---中，科學家們必需找到一種方法解決來自PERV的威脅。

在一項新的研究中，來自中國浙江大學動物科學學院、美國哈佛大學和麻省總醫(yī)院的研究人員發(fā)現(xiàn)一種新的基因編輯技術--- CRISPR/Cas9系統(tǒng)---出人意料地提供幫助。它能夠更加快速地、更加高效地和更加準確地進行分析、替換和改善來自DNA的有問題的基因。相關研究結果近期發(fā)表在Science期刊上，論文標題為“Genome-wide inactivation of porcine endogenous retroviruses (PERVs)”。

2016年3月17日那期New England Journal of Medicine期刊將這一進展描述為“基因工程的壯舉”，有可能為異種器官移植掃清道路。美國斯克里普斯研究所研究員Daniel R. Salomon博士描述哈佛大學研究人員如何“通過基因改造可一步讓60多個PERV拷貝失活，因而將來自PERV的傳染風險降低了三個數(shù)量級。”

Salomon 寫道，這種剪切豬基因組的策略似乎解決了利用豬作為移植器官來源的兩個關鍵挑戰(zhàn)：通過關閉PERV產生，研究人員大體上降低受者感染上這種逆轉錄病毒的風險，同時降低這些“異種抗原（xenoantigen）”的存在觸發(fā)受者免疫系統(tǒng)對異體器官發(fā)起大規(guī)模免疫攻擊的概率。

豬遠遠不能解決世界上供者器官的大規(guī)模短缺。在美國馬里蘭大學醫(yī)學院的一家實驗室中，外科醫(yī)生已進行50多例豬器官移植，即將豬器官移植到諸如狒狒之類的靈長類動物中以便更好地理解異體器官器官中的免疫反應和利用基因編輯改善存活的前景。迄今為止，還沒有受者能夠存活超過數(shù)天。

Salomon博士警告道，在實際的病人治療中，使用CRISPR/Cas9基因編輯技術還存在“主要障礙”。科學家們仍然必需發(fā)現(xiàn)方法確保不會發(fā)生“脫靶”效應，比如破壞位于研究人員操縱的基因序列上游或下游的被激活的基因。他寫道，他們還需要發(fā)現(xiàn)方法讓基因編輯過程更加高效。他補充道，如果需要抑制人體免疫反應的話，那么還需更加詳細地理解人體對異體器官的免疫反應。

他寫道，“不過，重要的是，在單個細胞中敲除掉60個不同的PERV聚合酶基因拷貝將導致人們培育出新的適用于異體器官移植的豬品種。在這種豬品種中，PERV傳播到免疫受損的病人體內的風險顯著下降。”