培育基因改造豬，給人提供移植器官

近日，利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)改造豬細(xì)胞，克隆培育后為患者提供可移植器官的初創(chuàng)公司eGenesis獲得了3800萬(wàn)美元的A輪投資。eGenesis生命科技公司由哈佛大學(xué)基因?qū)W家George Church和現(xiàn)年30歲的生物工程學(xué)家楊璐菡博士于2015年合作創(chuàng)辦，楊璐菡博士任公司科學(xué)家。
eGenesis公司提出的豬源器官移植方案如下：
1. 用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)改造豬細(xì)胞；
2. 利用基因改造后的豬細(xì)胞，制造豬的克隆體；
3. 豬培育完成后，對(duì)用于移植的器官進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)后用于器官移植
市場(chǎng)對(duì)異種移植技術(shù)重拾信心，離不開(kāi)近來(lái)大放光彩的CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)。
CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)對(duì)異種器官移植的貢獻(xiàn)在于，它地解決了異種器官移植面對(duì)的兩大難題，即豬的內(nèi)源性病毒基因?qū)θ梭w的潛在危害和人體對(duì)豬源器官的免疫排斥反應(yīng)。
公司成立之初，eGenesis在《科學(xué)》雜志上發(fā)布了一篇文章，稱George Church和同事在豬細(xì)胞中利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一次性剔除62個(gè)豬攜帶的內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒（PERVs），后者對(duì)豬無(wú)害，但一部分科學(xué)家相信對(duì)人體有潛在危害。
該研究剔除的是同一個(gè)基因的62個(gè)重復(fù)序列，George Church稱：“這并不意味著我們現(xiàn)在可以輕易地改變62個(gè)不同的基因”，但CPISPR-Cas9作為而的基因編輯工具，大大調(diào)高了基因編輯效率，縮短了培育基因改造豬的時(shí)間。印第安納大學(xué)的器官移植醫(yī)師Joseph Tector說(shuō)：“我們用了三年時(shí)間得到了一只α-gal基因剔除豬，但現(xiàn)在只需要5個(gè)月。”
研究人員在知曉豬的基因中包含對(duì)人體有潛在危害的逆轉(zhuǎn)錄病毒基因，借助CRSIPR-Cas9基因編輯技術(shù)提供的強(qiáng)大的工具能夠快速剔除這類(lèi)病毒基因，使得異種器官移植面臨的*個(gè)問(wèn)題迎刃而解。但異種器官移植面對(duì)的第二個(gè)問(wèn)題，即人體免疫系統(tǒng)排斥反應(yīng)，似乎要困難很多。原因是，雖然研究人員已經(jīng)找到了一些引發(fā)人體免疫排斥反應(yīng)的外源性物質(zhì)，比如豬細(xì)胞表面抗原α-乳糖，進(jìn)而通過(guò)剔除與產(chǎn)生α-乳糖有關(guān)的基因，從而減少免疫反應(yīng)，但是免疫排斥反應(yīng)是非常復(fù)雜的過(guò)程，研究人員至今并未*明白人體發(fā)生的免疫排斥反應(yīng)過(guò)程和機(jī)理。
在能確定跟引起人體免疫排斥反應(yīng)有關(guān)的基因后，工作也并未輕松下來(lái)。因?yàn)槟繕?biāo)基因往往包含成千上萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，“免疫消除”的工作量無(wú)疑是巨大的。楊璐菡博士說(shuō)：“現(xiàn)在每天我們都在zui大限度地利用CRISPR-Cas9技術(shù)。而挑戰(zhàn)在于，你得在一個(gè)細(xì)胞中進(jìn)行多重切割，同時(shí)還不能殺死細(xì)胞。”
除了剔除與人體免疫排斥反應(yīng)有關(guān)的基因，eGenesis公司同樣利用基因同源重組技術(shù)將新基因插入豬細(xì)胞的DNA中，插入的新基因往往來(lái)自人類(lèi)，用于減輕或消除人體對(duì)豬源器官的免疫排斥反應(yīng)。
即使對(duì)豬源器官進(jìn)行了基因修飾能減輕人體的免疫排斥反應(yīng)，但這并不意味著科學(xué)家已經(jīng)*攻克這一難題。楊博士說(shuō)病人仍然需要服用藥物削弱自身的免疫系統(tǒng)，但她認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)將首先能滿足醫(yī)療市場(chǎng)對(duì)可移植器官的巨大需求。
目前，eGenesis公司已經(jīng)獲得了基因改造的豬胚胎細(xì)胞，并且正在將這些胚胎細(xì)胞發(fā)育成能提供可移植器官的豬。之后，會(huì)對(duì)這些豬的器官進(jìn)行測(cè)試，檢驗(yàn)它的安全性和有效性。通過(guò)測(cè)試后，這些豬源器官將zui終可用于臨床器官移植試驗(yàn)（通常從狒狒開(kāi)始）。
雖然距離真正實(shí)現(xiàn)豬源器官移植還有很長(zhǎng)一段路要走，但CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究人員對(duì)人體免疫排斥反應(yīng)的深入了解，加上市場(chǎng)投資的推動(dòng)會(huì)進(jìn)一步加快異種器官移植技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。