異種器官移植面臨的挑戰

張田勘

2022年1月7日，57歲的心臟病患者大衛·貝內特做了生命中的最后一搏—接受豬心臟移植，成為歷史上第一個接受豬心臟移植手術的患者。3月8日，在做完手術兩個月后，貝內特在美國馬里蘭大學醫學中心去世。

貝內特的豬心臟移植手術被視為迄今為止異種器官移植最成功的手術，是人類向異種器官移植邁進的一個重要里程碑。不過，一般來說，接受器官移植者的生存期達到一年以上，手術才算獲得初步成功。目前，在生存期、跨物種安全、免疫排斥等方面，異種器官移植仍然面臨諸多重大挑戰。

2022年5月5日，馬里蘭大學醫學中心的研究人員透露了貝內特去世的原因。一種非常常見的病毒—豬巨細胞病毒可能是導致貝內特死亡的一個因素。此外，貝內特在移植手術之前、期間和之后都非常虛弱。

最新披露的研究結果表明，貝內特的死亡還有更多復雜的原因。6月22日，美國《新英格蘭醫學》雜志刊登的一篇論文指出，貝內特移植豬心臟后，體內不僅出現了豬巨細胞病毒，而且其去世后心臟重量幾乎增加了一倍，從328克增加到600克。死者的心臟中出現了纖維化組織，伴有紅細胞外滲現象。同時，醫生還在貝內特肺部發現了人類皰疹病毒。這些結果表明，導致貝內特去世的原因非常復雜，但可能還是主要與豬巨細胞病毒有關。

貝內特移植的是經過基因編輯的豬心臟。移植前檢測發現，其僅攜帶豬內源性逆轉錄病毒PERV-A和PERV-B，并未檢測到PERV-C、豬巨細胞病毒和豬嗜淋巴皰疹病毒。但是，在術后第20天，醫生從貝內特血液中檢測到少量豬巨細胞病毒。此外，貝內特體內還發現了人類皰疹病毒，但無法確定病毒的來源，也不清楚是術前就已存在，還是術后感染。豬巨細胞病毒和人類皰疹病毒同時存在會導致兩種病毒發生交叉反應，因此可能導致異種移植排斥反應。以上種種因素的綜合作用使貝內特移植豬心臟后出現了副作用和異常反應。

隨著貝內特血液中豬巨細胞病毒水平升高，醫生對其使用了原本用于艾滋病患者的治療巨細胞病毒感染的方法，同時還給他注射了人類免疫球蛋白以增強抵抗力。這些療法使貝內特的身體情況有所緩解，在術后48天時甚至能下床活動。然而，隨后幾天，貝內特的身體狀況急轉直下。研究人員檢測發現，移植心臟的心臟壁異常肥大、心室體積縮小，體內針對豬組織的抗體水平也在不斷升高。這些情況說明，貝內特體內發生了抗體介導的非典型免疫排斥現象，這顯然與豬巨細胞病毒有關。但是，患者的心臟從328克增加到600克是否由豬巨細胞病毒引起，目前研究者并不能給出確切答案。因為患者心臟的增大和典型的器官移植導致的排異反應并不一致。

研究人員認為，心臟增大主要是因為血管出現了滲漏的跡象以及部分心肌纖維化現象。但是，這些癥狀與典型的排異反應無關。因此，貝內特的確切死因還需要更深入的研究才能確定。

患者存活時間短是異種器官移植面臨的首要挑戰，而此次發現的豬巨細胞病毒相關問題展現了異種器官移植面臨的另一個重要挑戰—跨物種安全，又稱生物屏障風險。

人類寄希望于異種器官移植是因為這可以擴大供體器官的來源，以挽救更多的生命。在中國，每年排隊等待供體器官移植的患者有數十萬。不過，由于物種的差異，包括基因、免疫系統和生物屏障等差異，注定了以豬為代表的異種器官移植會異常艱難。

僅就跨物種安全而言，采用動物的器官進行移植手術就面臨許多風險。以豬器官移植為例，豬巨細胞病毒只是其中一種風險，豬身上潛藏的各種病原體，如病毒、細菌、寄生蟲等，給異種器官移植制造了諸多難題。豬身上既有豬流感病毒，也有豬瘟病毒、豬乙型腦炎病毒，甚至還有一些寄生蟲（如絳蟲），這些生物都可能造成接受移植的患者生病并導致異種器官移植失敗。

如何筑牢生物屏障，以保障人的健康和生命安全，也是值得關注的重要問題。無論是2002年出現的嚴重急性呼吸綜合征（SARS），還是2019年出現的新型冠狀病毒肺炎，其病原體均突破了人與動物的生物屏障。現在，在多個國家發現的猴痘病毒也是由動物傳染給人類的，已成為典型的人獸共患病。

統計表明，75%導致重大危害的新發傳染病來自突破生物屏障的跨物種傳播。野生動物是自然界中重要的微生物儲存和傳播宿主，既具有極大的微生物多樣性，也是人類新發、突發傳染病的重要源頭。埃博拉病毒、馬爾堡病毒和艾滋病病毒來自非人靈長類動物。全世界有超過100萬種節肢動物，有100多種蟲媒病毒可引起人類疾病，包括黃熱病、登革熱、乙型腦炎、森林腦炎等。

今天，環境和氣候變化既造成了人與野生動物接觸較多，也導致了微生物的適應性演化。這是更新、更大的突破生物屏障的挑戰。雖然許多微生物對新宿主的適應性演化需要數月或者數年才能完成，但目前的情況表明，當人與動物有了親密接觸的條件之后（如人主動移植動物的器官），這種跨越生物屏障的進程其實并不需要太多時間。

美國喬治城大學生物系研究人員利用一個哺乳動物病毒共享模式的模型，對3139種動物間未來跨物種病毒傳播的機會進行預測。研究人員發現，在氣候變暖2℃的場景下，預計到2070年，因氣候變化驅動的哺乳動物分布重組，至少會導致1.5萬次新的跨物種病毒共享事件。動物物種的地理遷移會促進此前毫無交集的物種間的病毒交換，并且可能會促使人畜共患病“溢出”，即病原體從野生動物傳播到人類。同時，這一研究還未涉及鳥類、海洋哺乳動物在動物和人類之間傳播病毒的可能性。

氣候變暖會導致哺乳動物物種間的新接觸，這可能在世界任何地方發生，但將主要集中在熱帶非洲和東南亞人口密度高的區域。地球上最冷的區域也會出現新物種接觸和共享細菌、病毒事件。例如，一些物種將被迫遷往海拔更高的地方，以應對氣溫的上升，最終聚集在山區和高地上，相互接觸。

因此，氣候變化為人與動物之間突破生物屏障創造了條件。這也意味著，未來進行異種器官移植時應更嚴格控制源自動物的器官，包括檢測其中的病毒、細菌和寄生蟲。同時，應采取多種措施減緩氣候變暖，減少人與野生動物的親密接觸，保護生物屏障并防止新的人畜共患病產生。