去年10月,美國馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心接收了一位名為戴維·貝內(nèi)特的患者,他只能依靠體外生命支持系統(tǒng)——體外膜肺氧合(ECMO)維持生命。其病情不適合接受常規(guī)心臟移植手術(shù)。
今年1月7日,該醫(yī)學(xué)中心的醫(yī)學(xué)專家為貝內(nèi)特進行了一項特殊的移植手術(shù),他們將經(jīng)基因改造的豬心移植入貝內(nèi)特的體內(nèi),該手術(shù)為全球首例。
盡管貝內(nèi)特在接受豬心移植手術(shù)后約2個月去世,這一手術(shù)仍被視為重大突破。豬心移植手術(shù)給了貝內(nèi)特死亡以外的另一個選擇,也為眾多等待人器官的患者提供了新希望。
貝內(nèi)特堅信,即便手術(shù)失敗,醫(yī)生和科學(xué)家也能從這次手術(shù)中獲取寶貴的經(jīng)驗。9月2日,貝內(nèi)特的手術(shù)醫(yī)生、馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院異種心臟移植項目聯(lián)合主任巴特利·格里菲思接受新京報《地球連線》專訪時也表示,他們從這次手術(shù)中總結(jié)了很多經(jīng)驗,他們認(rèn)識到,實驗室里的成果可以通過手術(shù)成為現(xiàn)實。
9月2日,新京報《地球連線》專訪巴特利·格里菲思。/新京報外事兒出品
他解釋道,目前調(diào)查結(jié)果表明,貝內(nèi)特死因與潛伏的豬巨細(xì)胞病毒有關(guān)。他希望能盡快進行下一個異種器官移植手術(shù),這次他們將提高病毒檢測的敏感度。
在格里菲思40年的醫(yī)學(xué)職業(yè)生涯中,他見證了器官移植手術(shù)領(lǐng)域眾多重大突破,如今,他希望可以將其所學(xué)投入到異種器官移植的研究中。在采訪中,他也對中國醫(yī)生表示尊敬,希望將來可以繼續(xù)和他們保持密切合作。
9月2日,新京報記者連線巴特利·格里菲思。/《地球連線》視頻截圖
首例移植豬心者死因或為一種豬病毒
新京報:今年6月,美國馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心相關(guān)團隊發(fā)表聲明稱,貝內(nèi)特的去世與一系列復(fù)雜因素引起的心力衰竭有關(guān)??煞裼煤唵蔚恼Z言解釋目前對其死因的調(diào)查結(jié)果?
巴特利·格里菲思:我們?nèi)栽趯Χ喾N可能致病原因進行研究。目前來講,較大的可能是:我們未能檢測到供體動物中潛伏的豬巨細(xì)胞病毒(pCMV),這或最終導(dǎo)致貝內(nèi)特的去世。
盡管該病毒并未感染戴維的其他器官,但它在供體心臟中復(fù)制增殖,或破壞進入心臟的血管。我們認(rèn)為病毒在潛伏期結(jié)束、變得活躍時影響了心臟毛細(xì)血管。這些毛細(xì)血管為肌肉輸送血液和營養(yǎng)物,當(dāng)其停止運作時,血液會隨機流入心臟,致其膨脹。同時,沒有毛細(xì)血管傳輸營養(yǎng)物質(zhì),心肌也會壞死。
在很短時間內(nèi),戴維的心臟如同扭了腳踝后的傷處一樣,異常腫脹。最終,因為大部分甚至全部血管被毀,心肌也受到毀壞。另外,盡管難以證明,但我們也沒有排除供體心臟發(fā)生不尋常排異反應(yīng)的可能性。
巴特利·格里菲思。受訪者供圖
新京報:馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的聲明還提到一種藥物或?qū)е麓骶S·貝內(nèi)特的死亡。
巴特利·格里菲思:這種藥物為人免疫球蛋白(IVIG),在市場上流通,是一種通過輸血注入的藥物,來自人體,有濃縮的免疫球蛋白。我們一般將其用于自身免疫球蛋白很低的患者。
當(dāng)戴維生病時,我們認(rèn)為其受到感染,所以靜脈注射了該藥物為其補充免疫球蛋白。這是當(dāng)患者免疫球蛋白過低時我們的常規(guī)操作。
不幸的是,我們注入的人免疫球蛋白或含有人類的抗豬抗體。幾乎所有人血液中都含有某種形式的抗豬抗體。在輸入人免疫球蛋白前我們也做了相關(guān)測試,其并沒有對器官造成損害,但我們?nèi)圆淮_定其最終是否損害了供體豬心。
希望盡快進行下一次異種器官移植手術(shù)
新京報:你覺得你們從這次手術(shù)中主要學(xué)到了什么?
巴特利·格里菲思:之前我們對異種器官移植手術(shù)知之甚少,而在對戴維進行手術(shù)后,我們可以確定:實驗室的成果可以通過手術(shù)成為現(xiàn)實。
基因改造的豬心運作正常,手術(shù)一切正常,我們采用的免疫抑制方案(即通過特定的藥物抑制免疫系統(tǒng)的方式)也似乎有效。如果其他方面也都非常順利,如果我們有一個更完美、沒有潛伏病毒的供體,那我們現(xiàn)在的對話就完全不同了。我們可能會談?wù)摯骶S繼續(xù)生活、回到家中,那將成為一個奇跡。
一直以來,這個手術(shù)都被認(rèn)為具有實驗性。接受手術(shù)的患者以及我們的監(jiān)管機構(gòu)都清楚,對戴維來說,手術(shù)以外的另一個選擇將是死亡。若不進行手術(shù),他將繼續(xù)進行藥物治療,不能擁有高質(zhì)量生活,其生命或不超過一兩個月,且他永遠(yuǎn)不會離開醫(yī)院。在手術(shù)前我們并沒有很高的期待。我們沒有向戴維承諾(可以幫其延長)多一天甚至多一個小時的生命。
事實上,我們認(rèn)為戴維在術(shù)后存活60天已經(jīng)是一個奇跡。但是,我們?yōu)樗乃劳龈械椒浅ky過,因此不會為此高呼勝利。
2022年1月,美國馬里蘭州,戴維·貝內(nèi)特(右)和巴特利·格里菲思。圖/IC photo
我們從這個手術(shù)中學(xué)到了很多,包括科學(xué)上的新知識和對患者的護理程序等,這或能成為另一個患者醫(yī)療計劃的一部分。
新京報:現(xiàn)在回想戴維·貝內(nèi)特的手術(shù),你感受如何?該手術(shù)有何意義?
巴特利·格里菲思:我想盡快進行另一次手術(shù),以獲取更多知識證明我們的努力和戴維對我們的信任是有價值的。
戴維深信即便其不能活下來,我們也能學(xué)到很多東西。我想我們已經(jīng)從戴維那學(xué)到幾乎所有可學(xué)知識,是時候?qū)⑵鋺?yīng)用到下一位患者身上了。
這次手術(shù)是我職業(yè)生涯的頂峰。能夠為異種器官移植領(lǐng)域的進步作出一份貢獻(xiàn),這非常鼓舞人心。我希望可以將40年的工作經(jīng)驗和研究成果投入到這一領(lǐng)域的發(fā)展中。若能在結(jié)束職業(yè)生涯之際再次作出貢獻(xiàn),我會非常開心。
下次將提高對豬巨細(xì)胞病毒檢測敏感度
新京報:對于下一次類似手術(shù)有何計劃?
巴特利·格里菲思:目前我們沒有計劃立即進行下一個類似手術(shù),但我們醫(yī)療中心鼓勵我們繼續(xù)進行相關(guān)工作,提供供體心臟的公司Revivicor、聯(lián)合治療公司也鼓勵我們繼續(xù)在人體上進行類似手術(shù)。美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)或允許我們再進行一兩次類似手術(shù)?,F(xiàn)在我們談?wù)摰倪@些手術(shù)將會經(jīng)過監(jiān)管機構(gòu)審核,在病人沒有其他選擇的情況下進行。
如果得到許可,我相信我們也會從第二次手術(shù)中學(xué)到很多。這樣發(fā)展下去,我們可以在更多醫(yī)學(xué)中心對更多患者進行手術(shù)。異種器官移植便不會局限于實驗室,或在更多特定人群中取得成果。
當(dāng)?shù)貢r間2022年1月7日,美國馬里蘭州,戴維·貝內(nèi)特接受經(jīng)基因改造的豬心移植手術(shù)。圖/IC photo
于2023年或2024年在多個醫(yī)療中心對多名患者進行手術(shù)之前,更多相關(guān)知識將提高成功的可能性。過去十年內(nèi),Revivicor對豬巨細(xì)胞病毒的檢測都成功了,我們之前沒有理由懷疑其檢測過程,而通過這次手術(shù),我們知道這種病毒的可能影響,同時也有了改進過的檢測方式,未來病毒測試失敗的可能性將大幅度減小。
新京報:如果再進行一次豬心移植手術(shù),其較大的改變就是保證供體心臟中沒有豬巨細(xì)胞病毒,對嗎?
巴特利·格里菲思:是的,下次我們會進行多個不同檢測。我不認(rèn)為有完美的供體動物,但我們可以努力提高檢測敏感度。這種檢測方式被稱為嵌套PCR,血液中少量DNA也能通過這種方式檢測得出。
最大挑戰(zhàn):克服免疫排斥反應(yīng)
新京報:你在這個領(lǐng)域工作多年,可以介紹一下異種器官移植的發(fā)展嗎?
巴特利·格里菲思:上世紀(jì)80年代,當(dāng)我剛完成醫(yī)學(xué)訓(xùn)練時,我們剛開始在匹茲堡大學(xué)進行心臟移植手術(shù)。一位優(yōu)秀的外科醫(yī)生托馬斯·斯塔茲(Thomas Starzl)加入了我們,他被視為現(xiàn)代移植手術(shù)的重要人物。
他選擇開始使用環(huán)孢素(Cyclosporine)和他克莫司(tacrolimus),這些藥物后來成為提高心臟、肺、腎和肝移植手術(shù)成功率的關(guān)鍵。這些藥物的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用并不簡單,有人懷疑其有效性,有人覺得其對人體有害,這個過程經(jīng)歷了常見的科學(xué)辯論,一波三折,但斯塔茲醫(yī)生沒有放棄推進其應(yīng)用。
現(xiàn)在我們在移植手術(shù)領(lǐng)域工作多年,有患者術(shù)后又生活了20多年,他們或?qū)⑦M行其第二個、第三個移植手術(shù),一些年輕患者術(shù)后擁有了自己的家庭。
正如1967年12月巴納德的手術(shù)證明了心臟移植的可能性,今年的手術(shù)讓我們看到了異種器官移植手術(shù)的可能性(注:克里斯蒂安·巴納德,南非外科醫(yī)生,進行了世界首例心臟移植手術(shù))。
資料圖:南非外科醫(yī)生克里斯蒂安·巴納德。圖/IC photo
如今,我們開始翻頁:如果我們能有無限供應(yīng)的器官呢?如果異種器官移植手術(shù)進入市場,這將改變許多患者的命運。那些被拒絕器官移植的患者不必再等待。由于器官短缺,我們有時需要作出艱難的決定,排除年齡較大或有癌癥病史的患者。這些患者或都可以通過異種器官移植延續(xù)生命。
最終,人類可能研發(fā)出一種適合移植、不會引發(fā)任何免疫排斥反應(yīng)的“萬能器官”,器官移植將跟輸血一樣(簡便)。
此外,克隆技術(shù)是異種器官移植的關(guān)鍵,其越來越簡單、精準(zhǔn)。這始于我們熟知的克隆羊多利,克隆羊多利的團隊隨后又成為首個克隆豬的團隊,這些科學(xué)家之后建立了Revivicor。他們在這個領(lǐng)域工作多年,能精確地進行基因改造。這種克隆技術(shù)一旦成功便可持續(xù)很長時間,那培育一群經(jīng)過基因改造、沒有攜帶病毒的動物就不再那么困難。
新京報:在你看來,目前異種器官移植面臨的最大挑戰(zhàn)是什么?
巴特利·格里菲思:最大挑戰(zhàn)是免疫排斥反應(yīng)。異種器官畢竟不屬于人體,很多人的身體會視其為異物,進行免疫排斥,如同人體會排斥細(xì)菌或其他異物。
人體器官移植手術(shù)可以成功,患者在接受他人器官后,可以持續(xù)生存且不發(fā)生免疫排斥,我至今都覺得驚奇。通過藥物,大部分時候移植器官可以成功運作,這或延長病患12年至15年生命。當(dāng)我剛開始進入這一領(lǐng)域時,患者接受心臟移植手術(shù)后,只有50%的概率可以多活一年,而如今患者或?qū)⒍嗷?5年。
在我工作的這40年間,在一個科學(xué)家的職業(yè)生涯間,我們已經(jīng)取得如此大進展,想象一下,在兩個科學(xué)家的職業(yè)生涯后,我們又將見證怎樣的進步?
豬心以外:胰腺移植可幫助治療糖尿病
新京報:目前也有其他異種器官移植,他們采用了豬腎臟或狒狒心臟等。在異種器官移植上,除了豬心以外還有什么其他選擇?
巴特利·格里菲思:異種器官方面,我們在對肺、腎、肝和胰腺進行研究,其中,我們對肝不太確定,其移植非常困難,而胰腺移植可以幫助治療糖尿病。在供體動物選擇上,我們認(rèn)為豬器官非常合適,其形狀和功能與人類相近,且豬繁殖和生長速度極快。
戴維所用的供體豬年齡為100多天。此外,我們已證明豬心在人體中正常運作,泵血功能正常,我們將繼續(xù)用豬進行研究。
當(dāng)?shù)貢r間2022年1月7日,美國馬里蘭州,戴維·貝內(nèi)特接受經(jīng)基因改造的豬心移植手術(shù)。圖/IC photo
同時,采用豬進行異種器官移植并沒有引發(fā)公眾的強烈情緒。我尊重世界各地的動物權(quán)利保護專家,他們不覺得任何動物的生命該被奪走、送上餐桌。我也在一定程度上理解他們,但人類一直以來繁殖并食用豬。在將其作為供體動物上,我們沒有聽到特別多反對聲音。
現(xiàn)在,在狒狒和人類之間進行異種器官移植可能比在人與豬之間更加容易,但狒狒太小,一般來說測試中采用的狒狒只有50磅(約為22.68kg)重。其他更大的非人類靈長類動物有猿或黑猩猩。不過,科學(xué)社區(qū)和相關(guān)顧問已經(jīng)決定,用這些珍貴、生長緩慢且聰明的動物進行異種器官移植并不合適。
從商業(yè)角度來講,培養(yǎng)非人類靈長類動物耗費時間過長,它們或需要20年時間才能長到合適的體形,所以很難取得商業(yè)成功。嬰兒菲(Baby Fae)只是特例,她是個嬰兒,只需要一個幼年動物器官進行移植。
(注:20世紀(jì)80年代,美國曾有一名病危嬰兒(即嬰兒菲)接受狒狒心臟移植手術(shù),其在術(shù)后21天去世。)
新京報:異種胰腺移植如果成功,或?qū)⒊蔀槿祟愥t(yī)學(xué)的一大進步,糖尿病患者越來越多?,F(xiàn)在異種胰腺移植進展如何?
巴特利·格里菲思:異種胰腺移植是一個巨大的機會,可能比我們討論的其他器官更具希望。過去這段時間Revivicor擱置了對胰腺的研究,但我相信這將成為未來的重要目標(biāo)。如果糖尿病患者可在不注射胰島素的情況下正常生活,這將非常了不起。
新京報:你講到進行異種肝臟移植將非常復(fù)雜,可以解釋一下嗎?
巴特利·格里菲思:肝臟是一個化工廠,其制造的化學(xué)物質(zhì)基于原先的供體動物。其實心臟就是一個泵,而肝臟作為一個生產(chǎn)膽汁的器官,進行移植時更為復(fù)雜。
在我參與的兩個在匹茲堡大學(xué)進行的狒狒肝臟移植手術(shù)中,供體器官都似乎有缺陷,它們不能正常排出膽汁。因此,我們需要從更簡單的器官開始進行異種器官移植。
“目標(biāo)是實現(xiàn)人類器官移植自由”
新京報:全球器官緊缺的情況嚴(yán)重嗎?
巴特利·格里菲思:毫無疑問非常嚴(yán)重。世界各地都有人需要腎,腎透析是另一種選擇,但從長遠(yuǎn)來看,選擇腎移植的人比選擇透析的人過得更好、更長久。我在心肺領(lǐng)域工作,很多患者需要心臟移植,卻遲遲等不到。
新京報:你如何預(yù)測異種器官移植未來的發(fā)展?我們的最終目的是什么?
巴特利·格里菲思:目標(biāo)是在降低成本的同時,實現(xiàn)人類器官移植自由(Organs for Everyone)。我覺得在一個或兩個科學(xué)家的職業(yè)生涯后,我們能最終達(dá)到這個目標(biāo)。
這同時需要人們、公司和政府的熱情投資。在很多西方國家,如果一家公司相信其不僅能通過制造產(chǎn)品來造福民眾,還能借此賺錢,他們會將更多的時間和精力投入到特定產(chǎn)品。這些經(jīng)過基因改造的器官被監(jiān)管機構(gòu)視為藥物,研發(fā)如此復(fù)雜的藥物需要付出極大的努力和大量資金,因此這個產(chǎn)品必須要有市場。
我希望人類趨利的熱情能促使企業(yè)和政府對此進行投資,將其視為優(yōu)先發(fā)展的重要項目,而這個項目不僅有利可圖,也可以拯救生命。這是與人類需求相關(guān)的一個過程,也是異種器官移植的必經(jīng)之路。
新京報:你現(xiàn)在主要研究什么?跟異種器官移植有關(guān)嗎?
巴特利·格里菲思:是的,我們目前正努力驗證研究成果,以便推動對多位患者在對不同醫(yī)療中心進行豬心移植手術(shù),這需要相當(dāng)長時間。我開發(fā)并銷售過一種可攜帶的人工肺,對人工器官也很感興趣。
新京報:現(xiàn)在人工心臟發(fā)展如何?
巴特利·格里菲思:有許多新原型處于開發(fā)中,也有一些人工心臟正投入使用,我最早使用人工心臟Jarvik可追溯到1985年。我們需要極好的人工心臟,使患者術(shù)后不必依賴藥物。但所有在生物力學(xué)領(lǐng)域工作的人都知道,這跟異種器官移植一樣,是一個巨大的挑戰(zhàn)。
新京報:你也跟中國醫(yī)生進行合作嗎?
巴特利·格里菲思:在我的職業(yè)生涯中,有很多中國醫(yī)生來這學(xué)習(xí)器官移植,我非常尊敬這些年輕的醫(yī)生。他們非常聰明,工作十分努力。我希望將來和中國朋友能繼續(xù)在科學(xué)研究上進行密切合作。
新京報記者 侯吳婷 姚遠(yuǎn)
編輯 張磊 校對 吳興發(fā)