2024年5月29日,弗吉尼亚州布莱克斯堡附近的研究农场,在那里,猪器官被取出用于动物到人类的移植实验
布莱克斯堡,弗吉尼亚州(美联社)——睁大眼睛的小猪们冲到他们不同寻常的谷仓里检查来访者,这可能代表了器官移植的未来——这里没有在泥里打滚。
第一批基因编辑过的猪器官移植到人身上,来自出生在蓝岭山脉这个特殊研究农场的动物。这个农场的大门是锁着的,进入农场需要冲洗你的车辆,把衣服换成医用擦洗服,在每个有空调的谷仓之间走进消毒桶里清洗你的靴子。
“这些都是珍贵的动物,”Revivicor公司的大卫·阿亚雷斯(David Ayares)说,他花了几十年的时间学习克隆猪,通过适当的基因改变来进行第一次大胆的实验。
在几英里外的弗吉尼亚州克里斯蒂安斯堡,生物安全措施更加严格,那里正在饲养一群新的猪,预计最早将于明年为动物到人类移植的正式研究提供器官。
这座史无前例的大型建筑与农场毫无相似之处。它更像是一个制药厂。其中一部分不对所有人开放,只有一些精心挑选的员工可以定时洗澡,穿上公司提供的衣服和鞋子,然后进入一个猪圈,猪圈里的小猪正在成长。
在这个保护屏障后面是一些世界上最干净的猪。它们呼吸的空气和饮用的水比人类所需的空气和水更能过滤污染物。甚至它们的饲料也被消毒,这一切都是为了防止它们感染任何可能最终伤害移植接受者的感染。
“我们设计这个设施是为了保护猪不受环境和人类的污染,”Revivicor母公司联合治疗公司(United Therapeutics)的马修·沃内施(Matthew VonEsch)说。“每一个进入这栋楼的人都有可能感染病原体。”
美联社得以一窥克隆猪和培育设计猪的器官需要付出什么——包括一个价值7500万美元的“指定无病原体设施”,该设施是为了满足美国食品和药物管理局对异种移植的安全标准而建造的。
创造猪来缓解人体器官的短缺
每年有成千上万的美国人在等待移植时死亡,许多专家承认永远不会有足够的人类捐赠者来满足需求。
动物提供了现成供应的诱人承诺。经过数十年的失败尝试,包括Revivicor、eGenesis和Makana Therapeutics在内的公司正在将猪改造得更像人类。
到目前为止,在美国已经有四例“同情使用”移植手术,对垂死病人进行最后的实验——两颗心脏和两个肾脏。Revivicor提供了两个心脏和一个肾脏。虽然这四名患者在几个月内就去世了,但他们为研究人员提供了宝贵的经验,他们准备在病情不那么严重的人身上再次尝试。
现在,FDA正在评估捐赠人体实验的有希望的结果,并等待猪器官在狒狒身上的进一步研究结果,然后再决定下一步。
它们是半定制的器官——“我们正在把这些猪培养成接受者的大小,”阿亚雷斯指出——不会像大多数人捐赠的器官那样显示出衰老或慢性疾病的磨损。
在Revivicor的农场取过器官的移植外科医生说:“我的天哪,这是我见过的最漂亮的肾脏。”“当他们从小动物那里得到心脏时也是一样,一个粉红色的健康快乐的心脏。”
2024年5月,转基因猪站在该公司位于弗吉尼亚州克里斯蒂安斯堡的指定无病原体设施的保护屏障内
2024年5月29日,弗吉尼亚州布莱克斯堡附近研究农场,转基因仔猪聚一起,提取器官进行动物到人类的移植实验
主要的挑战是:如何避免排斥,以及动物是否可能携带一些未知的感染风险。
这个过程首先在实验室里修改猪皮肤细胞的基因。Revivicor最初删除了一个产生一种名为alpha-gal的糖的基因,这种糖会立即引发人体免疫系统的破坏。接下来是三个基因的“敲除”,以消除其他触发免疫的危险信号。现在,该公司正专注于10个基因编辑——删除猪的基因,添加人类的基因,这些基因一起降低了排斥和血栓的风险,并限制了器官的大小。
他们用这些改变克隆猪,类似于多利羊的创造。
屠宰场每周两次将数百个从母猪卵巢中取出的鸡蛋运到“复活者”号。科学家们在黑暗中对这些感光的卵进行观察,一边用显微镜观察,一边吸出母体的DNA。然后他们就把基因改造了。
2024年5月29日,联合治疗公司指定的无病原体设施内,一名工人从设施内的保护屏障后面取出紫外线消毒的物品
高级研究员洛里·索瑞尔斯低声说:“把它平滑地塞进去,”她把它推到正确的位置,而不会把鸡蛋弄破。轻微的电击使新的DNA融合并激活胚胎生长。
分子遗传学家阿亚雷斯是Revivicor公司的负责人,并在2000年帮助创造了世界上第一批克隆猪。他说,这项技术“就像同时玩两个电子游戏”,一只手握住鸡蛋,另一只手操纵它。该公司的第一个转基因猪GalSafe单基因敲除,现在是培育而不是克隆。如果异种移植最终成功,其他具有所需基因组合的猪也会成功。
几个小时后,胚胎被带到研究农场,放在手持式孵化器里,植入等待的母猪体内。
为重要的猪提供豪华的住宿
在研究农场,汤姆·佩蒂(Tom Petty)的《自由落体》(Free Fallin)正在猪舍里演唱,在那里,音乐让孩子们适应了人类的声音。在有空调的围栏里,动物们兴奋地咕噜着问候,直到很明显他们的访客没有带来任何食物。三周大的孩子们跑回妈妈的安全地带。在隔壁,哥哥姐姐们躺下打盹,或者看看球和其他玩具。
“这对猪来说是奢侈的,”阿亚雷斯说。“但这些都是非常珍贵的动物。它们是非常聪明的动物。我看过小猪们像踢足球一样一起玩球。”
大约有300头不同年龄的猪生活在这个农场里,坐落在起伏的山丘上,出于安全考虑,它的确切位置没有公开。它们耳朵上的标签可以识别它们的基因。
Revivicor的猪技术和农场运营主管Suyapa Ball一边揉着一头猪的背,一边说:“我向某些猪问好。”“你必须给他们美好的生活。他们为我们献出了生命。”
用于最关键实验的一部分猪——那些早期的人体试验和fda要求的狒狒研究——被安置在更严格、甚至更清洁的猪舍里。
但在邻近的克里斯蒂安斯堡,异种器官移植正进入一个新的阶段——联合治疗公司新建的无病原体设施的庞大规模,这是一个最清晰的信号。在占地7.7万平方英尺的厂房内,该公司预计每年将生产约125个猪器官,可能足以提供临床试验。
2024年5月29日,Revivicor公司总裁兼首席科学官David Ayares在弗吉尼亚州布莱克斯堡附近的研究农场看着猪
该公司的视频显示,小猪们在保护屏障后面跑来跑去,咀嚼玩具,来回嗅着球。
它们出生在与该设施相连的猪出生中心,一两天后断奶,搬进超干净的猪圈里,由人工饲养。除了现场淋浴外,饲养员在进入猪圈之前必须穿上新的防护服和口罩,这是防止细菌滋生的另一项措施。
养猪区四周都被安全和机械系统包围,以保护动物。外部空气通过多个过滤系统进入。巨大的大桶储存着备用的饮用水。VonEsch站在猪舍旁边,展示了管道和通风口是如何放置的,以便在不接触动物的情况下进行维护和维修。
要证明异种移植是否真的有效,还需要数年的临床试验。但如果成功,联合治疗公司的计划是在全国几个地方建立更大的设施,每年能够生产多达2000个器官。
阿亚雷斯说,这个领域正处于这样一个阶段,各种各样的研究“告诉我们,没有火车失事,没有立即拒绝”。“接下来的两三年将会非常令人兴奋。”