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2022年1月7日,57歲的心臟病患者大衛(wèi)·貝內(nèi)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(gè)接受豬心臟移植手術(shù)的患者。3月8日,在做完手術(shù)兩個(gè)月后,貝內(nèi)特在美國(guó)馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心去世。
貝內(nèi)特的豬心臟移植手術(shù)被視為迄今為止異種器官移植最成功的手術(shù),是人類(lèi)向異種器官移植邁進(jìn)的一個(gè)重要里程碑。不過(guò),一般來(lái)說(shuō),接受器官移植者的生存期達(dá)到一年以上,手術(shù)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(zhàn)。
2022年5月5日,馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員透露了貝內(nèi)特去世的原因。一種非常常見(jiàn)的病毒—豬巨細(xì)胞病毒可能是導(dǎo)致貝內(nèi)特死亡的一個(gè)因素。此外,貝內(nèi)特在移植手術(shù)之前、期間和之后都非常虛弱。
最新披露的研究結(jié)果表明,貝內(nèi)特的死亡還有更多復(fù)雜的原因。6月22日,美國(guó)《新英格蘭醫(yī)學(xué)》雜志刊登的一篇論文指出,貝內(nèi)特移植豬心臟后,體內(nèi)不僅出現(xiàn)了豬巨細(xì)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(xiàn)了纖維化組織,伴有紅細(xì)胞外滲現(xiàn)象。同時(shí),醫(yī)生還在貝內(nèi)特肺部發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)皰疹病毒。這些結(jié)果表明,導(dǎo)致貝內(nèi)特去世的原因非常復(fù)雜,但可能還是主要與豬巨細(xì)胞病毒有關(guān)。
貝內(nèi)特移植的是經(jīng)過(guò)基因編輯的豬心臟。移植前檢測(cè)發(fā)現(xiàn),其僅攜帶豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒PERV-A和PERV-B,并未檢測(cè)到PERV-C、豬巨細(xì)胞病毒和豬嗜淋巴皰疹病毒。但是,在術(shù)后第20天,醫(yī)生從貝內(nèi)特血液中檢測(cè)到少量豬巨細(xì)胞病毒。此外,貝內(nèi)特體內(nèi)還發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)皰疹病毒,但無(wú)法確定病毒的來(lái)源,也不清楚是術(shù)前就已存在,還是術(shù)后感染。豬巨細(xì)胞病毒和人類(lèi)皰疹病毒同時(shí)存在會(huì)導(dǎo)致兩種病毒發(fā)生交叉反應(yīng),因此可能導(dǎo)致異種移植排斥反應(yīng)。以上種種因素的綜合作用使貝內(nèi)特移植豬心臟后出現(xiàn)了副作用和異常反應(yīng)。
隨著貝內(nèi)特血液中豬巨細(xì)胞病毒水平升高,醫(yī)生對(duì)其使用了原本用于艾滋病患者的治療巨細(xì)胞病毒感染的方法,同時(shí)還給他注射了人類(lèi)免疫球蛋白以增強(qiáng)抵抗力。這些療法使貝內(nèi)特的身體情況有所緩解,在術(shù)后48天時(shí)甚至能下床活動(dòng)。然而,隨后幾天,貝內(nèi)特的身體狀況急轉(zhuǎn)直下。研究人員檢測(cè)發(fā)現(xiàn),移植心臟的心臟壁異常肥大、心室體積縮小,體內(nèi)針對(duì)豬組織的抗體水平也在不斷升高。這些情況說(shuō)明,貝內(nèi)特體內(nèi)發(fā)生了抗體介導(dǎo)的非典型免疫排斥現(xiàn)象,這顯然與豬巨細(xì)胞病毒有關(guān)。但是,患者的心臟從328克增加到600克是否由豬巨細(xì)胞病毒引起,目前研究者并不能給出確切答案。因?yàn)榛颊咝呐K的增大和典型的器官移植導(dǎo)致的排異反應(yīng)并不一致。
研究人員認(rèn)為,心臟增大主要是因?yàn)檠艹霈F(xiàn)了滲漏的跡象以及部分心肌纖維化現(xiàn)象。但是,這些癥狀與典型的排異反應(yīng)無(wú)關(guān)。因此,貝內(nèi)特的確切死因還需要更深入的研究才能確定。
患者存活時(shí)間短是異種器官移植面臨的首要挑戰(zhàn),而此次發(fā)現(xiàn)的豬巨細(xì)胞病毒相關(guān)問(wèn)題展現(xiàn)了異種器官移植面臨的另一個(gè)重要挑戰(zhàn)—跨物種安全,又稱(chēng)生物屏障風(fēng)險(xiǎn)。
人類(lèi)寄希望于異種器官移植是因?yàn)檫@可以擴(kuò)大供體器官的來(lái)源,以挽救更多的生命。在中國(guó),每年排隊(duì)等待供體器官移植的患者有數(shù)十萬(wàn)。不過(guò),由于物種的差異,包括基因、免疫系統(tǒng)和生物屏障等差異,注定了以豬為代表的異種器官移植會(huì)異常艱難。
僅就跨物種安全而言,采用動(dòng)物的器官進(jìn)行移植手術(shù)就面臨許多風(fēng)險(xiǎn)。以豬器官移植為例,豬巨細(xì)胞病毒只是其中一種風(fēng)險(xiǎn),豬身上潛藏的各種病原體,如病毒、細(xì)菌、寄生蟲(chóng)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(chóng)(如絳蟲(chóng)),這些生物都可能造成接受移植的患者生病并導(dǎo)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(guān)注的重要問(wèn)題。無(wú)論是2002年出現(xiàn)的嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS),還是2019年出現(xiàn)的新型冠狀病毒肺炎,其病原體均突破了人與動(dòng)物的生物屏障?,F(xiàn)在,在多個(gè)國(guó)家發(fā)現(xiàn)的猴痘病毒也是由動(dòng)物傳染給人類(lèi)的,已成為典型的人獸共患病。
統(tǒng)計(jì)表明,75%導(dǎo)致重大危害的新發(fā)傳染病來(lái)自突破生物屏障的跨物種傳播。野生動(dòng)物是自然界中重要的微生物儲(chǔ)存和傳播宿主,既具有極大的微生物多樣性,也是人類(lèi)新發(fā)、突發(fā)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(lái)自非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。全世界有超過(guò)100萬(wàn)種節(jié)肢動(dòng)物,有100多種蟲(chóng)媒病毒可引起人類(lèi)疾病,包括黃熱病、登革熱、乙型腦炎、森林腦炎等。
今天,環(huán)境和氣候變化既造成了人與野生動(dòng)物接觸較多,也導(dǎo)致了微生物的適應(yīng)性演化。這是更新、更大的突破生物屏障的挑戰(zhàn)。雖然許多微生物對(duì)新宿主的適應(yīng)性演化需要數(shù)月或者數(shù)年才能完成,但目前的情況表明,當(dāng)人與動(dòng)物有了親密接觸的條件之后(如人主動(dòng)移植動(dòng)物的器官),這種跨越生物屏障的進(jìn)程其實(shí)并不需要太多時(shí)間。
美國(guó)喬治城大學(xué)生物系研究人員利用一個(gè)哺乳動(dòng)物病毒共享模式的模型,對(duì)3139種動(dòng)物間未來(lái)跨物種病毒傳播的機(jī)會(huì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究人員發(fā)現(xiàn),在氣候變暖2℃的場(chǎng)景下,預(yù)計(jì)到2070年,因氣候變化驅(qū)動(dòng)的哺乳動(dòng)物分布重組,至少會(huì)導(dǎo)致1.5萬(wàn)次新的跨物種病毒共享事件。動(dòng)物物種的地理遷移會(huì)促進(jìn)此前毫無(wú)交集的物種間的病毒交換,并且可能會(huì)促使人畜共患病“溢出”,即病原體從野生動(dòng)物傳播到人類(lèi)。同時(shí),這一研究還未涉及鳥(niǎo)類(lèi)、海洋哺乳動(dòng)物在動(dòng)物和人類(lèi)之間傳播病毒的可能性。
氣候變暖會(huì)導(dǎo)致哺乳動(dòng)物物種間的新接觸,這可能在世界任何地方發(fā)生,但將主要集中在熱帶非洲和東南亞人口密度高的區(qū)域。地球上最冷的區(qū)域也會(huì)出現(xiàn)新物種接觸和共享細(xì)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(yīng)對(duì)氣溫的上升,最終聚集在山區(qū)和高地上,相互接觸。
因此,氣候變化為人與動(dòng)物之間突破生物屏障創(chuàng)造了條件。這也意味著,未來(lái)進(jìn)行異種器官移植時(shí)應(yīng)更嚴(yán)格控制源自動(dòng)物的器官,包括檢測(cè)其中的病毒、細(xì)菌和寄生蟲(chóng)。同時(shí),應(yīng)采取多種措施減緩氣候變暖,減少人與野生動(dòng)物的親密接觸,保護(hù)生物屏障并防止新的人畜共患病產(chǎn)生。