【J. Hepatol.】云南农业大学:首次实现10基因编辑猪肝对人辅助异种移植并展现功能活性

全球范围内，器官供体严重短缺导致大量肝衰竭患者无法及时获得移植机会，每年仅中国就有数十万患者因等待肝移植而失去生命，而同期仅约6,000例肝移植得以实施。近年来，随着基因编辑猪-人异种移植技术的进步，心脏和肾脏领域已取得突破，进入临床试验阶段。然而，由于肝脏具有复杂的代谢、解毒及免疫调节功能，肝脏异种移植面临更高技术壁垒，相关研究多局限于短期动物实验或脑死亡受者。本研究旨在探索10基因编辑猪辅助肝脏异种移植在活体受者中的可行性和安全性，为肝衰竭患者提供新的移植“桥梁”策略，推动异种移植向临床应用转化，为全球器官短缺问题提供创新解决方案。

本研究为一例关于基因工程猪-人肝脏异种移植的个案研究。于2024年5月14日，经过详细的背景说明及风险评估后，患者及其女儿同意进行基因编辑猪肝的辅助移植。患者为一名因右肝叶大肝细胞癌（HCC）而被评估为不适合根治性切除的患者，接受了来自经过十项基因编辑的二南小型猪的肝脏移植。患者在手术前后，肝功能、代谢指标及凝血标志物均进行了密切监测。患者术后接受了包括利妥昔单抗、巴利昔单抗（basiliximab）、甲泼尼龙、他克莫司、西罗莫司和吗替麦考酚酯等药物的免疫抑制方案。此外，为降低异种动物传染病风险，对供体猪进行了严格的预移植病原体筛查。主要终点为患者术后的肝功能及移植肝脏的生存情况，次要终点包括免疫抑制相关不良事件及病毒检测结果。

本研究纳入1例71岁男性患者，体重62 kg，身高166 cm，BMI为22.5。患者诊断为乙型肝炎相关肝硬化，合并右肝叶巨大HCC，肿瘤体积约15×11×10 cm³，甲胎蛋白（AFP）>100,000 ng/ml。术前三维重建显示残余肝体积/标准肝体积比为41.79%，ICG-R15为16.5%。既往经多学科团队（MDT）讨论并尝试经动脉化疗栓塞（TACE）联合酪氨酸激酶抑制剂治疗无效，且因肝功能储备不足和肿瘤高风险，无法行常规肝切除或人源肝移植。患者在获得知情同意后，接受了10基因编辑猪辅助肝脏异种移植。

术后第1天起，患者肝功能指标（总胆红素、直接胆红素、间接胆红素、丙氨酸氨基转移酶、天门冬氨酸氨基转移酶）明显升高，随后逐步下降并趋于稳定。血尿素氮和肌酐水平在移植后相对平稳，提示肾功能未见明显波动。移植物灌注后即刻可见外引流胆管排出金黄色胆汁，胆汁分泌量逐步增加，于术后16天达高峰（约400 ml/d），后期稳定在150 ml/d左右。氨、葡萄糖和胆固醇等合成及解毒功能指标维持在正常范围，显示猪源肝脏移植物具备一定的代谢支持能力。

术后猪源Hum_PB（pig_PB）水平在第1天显著升高，第3天达7,004 nM，后降至第5天的3,452 nM。经basiliximab干预后，第9天回升至13,309 nM。第19天后猪源胆汁酸骤降，第21天降至2,893 nM，随后再次回升，第31天达10,013 nM。人源Hum_PB在术后9天达5,087 nM，第21天降低至1,755 nM，经治疗第31天恢复至4,743 nM，第45天上升至53,604 nM。移植后早期，猪源/人源Hum_PB比例从0.014快速增加至1.811，显示猪源肝脏对胆汁酸合成的有效补偿。猪源白蛋白术后首日即可在血清中检测到，猪/人源白蛋白比例在整个监测周期内保持相对稳定。

移植后，猪源凝血因子VIII（FVIII）和IX（凝血因子IX（FIX））在患者血浆中自首日即可稳定表达。术后第1天FVIII达350,972 pg/ml，后期随移植肝状态波动，basiliximab治疗后第27天恢复至323,957 pg/ml。猪源FVIII水平一度超过人源高达340倍。凝血功能动态监测显示，术后凝血酶原时间（PT）、活化部分凝血活酶时间（APTT）下降，提示移植肝对凝血功能具有一定支持。纤维蛋白降解产物（FDP）与D-二聚体术后即升高并持续，血小板计数在术后24小时内急剧下降，第4天起加用阿伐曲泊帕（avatrombopag）治疗。尽管持续抗凝，影像学发现辅助猪肝静脉末端形成小结节状血栓，未见进展。

术后10天和25天辅助猪肝活检，均仅见门区胆管周围稀疏淋巴浆细胞浸润，胆管无明显上皮变性及血管炎，RAI评分均为1，未见急性排斥迹象。免疫荧光显示IgM中度沉积，IgG低水平沉积，第25天C4d、C1q、C3c、C4c和C5b在肝组织中为轻度沉积。动态免疫指标分析未发现显著异种免疫排斥反应。

术后第25天起，患者出现高敏感心肌肌钙蛋白（Hs-ctn）、脑钠肽（BNP）升高，蛋白尿、血小板骤降（最低至17×10⁹/L）、血红蛋白下降（<90 g/L）、乳酸脱氢酶升高，Coombs试验阴性，裂片红细胞比例升至4%。补体膜攻击复合物（sC5b-9）sC5b-9水平高峰达353 ng/ml，总补体活性（CH50）CH50于第26-27天达1,514 U/ml，Bb和C4b水平同步上升。基因检测未见CFH突变，ADAMTS13活性正常，确诊为xTMA。

xTMA进展期即停用西罗莫司和他克莫司，改用basiliximab，并于第32、35天各给予依库珠单抗（依库珠单抗）900 mg。尽管行血浆置换，患者多脏器功能持续恶化，第38天紧急切除猪源肝移植物。术后依库珠单抗和血浆置换使sC5b-9水平恢复正常，猪源凝血因子水平明显下降，人源凝血因子上升，残余人肝体积恢复。术后AFP降至19.88 ng/ml。猪肝组织病理显示门区小血管广泛纤维素血栓，免疫组化见IgG、IgM、C5b、C4d、C1q、C3c、C4c沉积增强，血浆纤维蛋白原相关糖蛋白（vWF）表达增强，免疫细胞浸润明显，符合xTMA改变。

术后31天内未见超急性或急性排斥反应、感染及严重并发症。第135天突发上消化道出血，需多次内镜止血和经皮肝穿刺静脉曲张栓塞术（PTVE）干预，反复出血最终导致第171天死亡。

本研究首次成功实施了来自10基因编辑猪的辅助肝脏异种移植，证明其作为终末期肝病患者的功能性“桥梁”器官的可行性。 移植后的猪源肝脏显示出良好的代谢活性和凝血功能，尽管术后出现了与异种移植相关的xTMA，这一现象对长期成功构成了挑战。研究为未来优化基因编辑策略、免疫抑制方案和并发症管理提供了重要的临床数据和方向，标志着异种移植领域的重要进展。

本研究首次在活体接受者中实现了基因工程猪-人肝脏异种移植，标志着这一领域的重要进展。该研究显示，基因编辑的猪肝不仅能够在患者体内存活171天，还展现出较强的代谢功能、胆汁分泌及凝血功能的改善，为终末期肝病患者提供了一种新的“桥接”治疗方案。这一创新性成果有助于缓解全球器官短缺危机，推动临床应用的实现。

研究中的成功因素包括对猪基因的精准编辑（如去除异种抗原基因及引入人类保护蛋白），严格的病原体控制和免疫抑制方案。这一策略使得肝脏的免疫排斥反应较为温和，从而可能降低免疫抑制剂的使用强度。此外，研究还首次记录了异种移植相关性xTMA在活体人类受者中的发生，揭示了其潜在机制，如补体过度激活和内皮损伤，这对未来的研究具有重要指导意义。

未来的研究需进一步优化基因编辑策略，改善免疫抑制及抗凝管理方案，以确保异种移植的长期疗效和安全性。早期识别和干预xTMA的发生对于提高异种肝脏移植的安全性至关重要。综上所述，该研究不仅为临床试验提供了坚实基础，还为肝脏异种移植的广泛应用奠定了重要基础，促进了该领域的科学发展。

参考文献 [1] Zhang, W., Xu, Q., Xu, K., Jiang, R., Wang, S., Zheng, M., Liu, N., Jiao, D., Wang, Z., Ge, J., Lu, X., Li, G., Huang, F., Liu, L., Yin, Y., Liu, Y., Guo, J., Liu, K., Wei, H.-J., & Sun, B. (2025). Genetically engineered pig-to-human liver xenotransplantation. Journal of Hepatology, 84, 587–598. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2025.08.044

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