STM:打开器官移植新大门,王爱周等创造通用血型可移植器官,将申请临床试验

2022-02-19 fuweiwei1 “生物世界”公众号

全世界的科研人员尝试通过多种途径解决器官移植短缺问题,2022年1月10日,美国马里兰大学医学院公布了世界首例对活人进行猪器官异种移植,一个经过基因编辑的猪心脏被移植到了病人体内以挽救生命。

1954年12月23日,美国成功进行了世界第一例人体器官移植。此后,器官移植技术快速发展,20世纪70年代以来,器官移植已经成为肾功能衰竭和其他器官疾病患者的切实选择。

据世界卫生组织(WHO)统计,全世界每年大约有200万人需要器官移植,然而,阻碍这些患者的最大难题不是技术问题,而是器官供体的严重短缺,全球平均器官供需比不足1:20。以美国为例,现在有114000人在等待器官移植手术,但每年只有3万人等到了器官进行手术,平均每天有20多人在等待中去世。

全世界的科研人员尝试通过多种途径解决器官移植短缺问题,2022年1月10日,美国马里兰大学医学院公布了世界首例对活人进行猪器官异种移植,一个经过基因编辑的猪心脏被移植到了病人体内以挽救生命,现在手术一过去了一个多月,患者情况良好。

实际上,异种器官移植还有不少问题有待解决,距离大规模应用还有不小的距离。提高现有的供体器官的利用率、减少患者等待时间,才是更迫切也更现实的问题。目前的器官移植匹配系统,除了组织相容性抗原要匹配以外,还要考虑一个问题,那就是血型匹配。

如果我们能够改造出通用血型器官,就能消除器官移植时的血型障碍,从而减少器官浪费、缩短等待时间,从而挽救更多生命。

2022年2月16日,加拿大多伦多大学的王爱周博士等在 Science 子刊 Science Translational Medicine 期刊发表了题为:Ex vivo enzymatic treatment converts blood type A donor lungs into universal blood type lungs 的研究论文。

该研究表明,在用于移植的供体器官中进行安全的血型转换是可行的,这一发现为创造通用的O型血器官迈出重要一步,这将显着提高器官分配的公平性并降低在等待器官过程中的患者死亡

绝大多数人类可以根据红细胞膜上是否存在抗原A与抗原B而将血液分成4种血型,也就是ABO血型系统:A型、B型、AB型、O型。红细胞上仅有抗原A为A型血,只有抗原B为B型血,若同时存在A和B抗原则为AB型血,这两种抗原均无的为O型血。

众所周知,输血时要血型匹配才行,否则会引发严重的血液凝集,威胁生命。但由于O型血的红细胞上没有A抗原和B抗原,因此不会引发免疫反应,可作为万能血液输给其他人。

除了红细胞以外,人体的其他组织和器官的细胞表面同样也表达有A抗原和B抗原,因此器官移植时,除了要组织相容性抗原匹配外,还要考虑血型匹配。例如,与A型血患者相比,O型血患者在进行肺移植时,所需的等待时间更长,从而导致死亡率增加20%。这种情况在其他类型的器官移植中也同样存在,比如A型血或AB型血患者进行肾移植时平均需要等待2-3年,而O型血或B型血患者则平均需要等待4-5年。

但如果把各种血型的供体器官转化为可通用的O型器官,那就可以完全消除器官移植时的血型匹配障碍。

在这项概念验证实验中,Marcelo Cypel 团队开创了一种体外肺灌注(EVLP)系统作为治疗平台,EVLP系统并向器官泵送营养液,将其加热到体温,以便在移植前进行修复和改善

这项研究成功的关键就是这两种酶——FpGalNAc deacetylase 和 FpGalactosaminidase,是由研究团队于2018年在人体肠道中发现的,这两种酶能够从红细胞表面清除A抗原和B抗原,从而将其转化为O型。

实验结果显示,将这两种酶通过体外肺灌注(EVLP)系统输入A型血供体肺,一侧肺叶输入这两种酶,另一侧肺叶则不做处理。仅在4小时内就去除了97%以上的肺内皮细胞A抗原,且未观察到与治疗相关的急性肺毒性

然后,研究团队向上述体外肺灌注(EVLP)系统中的肺输入O型血,相当于将A型血肺移植给O型血病人,结果显示,经过酶处理的肺耐受良好,而未处理的肺出现了急性排斥反应。这表明,体外肺灌注(EVLP)系统能够消除A型血供体器官的A抗原,从而扩大血型不相容的器官移植。

这一发现为创造通用血型器官打开了大门,有望显着提高器官分配的公平性并降低在等待器官过程中的患者死亡。

第一作者王爱周博士,通讯作者 Marcelo Cypel 博士

最后,研究团队表示,将在未来一年到一年半内提交临床试验申请

原始出处:

AIZHOU WANG, et al. Ex vivo enzymatic treatment converts blood type A donor lungs into universal blood type lungs. SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE, 16 Feb 2022, Vol 14, Issue 632.

作者:王聪

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