“猪3.0”有望解决异种器官移植难题？启函生物杨璐菡：这将成为临床异种器官移植雏形

9 月 21 日，杭州启函生物科技有限公司（以下简称为“启函生物”）联合创始人兼首席执行官杨璐菡博士团队在 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering 上发表文章。启函生物的科学家将 CRISPR-Cas9 和转座子技术结合在一起，培育出了“猪 3.0”。猪 3.0 具有 13 个独立的基因修饰，用以修改猪与人之间免疫和凝血方面的不兼容，并根除了猪内源性逆转录病毒。这项研究早先在 2019 年 11 月发表在 bioRxiv 预印本上。

启函生物的杨璐菡博士谈到：“这是启函的第一例兼备两种功能的可用于临床的异种器官移植雏形，这个成果让我们备受鼓舞，现在我们正在灵长类动物身上测试做出来的器官的有效性和安全性。”

全球每天有 17 人在等待器官移植中死去，每 9 分钟就会有一个人添加到移植等待列表中。截至 2020 年 9 月，全球等候器官移植的人数超过了 10 万人，而供体数量紧缺。

异种器官移植随之而生，猪与人的器官大小、生理构造相近，生产周期较短，是目前异种器官移植的最理想供体。但是异种移植面临两个重要的问题：（1）猪内源性逆转录病毒（Porcine Endogenous Retroviruses，以下简称“PERVs”）跨物种传播的风险；（2）猪移植物与人类受体之间的免疫和生理分子不相容性。

 PERVs 是嵌在细胞内基因组的病毒，在猪身体里面不会有毒性。但当猪的细胞和人的细胞接触时，这种病毒会从猪的基因组 “跳” 到人的基因组中，对人形成毒性。异种病毒传播最典型的例子就是艾滋病病毒（一种逆转录病毒）从灵长类动物（非洲猩猩 / 猴子）传播到人类。

猪器官和人类免疫系统不兼容是指某些聚糖表位，主要包括猪特有的α-Gal（半乳糖-α-1,3-半乳糖），Neu5Gc（N-糖基神经氨酸）和 SDa 表位，人血清中的抗体与这些表位结合后可以通过激活补体级联反应引发超急性排斥（HAR）。GGTA1（α-1,3-半乳糖基转移酶），CMAH（胞苷单磷酸-N-乙酰神经氨酸羟化酶）和 B4GALNT2（β-1,4-N-乙酰-半乳糖胺基转移酶2）的遗传失活可去除α-Gal，Neu5Gc 和 SDa 表位，减弱这种快速的移植排斥反应。

2017 年杨璐菡团队培育出内源性病毒失活的小猪 1.0。接下来，研究人员敲除了一些免疫反应的基因后插入了一些抗免疫反应的基因，同时也编辑了部分调节凝血反应的基因，2018 年，猪 2.0 诞生。

此次新研究中，启函生物的研究人员将 CRISPR-Cas9 和转座子技术结合在一起，他们在猪的体细胞中移除了 3 个基因，这 3 个基因编码的酶有助于引发免疫反应。同时，植入了 9 个基因，其中 6 个为抑制人体免疫反应的基因，3 个调节凝血的基因，并根除了 PERVs。

 

图 | 猪 3.0 诞生过程（来源：上述文章）