異種移植在 CRISPR 技術推動下正從實驗室走向臨床,但免疫、感染和倫理的多維挑戰仍待解決。
分子免疫學的深入
- α-Gal(Galactose-α-1,3-Galactose):人類在演化中因 GGTA1 失活而失去 α-Gal,但保留了高滴度的 anti-αGal 自然抗體(IgM/IgG)→ HAR 的主因。
- Neu5Gc(N-glycolylneuraminic acid):人類 CMAH 基因失活 → 不產生 Neu5Gc → 對豬組織上的 Neu5Gc 產生免疫反應。
- SDa 血型抗原:B4GALNT2 基因產物;是繼 α-Gal 和 Neu5Gc 之後的第三大異種抗原。
- 三重 KO(TKO)豬已成為新一代異種移植的最低基線。
凝血不相容問題
豬 thrombomodulin(TBM)無法有效活化人的 Protein C → 異種移植中的血栓形成。解決:導入 human TBM (hTBM) + human EPCR (hEPCR) + human CD39(ATP diphosphohydrolase,降解 ADP 抑制血小板活化)。
Pig-to-NHP(非人靈長類)的長期數據
- Mohiuddin et al.(2016, Nat Commun):heterotopic pig-to-baboon heart transplant 存活 945 天(以 anti-CD40 mAb 免疫抑制)。
- Längin et al.(2018, Nature):orthotopic pig-to-baboon heart transplant 存活 195 天——首次在生命支持位置展示長期存活。
- eGenesis 報告 pig-to-cynomolgus 腎臟移植存活 >758 天(基因編輯數 >69)。
PERV 與感染安全
Yang et al.(2015, Science)以 CRISPR 在 PK15 細胞中成功一次 KO 62 個 PERV pol 基因拷貝。Niu et al.(2017, Science)以此技術建立了 PERV-free 活體豬——消除了反轉錄病毒從豬到人傳播的理論風險。但 PCMV(porcine cytomegalovirus)的高致病性在 David Bennett 案例中被凸顯——全面的 pathogen screening panel 成為必須。
豬-人嵌合體(Chimera)的倫理前沿
Wu et al.(2017, Cell)以 CRISPR 敲除豬胚胎的特定器官基因 → 注入人類 iPSC → 人細胞填補「空位」生長出含人類細胞的豬器官。但人類細胞比例極低(<0.001%),且引發巨大倫理爭議——尤其是人類神經元出現在豬腦中的風險。
文獻:Yang L et al. (2015) Science 350:1101-4 / Längin M et al. (2018) Nature 564:430-3 / Griffith BP et al. (2022) NEJM 387:35-44(Bennett case)/ Niu D et al. (2017) Science 357:1303-7
