جراحان چینی برای نخستینبار توانستند ریه خوک را به انسان پیوند بزنند
جراحان چینی در گامی کوچک اما مهم برای حوزهی پرچالش بیگانهپیوندی (پیوند اندام حیوان به انسان)، ریهی خوک را در بدن انسان قرار دادند. فرد گیرنده دچار مرگ مغزی بود و ریه پیوندی فقط ۹ روز دوام آورد. پیوند ریه حتی از انسان به انسان نیز عملی پرخطر و دشوار است؛ درنتیجه همین بقای کوتاه و عملکرد موقت ریهی خوک، نشاندهندهی امیدواری نسبت به استفاده از اندامهای خوکی است که از نظر ژنتیکی ویرایش شدهاند تا با بدن انسان سازگارتر شوند.
به گزارش ساینس، پیوند ریه خوک به انسان در مه ۲۰۲۴ در بیمارستان دانشگاه پزشکی گوانگژو انجام شد. جیانسینگ هه و همکارانش، ریهی چپ مرد ۳۹ سالهای را که دچار خونریزی مغزی فاجعهبار شده بود، با ریهی خوک جایگزین کردند. ریهی جدید توانست اکسیژن را به خون مرد وارد و دیاکسیدکربن را دفع کند. همچنین تغییرات ژنتیکی متعدد آن باعث شد از رد فوقحاد، نوعی واکنش ایمنی آنی که اغلب ظرف چند ساعت اندام پیوندی را نابود میکند، در امان بماند.
بااینحال، ریه در برابر حملههای ایمنی بعدی دوام نیاورد. در ۲۴ ساعت اول با ادم شدید متورم شد. دو روز بعد، سیستم ایمنی بدن باعث آسیب به ریهی پیوندی شد. پس از ۹ روز، ریه خارج و بیمار طبق خواست خانوادهاش از دستگاه نگهدارندهی زندگی جدا شد.
ریه یکی از سختترین اندامها برای پیوند است و حتی در پیوند انسان به انسان هم مشکلات خاص خود را دارد
کلوناورگان (شرکت تولیدکنندهی خوکهای آزمایشی) از فناوری ویرایش ژن کریسپر استفاده میکند و نژاد کوچک «باما شیانگ» را پرورش میدهد که اندازهی اندامهایش مشابه انسان است. در خوک مورد استفاده در مطالعه، سه ژن حذف شد تا قندهای سطحی سلول که در بدن انسان وجود ندارند و باعث رد فوقحاد میشوند، از بین بروند. همچنین سه ژن انسانی برای جلوگیری از لختهشدن خطرناک خون و فعالشدن واکنش ایمنی به آن افزوده شد.
هدف نهایی آزمایشهای پیوند اندام حیوان به انسان، استفاده از اندامهای حیوانی برای از میانبرداشتن صفهای طولانی بیماران در انتظار پیوند کلیه، قلب، ریه، کبد و پانکراس است. پیوند ریه گرچه بهندرت رخ میدهد، رو به افزایش است: سال گذشته در ایالات متحده نزدیک به ۳۵۰۰ پیوند ریه انجام شد و اکنون بیش از ۹۰۰ نفر در لیست انتظار قرار دارند.
اما ریه حتی در پیوندهای انسان به انسان هم چالشهای خاصی دارد. ریچارد پیرسون سوم، جراح بیمارستان عمومی ماساچوست که دهها بار پیوند ریهی خوک به بابون انجام داد است، میگوید: «ویژگیهای آناتومیک و فیزیولوژیک ریه آن را به اندامی دشوار برای پیوند تبدیل کرده است، و این مشکل در پیوندهای خوک به انسان چند برابر میشود.» او یادآوری میکند که در آزمایشهای تیمش، طولانیترین مدت بقای یک بابون با ریهی خوک تنها ۳۴ روز بوده است.
پیوند ریه میتواند به دلایل متعددی با شکست مواجه شود. غشاهای نازکی که تبادل گاز را انجام میدهند بهراحتی در طول عمل جراحی آسیب میبینند. جاستین چان، جراح قلب و ریه در مرکز پزشکی لانگون دانشگاه نیویورک میگوید ریه یک اندام در تماس مستقیم با محیط است که از طریق تنفس، پاتوژنها را وارد بدن میکند. همچنین ریه دارای تعداد زیادی سلول ایمنی برای مقابله با این عفونتها است، بنابراین ممکن است اندام خوکی که در بدن انسان قرار داده میشود، خودش یک حمله ایمنی علیه گیرنده آغاز کند.
علاوه بر این، وقتی خون گونهای دیگر برای نخستین بار از ریهی خوک عبور میکند، شریانها و وریدها اغلب منقبض میشوند. این مقاومت عروقی التهاب را تشدید میکند و ریه نسبت به التهاب حساسیت بالایی دارد. چان میگوید: «میزان اندکی از التهاب که در کلیه قابل تحمل باشد، احتمالاً در ریه منجر به ادم ریوی خواهد شد.»
عملکرد موقت ریه و بقای کوتاه آن نویدبخش امکان استفاده از اندامهای خوکی ویرایششده ژنتیکی در پیوندهای انسانی است
پیرسون خاطرنشان میکند که نخستین پیوند ریهی خوک به انسان هنوز به چند پرسش اساسی پاسخ نداده است. او میگوید: «ما هیچ اطلاعی نداریم که آیا مقاومت عروقی در این پیوند ریهی خوکی وجود داشته یا نه.» علاوهبراین، پژوهشگران برای طولانیتر کردن مدت آزمایش و به دست آوردن اطلاعات بیشتر دربارهی رد ایمنی و سایر مشکلات، فقط یک ریهی خوک را پیوند زدند و ریهی دیگر بیمار را دستنخورده باقی گذاشتند تا به تنفس او کمک کند، در حالی که در پیوندهای انسانی معمولاً هر دو ریه جایگزین میشوند.
بااینحال، پس از دههها تلاش دشوار، پژوهشگران فعال در حوزه پیوند اندام حیوان به انسان با پیشرفتهای اخیر در زمینهی پیوند کلیهی خوک دلگرم شدهاند. کلیهی خوکی که توسط تیمی از مرکز پزشکی لانگون دانشگاه نیویورک پیوند شد، ۴ ماه در بدن یک زن آمریکایی دوام آورد و سپس در آوریل از کار افتاد. همچنان کلیههای خوک در بدن یک زن ناشناس در چین که اکنون ۵٫۵ ماه از عملش گذشته و یک مرد آمریکایی به نام تیموتی اندروز که کلیهاش ۸ ماه دوام آورده و اکنون در خانهاش در نیوهمپشایر زندگی میکند، در حال کار کردن هستند.
اندروز میگوید: «ویلمای من دارد کارش را انجام میدهد.» ویلما نام خوکی است که شرکت ایجنسیس آن را برای کلیهاش مهندسی کرده بود. اندروز شاید بهزودی رکورد بیشترین مدت زندهماندن با اندام پیوندی حیوانی را بشکند. این رکورد در سال ۱۹۶۴ با کلیهی شامپانزه در بدن زنی در لوئیزیانا به مدت ۹ ماه ثبت شده بود.
پژوهش در ژورنال Nature Medicine منتشر شده است.