骨性關節(jié)炎的終點是關節(jié)置換，慢性腎病終末期治療手段之一是換腎。同樣地，慢性心功能不全的終末期治療是心臟置換。不同于雙腎，在人體中心臟只有一個，這意味著來源于人體的心臟供體更為有限。

據(jù)世界衛(wèi)生組織報道，每年全球約200萬人需要接受器官移植，但只有不到10%的器官移植需求能得到滿足。在美國平均每天就有17人在等待器官移植時死亡。我國約有1370萬例心衰患者。一旦被診斷患有心衰，約50%的患者在5年內會死亡。大量終末期心衰患者需要心臟移植救治，而每年完成的心臟移植極少，2020年中國接受心臟移植的患者僅為557例。相當部分患者在等待供體心臟的過程中逝去。移植器官的短缺是制約心臟移植的最大障礙。

如同人工關節(jié)置換，人工心臟是一個選擇。人工心臟在人體中已經(jīng)有近20年的植入使用記錄，國外接受人工心臟移植患者的“帶機“生存時間已長達十余年。人工心臟是一個人工制造的血泵，可以替代心臟做功，輔助維持全身血液循環(huán)。人工心臟可以作為等待心臟移植的過渡治療方法或心臟恢復時期的短期治療，也可以為心衰患者提供長期替代治療。

人工心臟技術的研發(fā)經(jīng)歷了三代。作為第三代的全磁懸浮人工心臟，具有生物相容性好、體積小等特點，是目前世界上最先進的人工心臟。

• 90年代的第一代大體積搏動血流裝置
• 21世紀初的第二代機械接觸軸流裝置
• 最新的第三代磁懸浮離心式裝置

人工心臟存在著局限性。據(jù)統(tǒng)計人工心臟植入后 1 年的存活率為 80%，植入后 4 年的存活率為 48%。人工心臟植入重要的風險包括血泵對血流和血液組織的影響，導致泵內血栓、中風、消化道出血等風險，還有感染風險。此外，局限性還有植入和管理技術復雜，對醫(yī)療團隊以及患者術后康復管理的要求都比較高。全球每年僅完成不到50例人工心臟植入術。還有費用昂貴，比如山東首例自主完成人工心臟植入手術患者花費100多萬元。總體來看，國際上人工心臟價格在80萬-160萬元之間。

來源于動物的心臟移植（異種移植）成為另一種具有積極應用前景的方式之一。在異種移植中，豬在一些器官的性能參數(shù)比如器官大小、生理學指標等方面與人類最為接近，這一點比猴子、猩猩、狒狒等靈長類動物更具有優(yōu)勢。并且豬和人食性、代謝水平等方面也相似。正因如此，在人類醫(yī)學中，豬長期以來被廣泛使用。來源于豬的一些非細胞結構組織如角膜、心臟瓣膜已經(jīng)在人類角膜移植手術、心臟瓣膜移植手術中成熟地應用。豬心臟也被認作為異種移植的最佳選擇。

據(jù)美聯(lián)社報道，美國馬里蘭大學醫(yī)學中心（UMMC）于2022年1月7日成功將一顆基因編輯豬的心臟移植進入一名57歲男性心臟病患者David Bennett體內。這是全球首例豬心臟人體移植手術。用患者David Bennett的話說：“要么死，要么做移植，我想活下去。我知道這是在黑暗中開槍，但這是我最后的選擇。”

此前，異種移植均未獲得成功，主要障礙是排斥反應。在本次移植中，供體豬接受了基因編輯，以減輕強烈抗體介導的排斥反應。并且，在實際應用于人體患者之前，這種基因編輯豬的心臟移植已經(jīng)在50只左右的狒狒體內進行了試驗。據(jù)Science報道，經(jīng)過基因編輯的豬心臟移植到狒狒體內正常存活195天。

對豬基因組進行的編輯包括：

• 敲除了3個免疫排斥反應相關的豬基因，以降低人體免疫系統(tǒng)的攻擊性排異反應；
• 敲除了1個會導致心臟組織過度生長的豬基因，以防止移植后豬心繼續(xù)生長；
• 插入6個被編輯的人體基因（2個抗炎基因，2個促進正常凝血的基因和2個有助于抑制抗體反應的調節(jié)蛋白基因），讓豬的器官對人類免疫系統(tǒng)更加耐受。

接受移植后幾個星期內，David Bennett情況良好，可以在心肺機器輔助下自主呼吸，甚至與理療師一起觀看超級碗比賽。

然而，3月9日美國UMMC宣布，該名接受豬心移植的患者已經(jīng)去世，術后存活2個月。確切的死因尚未明確，推測可能與患者基礎身體狀況、感染等有關。當然也不排除排斥反應的存在，畢竟現(xiàn)有的基因編輯并不能完全解決異種器官排斥的問題。David Bennett在接受豬心移植后仍接受了一種預防器官移植術后排斥反應的創(chuàng)新藥物和抑制體內免疫的強化治療。

除了來自于豬的心臟異種移植外，1984年美國加利福尼亞一位瀕臨死亡的女性嬰兒“Baby Fae”接受來自于狒狒的心臟，并接受免疫抑制治療，但僅存活了20天。

小結：

（1）人工心臟是心臟終末期治療中越來越多的治療選擇方式，心臟異種移植代表未來心臟移植的希望。

（2）人工心臟技術進展迅速。盡管國內人工心臟起步晚，但目前國內有多個團隊成功研發(fā)出血液相容性更好、尺寸更小、重量更輕且續(xù)航能力更強的全磁懸浮“中國心“。

（3）人類首例同種心臟移植僅存活18天，而全球首例異種豬心移植患者兩個月的存活期說明異種心臟移植仍有很大潛力，但未來需要進一步探索異種基因編輯（編輯多少基因，編輯那些基因？）以適應人體免疫環(huán)境。

參考文獻

Artif Organs. 2022

Ann Cardiothorac Surg. 2020

Annu Rev Biomed Eng. 2019

Lancet. 2022

Nature. 2022

Pediatr Transplant. 2022

UMB news

美聯(lián)社

紐約時報

齊魯晚報

南方都市報