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“猪眼”代替人眼,你准备好了吗?猪角膜移植可以解难题

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只要提到猪,出现在科学青年们脑海中的,十有八九是餐桌上的美味。其实,猪是被误解最深、最怀才不遇的动物。

2009年11月9日,《纽约时报》介绍过猪认知的研究,猪是少数能知道镜子是反射而不是一扇窗户的动物,还能用镜子的原理去寻找食物。法国人对猪更是青睐,昂贵且美味的野生食材——松露,本身的气味与发情母猪身上散发的气味比较相近,在伟大爱情的驱使下,“猎猪”(特别说明一下,必须是公猪哦)很快就帮主人们找到了深埋于地下的饕餮美食。甚至连温斯顿·丘吉尔(Winston Churchill)都深情地说:“猫鄙视你,狗景仰你,猪却是不卑不亢地与你四目相对”。

现在,不仅农民养猪卖肉赚钱、猎人养猪搜寻松露,竟然连科学家们也开始养猪了。猪身上的一个器官让科学家们发现了猪在餐桌外的神奇功能——眼角膜移植。

早在公元前600年,古印度的外科医师就尝试用病人本人手臂上取下的皮肤来重整鼻子。这种古老的植皮术实际上是一种自体组织移植技术,与后来的异体组织移植术共同成为今天异体器官移植的起源。

眼角膜移植技术是最早获得成功的异体组织移植技术。历史记录,第一例成功的眼角膜移植手术发生在1837年。第一次撒哈拉沙漠战争中,爱尔兰内科医生塞缪尔·比格(Samuel Bigger )被阿拉伯人俘虏。被拘禁期间,他把一个受伤但还没有死亡的羚羊的角膜移植到了另一只羚羊上。他的成功鼓舞了科学家们,让科学家们看到了把动物角膜移植于人眼的希望。

理想很丰满,现实却很残酷。此后长达近70年的时间里,科学家们对猪、羊等各种动物的角膜移植到人眼进行了尝试,但均告失败。终于,科学家们放弃在动物身上打主意了,把注意力转向了人类自身。

1906年,眼科医生爱德华·席姆(Eduard Zirm )在一个因眼外受伤而必须摘除眼球的病人身上取得了角膜后,将其移植给一个患有角膜溃疡的病人,成为世界上第一例成功的人类眼角膜移植手术,这无疑具有里程碑意义。

西班牙眼科医生拉蒙·特罗维霍 (Ramon Castroviejo )更是为眼疾患者带来了福音,他在20世纪30-40年代期间极大地改进了角膜移植手术技术,并推动角膜移植作为治疗严重角膜病变的世界标准方法。

虽然角膜移植技术日趋成熟,但用作移植的角膜主要来自眼外伤或其他需要摘除眼球的角膜,这种移植供体材料的数量却少得可怜,阻碍了角膜移植的发展。直到1931年5月6日,大胆的俄国眼科医生弗拉基米尔·费拉托夫 (Vladimir Filatov )成功地把一个刚死亡的人的眼角膜移植到了另一个人身上,并首创了2-4℃温房保存尸体眼球48小时的方法,才使得角膜资源大大增加,并推动了眼库 (Eye Bank )的建立。

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从左往右,依次为:爱德华·席姆、拉蒙·特罗维霍和弗拉基米尔·费拉托夫(图片来自wiki百科)

从此以后,越来越多的人通过角膜移植术重见光明。现在,角膜移植手术成功率可高达90%以上,据英国国家医疗服务系统(National Health Service, NHS )网站数据,93%的角膜移植案例在术后1年恢复良好。随着这项技术的成熟完善,世界很多国家都纷纷建立眼库来保证角膜移植供应。以美国为例,美国眼库协会中的76个眼库2013年进行了72,736例本土角膜移植,并向美国以外的国家输出了14,953例角膜供体。鲜为人知的是,作为发展中国家的斯里兰卡不仅能保证本国角膜移植的供应,还是一个角膜输出大国。

相比之下,中国在内的许多国家等待角膜移植的患者却排着长队“等着米下锅”。中国14亿人中盲人有800万盲人,占世界盲人总数的五分之一,其中角膜疾病致盲病例的总数约有400万人,但每年施行的角膜移植手术例数却仅有5000例。以前,中国移植器官的主要来源是死刑犯人。但从去年起,政府禁止了此类争议性做法,鼓励国人登记、死后捐献器官。著名歌手姚贝娜去世后捐赠的眼角膜已分别为深圳、成都、武汉和遵义的四位患者带去光明,即便有这样的名人效应,选择这样做的国人却仍然寥寥无几。

中国的眼角膜供需严重不平衡。目前,国外已经有高分子材料制成的人工角膜产品问世,但这种“硬邦邦的有机玻璃片儿”因为排异反应及其他并发症较多等因素,我国并没有批准引进。

现在,轮到我们中国的科学家们出招了。中国的专家来了一场“科技复兴”,回到角膜移植的最初阶段,重启用动物角膜替代人体捐献角膜的探索历程。随着免疫学的发展,人们逐渐认识到,动物与人之间因为抗原差异性极大,免疫排异反应成为器官移植成功的克星。科学家们邀请猴子、牛、羊、鸡、鸭、鹅、猪等各种动物加入他们的研发团队,判断哪一种动物与人的抗原差异最小。经过长达10年的多轮淘汰赛,猪最终赢得了胜利,获得冠军!

发明这项技术的中国再生医学集团的生物工程角膜研发专家表示,猪具有和人角膜基质相似的组织结构,应用后角膜的厚度、屈光度保持不变,感觉神经可以长入,能够恢复知觉。而且,猪的角膜参数和人比较接近,其携带的病毒不太容易传染给人类。即便如此,猪角膜上所有的细胞、基因、蛋白质和血脂都要彻底清除,以防引起病人免疫排斥。

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图片来源(BBC中文网:中国的科学革命)

那么,究竟怎样解决猪角膜与人眼能“和平共处”这个历史性难题呢?把大象塞进冰箱需要三个步骤,把猪角膜移植入人眼同样也要三个步骤:

第一,从猪身上提取角膜;

第二,通过一定技术进行去细胞去抗原处理,只保留猪角膜的胶原纤维。大家看看,经过处理后的猪角膜是不是长得很像隐形眼镜呢?

第三,移植到人的眼睛,并把人自身的组织和细胞也移植进去,形成一个全新的角膜组织。

中国科学家真是棒棒哒,这项完全由中国科学家自主研发的生物工程角膜于2015年5月23日正式投入生产,命名为“艾欣瞳”,将为我国400万乃至全球6000万的角膜盲患者带来复明的希望。

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处理后的猪角膜(图片来自网络)

经历了将近200年的波折,科学家们终于完成了动物角膜与人眼结合的创举。曾经有记者问一位已经接受猪角膜移植的病人,是否介意使用动物角膜呢?这位56岁的病人表示他信任医生的决定。

说到这里,科学青年们是否会介意猪角膜用于人眼,是否对具有伟大牺牲精神的猪的印象有所改观呢?

文  科学大院微信公众号

 

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