二番目の兄弟は、豚の心臓を生きた人間の体に移植することで、人類にどれほどの利益をもたらすことができるのでしょうか?

要点

★ 毎年、世界中で臓器移植を必要とする人のうち、人間のドナーから臓器を受け取ることができるのは 10% 未満です。

★ 世界初の遺伝子編集された豚の心臓移植手術は初期の成功を収めたが、長期的な影響はまだ分からない。

2022年の初め、医療界は衝撃的なニュースを報じた。メリーランド大学医療センターが遺伝子編集された豚の心臓を57歳の男性心臓病患者に移植することに成功したのだ。これは遺伝子組み換えされた豚の心臓の人間への移植としては世界初となる。異種移植はこれまで一度も成功したことがない。患者は手術後5日目に順調に回復していると報告された。

死ぬか豚の心臓を移植されるかの選択を迫られた末期心臓病患者は、異種移植用の穴に自らの命の鍵を差し込んだ。本物の鍵を「高性能模造錠」と組み合わせることができるかどうかは、今後、医療界、さらには社会全体の注目の的となるだろう。なぜ豚の心臓が使われるのか、患者が実際にどの程度のリスクを負うのか、といった疑問も残る。

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なぜ「セカンドブラザー」が選ばれたのでしょうか？

常識的に考えれば、種、生理、解剖学において人間と非常に類似しているオランウータンやヒヒなどの霊長類が同種移植の第一選択肢となるはずだ。しかし、なぜ医療センターは今回、偶蹄類のブタを研究対象に選んだのでしょうか?科学者はこの質問に対して3つの答えを持っています。

まず、人間の「遠い親戚」であるゴリラやヒヒなどの霊長類は、人間に感染しやすいウイルスをいくつか保有している。さらに、霊長類の臓器を人間に移植すると、1+1>2の効果が生じ、ウイルスが人体内で「アップグレード」されて、より致死性の高いウイルスになる可能性が高くなります。

関係が近いほど、種間で病気が伝染するリスクが高くなります。写真はヒヒです。 |トゥチョンクリエイティブ

第二に、食習慣、代謝レベル、体温、心拍数の点では、豚と人間はより似ています。同時に、豚の心臓は大きさ、管の分布、出力の点で人間の心臓に似ています。さらに、豚は長い間、異種移植の対象として選ばれてきました。現在、豚の心臓弁と豚の膵臓細胞が人体へ移植されることに成功しています。豚の皮は火傷の患者の一時的な移植片としても使われてきました。

最後に、ゴリラやヒヒなどの霊長類は一世代を育てるのに平均10年と時間がかかりすぎ、通常は一頭しか生まれないため、餌代や生存コストが高くなります。豚は違います。一度に一匹の子を産み、1年で成体まで成長するため、標的を絞った繁殖や大規模な繁殖に適しています。

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なぜ異種移植を選択するのですか?

私たちがよく知っている臓器移植は同種移植であり、人間のドナーの臓器を、それを必要とする人に移植することを意味します。しかし、世界保健機関（WHO）のデータによれば、この方法では毎年世界の臓器移植需要の10％未満しか満たすことができない。

中国と米国を例にとると、現在中国では臓器移植を必要とする登録者が約30万人いるが、毎年移植が成功するのは約1万6000件に過ぎない。米国では臓器移植率は約20対1で、適切な移植臓器を待てないために毎日平均10人が亡くなっています。そのため、移植臓器の不足により、科学者は異種移植という大胆なアイデアを思いつきました。

文字通り、異種移植とは、人間以外の動物の生きた細胞、組織、臓器を人間の体に移植または注入することです。しかし、この異種間技術は大きな障害に直面している。人間の免疫システムは、外来の組織や臓器に対して完全な拒絶反応を起こし、致命的な結果をもたらす可能性があるのだ。

医師たちは豚の心臓を移植用に準備している。この種の手術は世界初です。これは大きな挑戦です。 |メリーランド大学医学部

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拒絶に対処する方法

同種臓器移植でも拒絶反応は起きますが、異種移植による拒絶反応はさらに心配なものです。

そこでこの手術では、拒絶反応を抑制し、患者の免疫系が豚の心臓を攻撃するのを防ぐために、科学者たちは豚の遺伝子を改変しました。

彼らは豚の遺伝子4つをノックアウトしたが、そのうち3つは免疫拒絶反応を引き起こす発現産物を持っていた。これらの遺伝子をノックアウトすると、拒絶反応が弱まる可能性があります。ノックアウトされたもう一つの遺伝子は、豚の臓器や体の成長を制御し、心臓が大きくなりすぎないようにする役割を担っている。科学者たちは「不純物を取り除く」と同時に、人間の体内の豚の心臓での血液凝固を防ぎ、拒絶反応のリスクを減らすために、人間の遺伝子6つを豚に挿入した。

移植用に遺伝子編集された子豚。 |統計ニュース

移植後の最初の 48 時間は超急性拒絶反応期と呼ばれ、この間に移植された臓器は虚血または壊死を起こす可能性があります。幸いなことに、移植を受けた患者は「生命を脅かす」48時間を無事に乗り越えた。心肺機能を維持するために現在もECMO装置を使用しているが、移植された豚の心臓は正常に鼓動し始めており、医療チームは患者が徐々に補助装置から離れられるよう支援する予定だ。

超急性拒絶反応期を無事に乗り切った患者は、移植後数日から数週間以内に起こる可能性のある、より複雑で重篤な細胞移植拒絶反応に直面する可能性があります。免疫システム全体が動員され、「招かれざる外国人」を攻撃することになる。しかし、遺伝子工学の発展により、科学者は異種移植における免疫拒絶の問題を徐々に克服しつつあります。

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なぜこのようなリスクの高い手術を選択するのでしょうか?

豚の心臓移植を受けた患者は、手術前は元の心臓では全身に十分な血液を送り出すことができず、心肺機能の維持にはECMO装置だけに頼っていた。 **重度の心不全や不整脈がある場合、患者は臓器移植を受けることができません。 **彼にとって、生き続ける唯一の選択肢は、結果が予測できない実験的な豚の心臓移植だった。

しかし、異種移植技術はまだ使用が承認されていないが、米国食品医薬品局（FDA）の「人道的使用」条項により、患者にはチャンスが与えられている。患者が重篤なまたは生命を脅かす病状に直面し、実験的治療が唯一の選択肢である場合、患者はこの規定を実施して実験的治療を行うよう申請することができます。この患者は2021年12月31日にFDAから特別な許可を得て、異種移植の機会を掴みました。

手術を行ったチーム。手術は現地時間1月7日にメリーランド大学医学部で行われた。 |メリーランド大学医学部

現在、心臓移植手術から1週間以上が経過しました。新しい心臓は非常によく機能したため、患者は5日目に自力で呼吸し、小さな声で話すことさえできるようになりました。これには主治医も大変満足しました。

しかし、その後の患者が拒絶反応を起こすかどうか、また移植された心臓が長期的に正常に機能するかどうかについては、まだ答えが出るまで時間がかかるだろう。 **この技術が臨床的に普及するまでには、まだ長い道のりがあります。 **しかし、2022年の初めの時点で、このような画期的な手術は、臓器移植を苦しみながら待つ患者たちに依然として希望をもたらしています。

著者 |朱野花

レビュアー |陸秀源 [日本] 大阪大学免疫学研究所研究員

編集者 |ガオ・ペイウェン

参考文献:

[1] https://www.theguardian.com/us-news/2022/jan/10/maryland-pig-heart-transplant-human-medical-first。

[2] https://www.umms.org/ummc/news/2022/first- success-transplant-of-porcine-heart-into- Adult-human-heart 。

この記事は「Science Facts」（ID: Science_Facts）によって作成されました。転載の際は出典を明記してください。

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