「豬眼」代替人眼，你準備好了嗎？豬角膜移植可以解難題

2016年06月03日 10:37 新浪科技

　　

　　(圖片來自網路)

　　文章來源：科學大院微信公眾號

　　只要提到豬，出現在科學青年們腦海中的，十有八九是餐桌上的美味。其實，豬是被誤解最深、最懷才不遇的動物。

　　2009年11月9日，《紐約時報》介紹過豬認知的研究，豬是少數能知道鏡子是反射而不是一扇窗戶的動物，還能用鏡子的原理去尋找食物。法國人對豬更是青睞，昂貴且美味的野生食材——松露，本身的氣味與發情母豬身上散發的氣味比較相近，在偉大愛情的驅使下，「獵豬」(特別說明一下，必須是公豬哦)很快就幫主人們找到了深埋於地下的饕餮美食。甚至連溫斯頓·丘吉爾(Winston Churchill)都深情地說：「貓鄙視你，狗景仰你，豬卻是不卑不亢地與你四目相對」。

　　現在，不僅農民養豬賣肉賺錢、獵人養豬搜尋松露，竟然連科學家們也開始養豬了。豬身上的一個器官讓科學家們發現了豬在餐桌外的神奇功能——眼角膜移植。

　　早在公元前600年，古印度的外科醫師就嘗試用病人本人手臂上取下的皮膚來重整鼻子。這種古老的植皮術實際上是一種自體組織移植技術，與後來的異體組織移植術共同成為今天異體器官移植的起源。

　　眼角膜移植技術是最早獲得成功的異體組織移植技術。歷史記錄，第一例成功的眼角膜移植手術發生在1837年。第一次撒哈拉沙漠戰爭中，愛爾蘭內科醫生塞繆爾·比格(Samuel Bigger )被阿拉伯人俘虜。被拘禁期間，他把一個受傷但還沒有死亡的羚羊的角膜移植到了另一隻羚羊上。他的成功鼓舞了科學家們，讓科學家們看到了把動物角膜移植於人眼的希望。

　　理想很豐滿，現實卻很殘酷。此後長達近70年的時間裡，科學家們對豬、羊等各種動物的角膜移植到人眼進行了嘗試，但均告失敗。終於，科學家們放棄在動物身上打主意了，把注意力轉向了人類自身。

　　1906年，眼科醫生愛德華·席姆(Eduard Zirm )在一個因眼外受傷而必須摘除眼球的病人身上取得了角膜后，將其移植給一個患有角膜潰瘍的病人，成為世界上第一例成功的人類眼角膜移植手術，這無疑具有里程碑意義。

　　西班牙眼科醫生拉蒙·特羅維霍 (Ramon Castroviejo )更是為眼疾患者帶來了福音，他在20世紀30-40年代期間極大地改進了角膜移植手術技術，並推動角膜移植作為治療嚴重角膜病變的世界標準方法。

　　雖然角膜移植技術日趨成熟，但用作移植的角膜主要來自眼外傷或其他需要摘除眼球的角膜，這種移植供體材料的數量卻少得可憐，阻礙了角膜移植的發展。直到1931年5月6日，大膽的俄國眼科醫生弗拉基米爾·費拉托夫 (Vladimir Filatov )成功地把一個剛死亡的人的眼角膜移植到了另一個人身上，並首創了2-4℃溫房保存屍體眼球48小時的方法，才使得角膜資源大大增加，並推動了眼庫 (Eye Bank )的建立。

　　

　　從左往右，依次為：愛德華·席姆、拉蒙·特羅維霍和弗拉基米爾·費拉托夫(圖片來自wiki百科)

　　從此以後，越來越多的人通過角膜移植術重見光明。現在，角膜移植手術成功率可高達90%以上，據英國國家醫療服務系統(National Health Service, NHS )網站數據，93%的角膜移植案例在術后1年恢復良好。隨著這項技術的成熟完善，世界很多國家都紛紛建立眼庫來保證角膜移植供應。以美國為例，美國眼庫協會中的76個眼庫2013年進行了72,736例本土角膜移植，並向美國以外的國家輸出了14,953例角膜供體。鮮為人知的是，作為發展中國家的斯里蘭卡不僅能保證本國角膜移植的供應，還是一個角膜輸出大國。

　　相比之下，中國在內的許多國家等待角膜移植的患者卻排著長隊「等著米下鍋」。中國14億人中盲人有800萬盲人，佔世界盲人總數的五分之一，其中角膜疾病致盲病例的總數約有400萬人，但每年施行的角膜移植手術例數卻僅有5000例。以前，中國移植器官的主要來源是死刑犯人。但從去年起，政府禁止了此類爭議性做法，鼓勵國人登記、死後捐獻器官。著名歌手姚貝娜去世后捐贈的眼角膜已分別為深圳、成都、武漢和遵義的四位患者帶去光明，即便有這樣的名人效應，選擇這樣做的國人卻仍然寥寥無幾。

　　中國的眼角膜供需嚴重不平衡。目前，國外已經有高分子材料製成的人工角膜產品問世，但這種「硬邦邦的有機玻璃片兒」因為排異反應及其他併發症較多等因素，我國並沒有批准引進。

　　現在，輪到我們中國的科學家們出招了。中國的專家來了一場「科技復興」，回到角膜移植的最初階段，重啟用動物角膜替代人體捐獻角膜的探索歷程。隨著免疫學的發展，人們逐漸認識到，動物與人之間因為抗原差異性極大，免疫排異反應成為器官移植成功的剋星。科學家們邀請猴子、牛、羊、雞、鴨、鵝、豬等各種動物加入他們的研發團隊，判斷哪一種動物與人的抗原差異最小。經過長達10年的多輪淘汰賽，豬最終贏得了勝利，獲得冠軍！

　　發明這項技術的中國再生醫學集團的生物工程角膜研發專家表示，豬具有和人角膜基質相似的組織結構，應用后角膜的厚度、屈光度保持不變，感覺神經可以長入，能夠恢復知覺。而且，豬的角膜參數和人比較接近，其攜帶的病毒不太容易傳染給人類。即便如此，豬角膜上所有的細胞、基因、蛋白質和血脂都要徹底清除，以防引起病人免疫排斥。

　　

　　圖片來源(BBC中文網：中國的科學革命)

　　那麼，究竟怎樣解決豬角膜與人眼能「和平共處」這個歷史性難題呢？把大象塞進冰箱需要三個步驟，把豬角膜移植入人眼同樣也要三個步驟：

　　第一，從豬身上提取角膜；

　　第二，通過一定技術進行去細胞去抗原處理，只保留豬角膜的膠原纖維。大家看看，經過處理后的豬角膜是不是長得很像隱形眼鏡呢？

　　第三，移植到人的眼睛，並把人自身的組織和細胞也移植進去，形成一個全新的角膜組織。

　　中國科學家真是棒棒噠，這項完全由中國科學家自主研發的生物工程角膜於2015年5月23日正式投入生產，命名為「艾欣瞳」，將為我國400萬乃至全球6000萬的角膜盲患者帶來複明的希望。

　　

　　處理后的豬角膜(圖片來自網路)

　　經歷了將近200年的波折，科學家們終於完成了動物角膜與人眼結合的創舉。曾經有記者問一位已經接受豬角膜移植的病人，是否介意使用動物角膜呢？這位56歲的病人表示他信任醫生的決定。

　　說到這裡，科學青年們是否會介意豬角膜用於人眼，是否對具有偉大犧牲精神的豬的印象有所改觀呢？ 作者：高潔(北京化工大學)

　　本期科學主編：羅興波(中國科學院大學人文學院副教授)