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为解决器官短缺问题，异种移植（XTx）成为有前景的策略，但临床应用面临器官获取的冷缺血时间（CIT）及保存方法影响移植物功能的问题。研究人员开展猪到狒狒肾脏异种移植研究，对比静态冷保存（SCS）和低温机械灌注（HMP）。结果显示 SCS 导致超急性排斥，HMP 可维持移植物功能超 14 天，为临床 XTx 提供参考。
在医疗领域，器官短缺一直是困扰医学界的难题，许多患者因等不到合适的器官而失去生命。而异种移植（Xenotransplantation，XTx），即将猪的器官移植到灵长类动物甚至人类身上，成为了一种极具前景的解决办法。不过，随着临床应用的推进，新的问题接踵而至。未来的器官移植很可能需要从指定的无病原体（Designated Pathogen-Free，DPF）设施获取器官，这就不可避免地会产生冷缺血时间（Cold Ischemic Time，CIT）。在传统的同种异体肾脏移植中，CIT 是可以被较好耐受的，但在异种肾脏移植中，临床相关的 CIT 对猪肾脏移植物的影响却一直未被深入研究。同时，器官保存方法也至关重要，静态冷保存（Static Cold Storage，SCS）在传统同种异体肾脏移植中应用广泛，然而在跨越异种屏障时，它是否还能发挥良好的效果呢？另外，低温机械灌注（Hypothermic Machine Perfusion，HMP）逐渐在临床中得到应用，其对移植物的影响也有待进一步探究。基于这些问题，美国约翰霍普金斯医学院外科移植科等研究机构的研究人员开展了相关研究。
研究人员进行了 23 例大动物肾脏移植实验，其中包括 19 例猪到狒狒的肾脏异种移植和 4 例猪到猪的肾脏同种异体移植。在猪到狒狒的异种移植中，8 例设置了 5 小时的冷缺血时间（Xeno preservation group），肾脏移植物分别采用 SCS（n=4）和 HMP（n=4）进行保存；另外 11 例冷缺血时间小于 20 分钟（Xeno control group） 。在猪到猪的同种异体移植中，4 例均设置 5 小时冷缺血时间（Allo preservation group），同样分别用 SCS 和 HMP 保存移植物（各 2 例）。实验动物的饲养、选择及处理都遵循严格的标准和规范。
研究中运用了多种关键技术方法。在移植前，通过补体依赖的细胞毒性（Complement-Dependent Cytotoxicity，CDC）检测和基于流式细胞术测量 IgM 和 IgG 结合来进行预移植筛选，以此评估受体的免疫风险。实验过程中，对移植物进行组织病理学分析，获取移植后不同时间点的肾脏活检样本，进行免疫荧光染色、苏木精 - 伊红（Hematoxylin and Eosin，H&E）染色和过碘酸 - 希夫（Periodic Acid-Schiff，PAS）染色等，观察组织的病理变化。还利用 GeoMx 数字空间分析（Digital Spatial Profiling，DSP）技术，对特定区域的基因表达进行分析。统计分析则采用 Student’s t 检验评估差异的显著性。
研究结果如下：
- 临床影响：在猪到狒狒的异种移植中，5 小时冷缺血时间且采用 SCS 保存的移植物，在再灌注后 90 分钟内均发生超急性排斥，而采用 HMP 保存的移植物再灌注后无明显临床变化，且功能维持超过 14 天。无 5 小时冷缺血时间的移植案例接受肾脏移植物情况良好，早期血清肌酐水平低于有 5 小时冷缺血时间的案例。在猪到猪的同种异体移植中，SCS 保存的移植物虽未发生超急性排斥，但肌酐水平升高，HMP 保存的移植物早期功能稳定，但两者差异无统计学意义。
- 组织病理学评估：组织学检查显示，SCS 保存的肾脏在再灌注 1 小时后，H&E 染色可见广泛出血和止血，而 HMP 保存的肾脏无明显病理变化。SCS 保存的肾脏有明显的 C3 沉积，表明补体激活，而 HMP 保存的肾脏未观察到。SCS 保存的肾脏在移植后 2 小时，髓过氧化物酶（Myeloperoxidase，MPO）阳性细胞浸润显著高于 HMP 保存的肾脏。
- GeoMx 数字空间分析：GeoMx 全转录组 DSP 分析发现，SCS 区域富集了与缺血和缺血再灌注损伤（Ischemia-Reperfusion Injury，IRI）相关的基因，如 FOS、JUNB 等；HMP 区域则富含抗氧化应激、缺氧、伤口愈合以及细胞代谢和稳态相关的基因，如 MDH1、KCNJ1 等。IRI 相关通路在 SCS 区域富集，而细胞代谢和稳态相关通路在 HMP 区域富集。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次证明在猪到非人灵长类动物肾脏异种移植模型中，临床相关的 CIT（5 小时）结合常规 SCS 会导致超急性移植物丢失风险增加。HMP 能显著改善移植物的保存效果，其机制可能与调节初始缺血损伤、减轻再灌注损伤和后续炎症反应有关。尽管研究存在一定局限性，如缺乏针对猪异种移植在非人灵长类动物背景下的空间分辨、物种特异性转录组技术，样本量较小等，但整体研究结果表明，HMP 可能是早期临床异种移植试验中更安全的保存策略。这一研究成果为临床异种移植器官保存方案的制定提供了重要参考，推动了异种移植领域的发展，对解决器官短缺问题具有重要意义，该研究成果发表在《Communications Medicine》上。
