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综述:终末期肾衰竭的未来疗法:基因编辑猪肾异种移植
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Kidney Medicine 3.2
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这篇综述系统探讨了基因编辑猪肾异种移植(xenotransplantation)在终末期肾病(ESRD)治疗中的突破性进展,重点解析了通过CRISPR-Cas9技术敲除猪α-Gal(GTKO)、Neu5Gc(CMAH-KO)和Sda (β4GalNT2-KO)三大异种抗原,结合人源化补体调节蛋白(如CD46/CD55)和抗CD40/CD154共刺激通路阻断的新型免疫抑制方案,使猪肾在非人灵长类(NHP)模型中实现>1年存活,为即将开展的临床试验提供了关键科学依据。
免疫生物学屏障的突破
猪肾异种移植面临的核心挑战是天然抗体介导的超急性排斥反应。人类体内存在的抗α-1,3-半乳糖苷(Gal)抗体会迅速攻击猪血管内皮细胞,这种由α1,3-半乳糖基转移酶(GGTA1)催化产生的糖抗原,通过CRISPR-Cas9技术敲除后形成GTKO猪。进一步研究发现还需同步敲除N-羟乙酰神经氨酸(Neu5Gc)和Sda
抗原,形成三重敲除(TKO)猪,才能有效降低旧大陆灵长类动物的抗体结合。
凝血系统调控创新
早期实验中出现的血栓性微血管病(TMA)揭示了跨物种凝血障碍的复杂性。通过在猪体内转入人血栓调节蛋白(hTM)、内皮蛋白C受体(EPCR)和组织因子途径抑制物(TFPI)等基因,成功将促凝血状态逆转为生理性抗凝状态。值得注意的是,猪血管性血友病因子(vWF)与人类血小板的高亲和力相互作用仍需通过基因编辑优化。
免疫抑制方案革新
传统钙调磷酸酶抑制剂在异种移植中效果有限,而靶向CD40/CD154共刺激通路的单抗(如抗CD154mAb)展现出多重优势:不仅能抑制效应T细胞和滤泡辅助T细胞(TFH
),还可阻断B细胞成熟和抗体类别转换。典型方案联合使用抗胸腺细胞球蛋白(ATG)、利妥昔单抗(抗CD20)和IL-6受体拮抗剂(托珠单抗),使狒狒模型的中位生存期从13天延长至186天。
跨物种生理适配挑战
猪肾在灵长类体内展现出独特的生理特征:肾素-血管紧张素系统(RAAS)功能不全导致多尿现象,但电解质维持能力优异;猪促红细胞生成素(EPO)可交叉激活人类受体;使用生长激素受体敲除(GHR-KO)猪或小型猪品系可解决移植后器官过度生长问题。值得注意的是,猪肾小球滤过率(GFR)与人类相当,但肾小管磷酸盐重吸收存在种属差异。
临床试验设计策略
首批临床试验将聚焦55-65岁O/B血型糖尿病肾病患
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