Science：美科學家發表異種器官移植研究成果

2017年8月10日，國際頂尖學術期刊《Science》雜誌上在線發表了美國eGenesis公司主導的一篇研究論文，論文報道了異種器官移植研究成果。該研究成果題為 Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9，浙江大學動物科學學院牛冬副教授是該論文的第一作者。

豬的器官因為大小和功能與人類相似，被認為是最佳的異種器官來源供體，但豬的基因組裡含有內源性逆轉錄病毒(porcine endogenous retroviruses，PERVs)的序列，對人類有潛在的健康風險，直接將豬的器官移植到人體，可能會導致新型疾病的傳播。

牛冬副教授參與的研究團隊在2015年確定了豬的PK15細胞 (一種腎臟來源的豬商品細胞系)有62個PERV拷貝，並用CRISPR/Cas9技術從整個基因組中同時滅活了PERVs的所有62個拷貝，同時發現被編輯細胞的PERVs轉染效率降低了超過1000倍。

在此基礎上，經過一年多的探索研究，進一步發現被野生型豬細胞PERVs感染的人細胞能把PERVs傳遞給新的人細胞，說明PERVs可以從野生型豬細胞傳染給人細胞，同時人細胞中也可以傳遞該病毒，這就進一步加強了在異種器官移植中需要滅活PERVs的必要性。為了研發PERVs滅活的豬，他們嘗試在原代成纖維細胞系中滅活PERVs。

他們首先確定了原代成纖維細胞中PERVs的拷貝數為25，然後使用CRISPR/cas9和經過各種篩選后選出的提高細胞存活力的藥物得到了PERVs 25個拷貝全部滅活的成纖維細胞系，並用該細胞系進行核移植得到了PERVs全部滅活的克隆豬。

經檢測，從剛出生至目前已四個月齡的所有PERVs滅活豬(共37隻)均沒有PERVs的重新感染。該批PERVs滅活豬是世界上首次報道的可用於異種器官移植的安全供體豬，在該豬的基礎上可進行下一輪的免疫相關基因編輯，最終提供可用於人類移植的異種器官。

原文鏈接：

Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9

原文摘要：

Xenotransplantation is a promising strategy to alleviate the shortage of organs for human transplantation. In addition to the concern on pig-to-human immunological compatibility, the risk of cross-species transmission of porcine endogenous retroviruses (PERVs) has impeded the clinical application of this approach. Earlier, we demonstrated the feasibility of inactivating PERV activity in an immortalized pig cell line. Here, we confirmed that PERVs infect human cells, and observed the horizontal transfer of PERVs among human cells. Using CRISPR-Cas9, we inactivated all the PERVs in a porcine primary cell line and generated PERV-inactivated pigs via somatic cell nuclear transfer. Our study highlighted the value of PERV inactivation to prevent cross-species viral transmission and demonstrated the successful production of PERV-inactivated animals to address the safety concern in clinical xenotransplantation.