人源化基因修饰猪-猴异种心脏移植的实验研究

目的在人源化基因编辑猪-非人灵长类动物(NHPs)异种心脏腹腔异位移植实验中应用新型抗CD40单克隆抗体(anti-CD40)联合以他克莫司为主的免疫抑制方案,评价人源化基因修饰猪的基因编辑类型和免疫抑制方案的优化策略。方法以雄性基因编辑(GTKO/hCD39/hCD55/hTBM)小型Bama猪为供体,以雄性食蟹猴为受体,构建人源化基因修饰猪-猴异种心脏腹腔异位移植模型。围术期采用anti-CD40联合吗替麦考酚酯、他克莫司、甲泼尼龙、抗CD20单克隆抗体以及抗胸腺细胞球蛋白等组成的新型免疫抑制方案,采用体外遥感心电监测设备实时监测移植心脏电信号活动情况。主要观察指标为血流重建后移植心脏冠状动脉血流、功能、心电信号变化、心肌酶变化以及受体免疫抑制状态和存活时间;次要目标为监测受体生理指标,包括血常规、肝肾功能、血清蛋白和电解质,并依据结果调整生命支持治疗方案。终末实验后留取移植心脏标本,采用HE染色及电镜观察移植心脏病理变化。结果移植心脏血流重建后,器官颜色红润、质地柔软,恢复自主心律,心肌收缩有力。术后1周受体恢复良好,移植心脏冠状动脉灌注情况良好,心脏超声提示心肌收缩功能良好。受体血液学检查结果提示血清肌酸激酶及乳酸脱氢酶水平均一过性轻度升高,至术后第6天逐渐接近正常水平。术后1周受体血红蛋白、电解质和肝肾功能等指标均明显好转,一般状况好转。心脏移植后2周,心脏超声提示心肌肥厚明显。术后第20天,移植心脏心率由120~140次/分下降至50~80次/分,复查心脏超声提示吻合口血流通畅、冠状动脉灌注良好,心肌收缩乏力。考虑移植心脏功能明显减弱,终止实验后取出移植心脏,HE染色见心肌纤维增生、局部心肌细胞纤维化、间质水肿和极少量单核细胞浸润。电镜下可见心肌原纤维扭曲、肌间隙增宽,粗面内质网、线粒体和心肌肌丝结构破坏及心肌细胞线粒体囊性结构破坏。结论成功建立人源化基因编辑猪-NHPs的异种心脏腹腔异位移植模型,应用新型anti-CD40联合他克莫司为主的免疫抑制方案,抑制了超急性排斥反应,延缓了急性排斥反应的发生,实现异种移植器官的较长时间存活。