Lần đầu tiên ghép thành công tim lợn cho người sống

Trong tài liệu báo chí công bố ba ngày sau ca phẫu thuật, nhóm thực hiện ca cấy ghép tại Đại học Maryland xác nhận rằng Bennett đang tiến triển tốt và có thể tự thở. Bệnh nhân vẫn cần hỗ trợ bơm máu nhân tạo, nhưng nhóm thực hiện cấy ghép đã lên kế hoạch giảm dần hỗ trợ để trái tim cấy ghép tự bơm máu.

Ca cấy ghép này là một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực cấy ghép khác loài (xenotransplant) – chuyển các cơ quan từ các loài khác sang bệnh nhân là người. Tháng 10/2021, lĩnh vực này đã gây sự chú ý khi các bác sĩ tại một bệnh viện ở New York ghép thành công một quả thận lợn cho một bệnh nhân chết não. Nhưng trong trường hợp ở New York, mục tiêu của ca cấy ghép chỉ là thử nghiệm y học, còn ca cấp ghép tại Đại học Maryland đã giúp cứu một mạng người.

Ca cấy ghép tại Đại học Maryland được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) cấp phép đặc biệt, dựa trên một điều khoản cho phép các bác sĩ sử dụng các phương pháp điều trị thử nghiệm như một phương án cuối cùng. Trước khi phẫu thuật, Bennett được chẩn đoán mắc bệnh tim giai đoạn cuối, và đã quá yếu để có thể chờ cấy ghép tim người. Sau nhiều tháng nằm trên giường bệnh, tình trạng không cải thiện, Bennett đã đồng ý phẫu thuật ghép tim lợn.

Trái tim đến từ một con lợn do công ty Revivicor cung cấp.Công ty này có tiền thân là PPL Therapeutics – công ty Anh đã tạo ra cừu Dolly vào năm 1996. Revivicor hiện thuộc quyền sở hữu của Mỹ và chuyên tạo ra những con lợn biến đổi gen với các cơ quan nội tạng không bị hệ miễn dịch đào thải khi cấy ghép. Cơ thể con người khi nhận ra mô lạ sẽ có xu hướng đào thải. Trong trường hợp nội tạng lợn, dấu hiệu ngoại lai quan trọng nhất mà cơ thể người nhận ra là phân tử đường galactose-alpha-1,3-galactose (alpha-Gal), có trên bề mặt tế bào lợn. Nếu dùng nội tạng từ lợn có alpha-Gal, nội tạng sẽ không thể tồn tại quá vài phút trong cơ thể người. Revivicor đã chỉnh sửa gen lợn để loại bỏ alpha-Gal khỏi các mô. Ngoài cấp phép ca phẫu thuật, FDA cũng đã cho phép nhóm nghiên cứu sử dụng một loại thuốc thử nghiệm để ngăn cơ thể Bennett đào thải nội tạng.

Chính vì nguy cơ đào thải này mà xenotransplant là lĩnh vực nguy hiểm và đã nhiều lần gặp tai tiếng. Những năm 1960, các bác sĩ ở Mỹ đã cấy ghép thận của tinh tinh cho hơn một chục bệnh nhân; kết quả, tất cả – trừ một người – chết trong vòng vài tuần. Những năm 1980, một em bé sinh non ở California được nhận tim khỉ đầu chó và chết sau đó 3 tuần. Những người phản đối và các nhà hoạt động vì quyền động vật coi cấy ghép khác loài là hành động nguy hiểm và có vấn đề về mặt đạo đức. Rào cản alpha-Gal đã được giải quyết từ năm 2003, nhưng ngoài ra vẫn còn nhiều dấu hiệu ngoại lai khác khiến cho nội tạng lợn bị đào thải. Và mỗi dấu hiệu phải mất nhiều năm nghiên cứu để loại bỏ. Do đó nhiều nhà nghiên cứu và nhiều nhà tài trợ đã từ bỏ lĩnh vực này.

Một trong số ít các bên vẫn còn hợp tác nghiên cứu lĩnh vực này là Đại học Maryland và Revivicor. Con lợn cung cấp trái tim cho ca cấy ghép đã được chỉnh sửa gen theo tổng cộng mười cách để tối ưu hóa cơ hội cấy ghép thành công. Bốn gen đã bị loại bỏ, bao gồm một gen tăng trưởng của lợn để đảm bảo tim không bị to ra sau khi cấy ghép, và sáu gen của con người được thêm vào để tăng cơ hội cơ thể chấp nhận nội tạng.

Ngoài những rủi ro thông thường xung quanh bất kỳ ca cấy ghép tim nào, có một số vấn đề mà nhóm Đại học Maryland đang theo dõi. Một là bất kỳ cơ chế đào thải mới nào chưa được biết đến trước đây. Hai là nguy cơ quả tim có thể chuyển virus ở lợn sang vật chủ mới. Con lợn dùng cho ca cấp ghép đã được nuôi trong một môi trường vô trùng để giảm thiểu nguy cơ nhiễm virus, nhưng khả năng này vẫn có thể xảy ra.

Những năm 1990, các nhà khoa học phát hiện retrovirus ẩn trong DNA của động vật có khả năng lây nhiễm sang tế bào người. Đây là tình trạng đặc biệt nguy hiểm ở những bệnh nhân cấy ghép vốn dễ bị tổn thương. Do đó, sau khi tinh chỉnh DNA lợn để loại bỏ các dấu hiệu ngoại lai, các nhà khoa học cũng phải loại bỏ hàng chục retrovirus khỏi mô lợn để đảm bảo an toàn trong quá trình cấy ghép.

Những người ủng hộ cấy ghép xenotransplant cho rằng đây là công nghệ có tiềm năng cải thiện cuộc sống con người. Chỉ riêng ở Mỹ, hơn 100.000 người đang chờ được cấy ghép, và trong năm 2020, chỉ một phần ba số nội tạng cần thiết được đáp ứng.

Về lý thuyết, lợn có thể được lai tạo để cung cấp cho con người bất kỳ cơ quan nào, mặc dù một số cơ quan sẽ khó sử dụng hơn những cơ quan khác. Chức năng chủ yếu của tim là cơ học, nhưng các cơ quan có các chức năng hóa học sẽ khó tái tạo hơn. Hơn nữa, ngay cả khi có thể khắc phục tất cả dấu hiệu ngoại lai và phát triển các thủ thuật phẫu thuật ổn định, thì hầu hết các nhà nghiên cứu vẫn thừa nhận rằng phải mất nhiều thập kỷ nữa để mở rộng quy mô cấy ghép xenotransplant, đáp ứng nhu cầu của thế giới.

Có vẻ như ca bệnh của Bennett là bước đi đầu tiên. Nhưng tương lai của lĩnh vực này vẫn còn trông chờ vào các thử nghiệm lâm sàng, thay vì chỉ một ca mổ. Nhiều công ty công nghệ sinh học đang cực kỳ thận trọng, thiết lập các thử nghiệm để kiểm tra xem các cơ quan nội tạng có an toàn và hiệu quả hay không, trước tiên là ở các động vật khác và sau đó mới thử ở người. Và những bệnh nhân đang cần nội tạng chưa thể trông chờ vào xenotransplant trong tương lai gần.