出于上述考虑，科学家也在探索更多的可能性，尝试用与我们更相
似的哺乳动物物种作为研究心脏功能和疾病的模型。在这方面，猪尤其
能派上大用场。我们在第一章看到，由于我们养猪是用于食用，猪与我
们人类有着悠久的、亲密的关系。人和猪有很多共同之处，比如体型相
当，还有对美食的热爱，这些相似处多年以来也吸引了作家和剧作家的
关注。最有名的是乔治·奥威尔的政治讽喻寓言《动物农场》（Animal
Farm），在这个故事中，猪起初是革命者，后来却变得与它们的前主
人——人类无比相似，“再也无法辨别哪个是猪，哪个是人了”。 471
事实上，人和猪的相似性远不止表面这些，人们正越发意识到猪作
为人类健康和疾病的模型的潜力。马里兰大学的巴努·泰卢古（Bhanu
Telugu）认为：“从生物医学的角度看，猪真的是最重要的动物之
一。” 472他指出，牛羊等其他大型动物的消化系统、食性和生理与人类
不够相似，难以为人类疾病提供信息。与小鼠的心脏相比，猪的心脏在
大小、结构、收缩蛋白和调控心脏的电信号和化学信号等方面与人的心
脏更为相似。 473
猪对于人类心脏功能的研究很重要，不只是因为人与猪在这个器官
上的相似性，在心脏病的药物试验方面，猪比小鼠更适合作为试验对
象。 474因为在评估一种药物的作用时，重要的不仅是它在体内对目标
器官的效果，还包括它进入血液，再到达目标细胞或组织的方式。在设
计药物方案的时候，我们应该确保药物能成功治疗病症，并产生尽可能
小的副作用，那么药物如何被肝和肾处理、排出体外，也是重要因素。
在这些方面，生物体的器官大小、饮食和代谢等因素都有重要影响，也
就意味着在小鼠研究中所收集到的关于药物的有效性和副作用的实验结
果可能会有误导作用。
相反，因为猪和我们人类在体型大小、饮食方面比较相似，它可以
成为更好的药物试验模型。 475而且，猪比小鼠寿命更长，这一点则对
研究心脏疾病很重要，因为患心脏病的一般是年龄较大的人。 476体型
大小的相似性意味着猪是重要的手术模型，因为可以进行与人体手术类
似的操作， 477这也意味着为人体设计的各种复杂的成像设备可以直接
应用于猪，以此比较这两个物种的病理。
猪也可以是心脏器官移植的重要来源。这听上去可能有些奇怪，因
为这种移植的首选来源显然应该是另一个人的心脏，但这里有很多问
题。首先是人的供体比较短缺，因为自愿在死后捐献器官的人较少，征
求悲痛的家属的同意也有一定困难，而且大多数国家的车祸死亡率都在
下降（车祸是健康器官的最可靠来源）。 478纽约州立大学奥斯威戈分
校的移植专家戴维·邓恩（David Dunn）说：“现在的情况很残忍，需要
心脏移植的人要求得一线生机，归根结底是要指望另一个人的死
亡。” 479即使能得到器官，它也很有可能被受体的免疫系统排斥。因为
我们主要器官的细胞表面上，都有一类叫MHC（主要组织相容性复合
体）的蛋白质，它们会告诉免疫系统这些器官是我们自身的一部分，而
移植的心脏中MHC的细微差别就会使免疫系统把它视作异物，发起攻
击。 480这种排斥反应可能会引起严重血栓和新器官的衰竭。
MHC有几千种变体，为需要移植心脏的人找到一个有相同MHC组
成的人的概率着实渺茫。因为这个原因，再加上供体的稀缺，研究者对
能否给心脏衰竭的人移植猪的心脏很感兴趣，也就是所谓的“异种移
植”。 481普通的猪心脏移植入人体内也会因MHC不匹配而引起排斥反
应，但与人供体的心脏不同，它有一个潜在的解决方案：对猪进行遗传
修饰，使它们心脏上的MHC不会被人类免疫系统识别为外来者。这种
方法对其他器官移植也适用，所以猪有可能成为新的肝、肾、胰或肺的
来源。 482
尽管猪在生物医学中有以上潜在的用途，但无论是作为人类健康或
疾病的模型，还是作为器官来源，一直以来，研究者的主要障碍是缺乏
一种有效产生基因敲除和敲入猪的技术。如今，基因组编辑就是这样的
一种技术。2013年，在爱丁堡附近的罗斯林研究所，即克隆羊多莉的诞
生地，布鲁斯·怀特洛（Bruce
Whitelaw）和同事成功地使用ZFN和
TALEN技术做出了转基因猪。 4832015年2月，中国人民解放军第三军医
大学的魏宏团队用CRISPR/CAS9在猪中敲除了一个叫“尼曼匹克C1
样”的基因， 484之前的研究表明，这个基因对于调节肠道和肝对胆固醇
的吸收起到关键作用。降低人体血液中的胆固醇的药物依折麦布，也叫
益适纯®，就作用于这个蛋白质。 485在猪中阻断这个基因的表达，对于
研究低胆固醇对心脏和循环系统的益处非常重要。
至于以器官移植为目的的转基因猪，曾带领团队参与首次测序人类
基因组的克雷格·文特尔（Craig Venter）已经公布，他的合成基因组学
公司正在努力研发。 486他们在与联合治疗公司合作，计划用基因组编
辑技术创造带有“人源化”肺的猪。如果成功的话，这项计划仅在美国每
年就可以帮助40万因各种肺部疾病死亡的人。“我们要从生成全新的、
超精准的猪基因组序列开始，然后详细检查这一基因组，并与人类基因
组比对。”文特尔说，“我们的目标是编辑……可能与免疫反应有关的猪
基因。最终想要达到的效果是，不引发任何急性或慢性的排斥反
应。” 487事实上，文特尔不是唯一一个追求这个目标的人，2015年10
月，乔治·丘奇报告，他的团队已经在猪胚胎中修改了20多个基因，包
括一些编码MHC的基因。“这是我近10年来一直想做的事情。”他
说。 488他参与创立的一家叫eGenesis [1] 的生物科技公司现在正尝试把
可以用于器官移植的猪设计得尽可能便宜。
虽然文特尔和丘奇都相信，他们很快就能做出器官不会被人类受体
排斥的转基因猪，但还有一个重大的挑战，就是确认这些器官可以被安
全地用于移植——不仅需要证明猪器官不会被受体的身体排斥，还要证
明它在更普遍的意义上与人体的其他器官相兼容。虽然猪器官在人类中
可能能够作为一个独立的物体完全正常地工作，但最近有研究表明，器
官之间的相互作用也对人体功能很关键。此类研究发现，心脏除了它必
不可少的为身体各处泵血的功能以外，还有其他功能，比如产生给身体
其他器官传递信号的激素分子。 489因此，确认移植的猪心脏是否能执
行这些额外的功能，是非常重要的。
另一个顾虑是，细菌和病毒等病原体可能会从供体心脏转移到接受
者体内。在无菌环境下小心地繁育可以消灭供体猪体内大多数有害的微
生物。然而，有一种病毒在这方面是个大麻烦——反转录病毒。我们在
第二章看到，HIV是此类病毒最著名的成员，它们可以把自己的遗传物
质整合到所感染的细胞的基因组中。有的HIV感染者数年都没有症状，
这就是原因之一。由于历史上被此类病毒感染过的猪的基因组中也有反
转录病毒的DNA，叫作PERV（猪内源性反转录病毒），而这个缩写也
很“不幸” [2] 。
人们担心反转录病毒可能会在人类宿主的体内激活，导致严重的疾
病。 490更严重的是，它还可能会跑到其他人身上，造成传染病。人类
感染的HIV似乎就源于黑猩猩， 491因此对于病毒从猪到人的传播可能产
生的后果，我们需要严肃对待，特别要考虑到跨物种传播的病毒在新宿
主身上产生的后果可能比旧宿主严重得多——HIV的前体在黑猩猩中几
乎没有什么危害。美国圣安东尼奥的西南生物医学研究所 [3] 的病毒学
家乔纳森·艾伦（Jonathan Allan）对此评论道：“非洲的灵长类都携带一
些小病毒。这些病毒在一些物种中已经存在了几千年，但它们天然的宿
主从未得病。” 492然而，病毒进入一个还没有对它产生耐性的物种之
中，可能会像人类中的HIV一样产生毁灭性的后果。
此前，对于用于器官供应的猪中的PERV，人们一直束手无策。“这
种病毒是猪基因组的一部分。”麻省总医院移植中心副主任杰伊·菲什曼
（Jay
Fishman）说。 493不过，支持异种器官移植的人曾提到一些研
究，比如一项给狒狒移植猪心脏的研究，就没有显示出猪的PERV病毒
在狒狒体内有任何激活的迹象。 494不过，这些病毒进入人体所带来的
潜在风险一直是对异种器官移植的反对原因之一。所以，根据乔治·丘
奇所说，异种器官移植研究在20世纪90年代中期到晚期曾得到数十亿美
元的投资，但因为无法找到移除病毒序列的方法，资金最终被迫撤
出。 495然而，2015年10月，丘奇团队用CRISPR/CAS9去除了体外培养
的猪肾细胞基因组中所有PERV。 496“时间快进到15年后，我们用
CRISPR技术在14天内就去除了这种病毒，所花的钱也少得多。”丘奇
说。 497
丘奇团队首先分析了猪细胞基因组的DNA，发现有62个PERV分布
在基因组各处。这些PERV的序列其实是相同的，表明它们来自同一个
在几百万年前入侵猪基因组的病毒祖先。然后，研究者使用了一种不仅
会切割病毒DNA，还会从基因组中移除此DNA的CRISPR/CAS9系统。
对细胞进行基因组编辑。令人惊奇的是，在一些细胞中，这个方法去除
了猪基因组中该病毒的全部拷贝。在培养皿中，这些编辑后的细胞把
PERV传播给人类肾细胞的能力降低为原来的千分之一。 498而且，在美
国国家科学院的一次关于基因组编辑的会议上，丘奇宣称，他和同事已
经成功地做出了带有灭活的PERV序列的猪胚胎——这是培育器官中不
含PERV的克隆猪的下一步。 499面对这些研究成果，还有改变猪的
MHC的计划，戴维·邓恩评论道：“这项工作让我们离实现无限供应用于
移植的、安全可靠的猪器官又近了一步。” 500