China führt die weltweit erste Transplantation einer geneditierten Schweineleber in den menschlichen Körper durch. Werden wir bald Schweineorgane verwenden?

Mehrere ermutigende vorläufige Ergebnisse haben Patienten, die sehnsüchtig auf eine allogene Organtransplantation warten, neue Hoffnung gegeben. Ob diese Ergebnisse letztlich jedoch erfolgreich in der klinischen Behandlung angewendet werden können, lässt sich nicht mit Sicherheit vorhersagen.

Geschrieben von Guo Xiaoqiang (Hebei Institute of Physical Education)

Am 26. März 2025 (Londoner Zeit) veröffentlichte ein Forschungsteam des Xijing-Krankenhauses der Air Force Medical University of China einen Artikel in der Online-Zeitschrift „Nature“. Darin berichtete es über die weltweit erste erfolgreiche Transplantation einer geneditierten Schweineleber in einen hirntoten Menschen (abgeschlossen im März 2024). Dies soll dazu beitragen, das Problem des Mangels an Transplantationsorganen zu lösen. Das Forschungsteam sagte, dass diese Studie zum ersten Mal die Durchführbarkeit einer „geneditierten Leber-Xenotransplantation zwischen Schwein und Mensch“ untersucht und originelle Durchbrüche bei der Innovation wissenschaftlicher Theorien, der Kerntechnologieforschung und militärmedizinischen Anwendungen erzielt habe.

Nature veröffentlichte online die weltweit erste Studie zur geneditierten Transplantation von Schweinelebern beim Menschen. Der Akademiker Dou Kefeng vom Xijing-Krankenhaus ist der korrespondierende Autor des Artikels, Professor Tao Kaishan ist der Erstautor, Professor Wang Lin und Professor Dong Hailong sind Co-Korrespondenzautoren und Associate Professor Yang Zhaoxu , Doktor Zhang Xuan und Doktor Zhang Hongtao sind Co-Erstautoren.

Im Anschluss an dieses Experiment führte das Team am 7. Januar dieses Jahres erfolgreich das zweite Experiment zur Lebertransplantation zwischen Schwein und Mensch durch. Anders als beim ersten Versuch, eine Schweineleber in einen menschlichen Körper zu transplantieren, ohne die menschliche Leber zu entfernen, wurde die Schweineleber dieses Mal mithilfe einer In-situ-Ersatzmethode (d. h. durch Entfernung der Leber des Patienten) in einen hirntoten Patienten implantiert.

Wenn man sich weltweit umschaut, konnte man seit November letzten Jahres in drei Fällen erfolgreich geneditierte Schweinenieren an Nierenkranke transplantieren. Die ersten beiden wurden von amerikanischen Wissenschaftlern fertiggestellt, und die dritte wurde ebenfalls vom Xijing-Krankenhaus fertiggestellt. Allen Patienten geht es derzeit gut.

Angesichts der häufigen Erfolge bei der Xenotransplantation von Schweinen auf Menschen kann man sich nur fragen: Zeigen diese Fortschritte, dass der Tag, an dem Menschen Schweineorgane zur Lebenserhaltung oder sogar zur Verbesserung ihrer Lebensqualität nutzen können, nicht mehr unerreichbar ist?

Wie wir alle wissen, ist die Organtransplantation die grundlegende Methode zur Behandlung vieler schwächender Krankheiten (wie Herzversagen, Nierenversagen usw.). Mit dem Fortschritt der Technologie ist die klinische Wirkung idealer geworden, gleichzeitig besteht jedoch auch ein großes Problem, nämlich das Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage. Daten der Weltgesundheitsorganisation zeigen, dass Spenderorgane nur den Bedarf von etwa 10 % der Patienten decken können, die jedes Jahr auf eine Transplantation warten, und die meisten Patienten müssen diese Welt verlassen, während sie auf ein Organ warten. Angesichts dieses Problems haben Wissenschaftler viele Strategien erwogen, wie etwa die einst mit großer Spannung erwartete Stammzelltransplantation. Doch diese Lösung konnte viele Engpassprobleme bisher nicht lösen. Daher wird die Xenotransplantation zu einer weiteren wichtigen Option.

Bei der sogenannten „Xenotransplantation“ handelt es sich um die Organtransplantation zwischen verschiedenen Arten, im Unterschied zur homologen Transplantation zwischen der gleichen Art. Die Idee, Organe anderer Spezies auf den Menschen zu transplantieren, besteht schon seit langem. Seit den 1960er Jahren gab es zahlreiche Versuche und Vorführungen. Nach eingehender Prüfung wurden in den 1980er Jahren Schweine als beste Spender ausgewählt. Der Grund dafür liegt darin, dass die Größe, Struktur und physiologische Funktion der Schweineorgane denen des Menschen ähneln (wissenschaftliche Überlegungen). Darüber hinaus weisen Schweine eine höhere Fruchtbarkeit, relativ niedrigere Preise und eine bessere Ethik (im Vergleich zu Primaten) auf (Machbarkeitsüberlegungen). Anschließend führten Wissenschaftler umfangreiche Tierversuche durch, konnten jedoch aufgrund von Problemen wie Immunabstoßung und Sicherheitsrisiken keine großen Durchbrüche erzielen.

In den letzten Jahren stellte die Entwicklung und Verbesserung effizienter Werkzeuge zur Genomeditierung jedoch einen wichtigen Wendepunkt für die Xenotransplantation zwischen Schweinen und Menschen dar. Die Abstoßungsreaktion von Schweineorganen, die einer Genbearbeitung (Knock-out oder Knock-in von Genen usw.) unterzogen wurden, ist nach der Transplantation in andere Tiere (in der Regel Affen) stark reduziert, wodurch die Verweildauer der transplantierten Organe im Körper verlängert wird. Beispielsweise beträgt der Rekord für eine Herztransplantation 945 Tage, der Rekord für eine Nierentransplantation 758 Tage und der Rekord für eine Lebertransplantation 29 Tage. Diese erfreulichen Ergebnisse haben zweifellos das Vertrauen der Forscher gestärkt. Ab 2022 wird die medizinische Gemeinschaft damit beginnen, Schweineorgane direkt auf Menschen zu transplantieren und die Wirksamkeit zu bewerten.

Trotz Schwierigkeiten macht die Organtransplantation vom Schwein auf den Menschen Fortschritte

Schauen wir uns zunächst die Versuche und Ergebnisse der Xenotransplantation von Schweinen auf Menschen mit Ausnahme der Leber in den letzten Jahren an:

Am 7. Januar 2022 wurde am University of Maryland Medical Center in den USA die weltweit erste Herztransplantation von einem Schwein auf einen Menschen durchgeführt. Der Patient, David Bennet, überlebte mehr als zwei Monate (starb am 9. März)

Am 20. September 2023 wurde am University of Maryland Medical Center zudem die zweite Herztransplantation vom Schwein auf den Menschen durchgeführt. Der Patient, Lawrence Faucette, überlebte 6 Wochen (starb am 30. Oktober).

Im Jahr 2023 transplantierte ein Forschungsteam des NYU Langone Medical Center und der University of Alabama in Birmingham einem hirntoten Patienten eine Schweineniere .

Am 16. März 2024 wurde im Massachusetts General Hospital in den USA die erste Nierentransplantation von einem Schwein auf einen Menschen durchgeführt. Der Patient, Richard Slayman, überlebte 52 Tage (starb am 12. Mai).

Am 29. Mai 2024 wurde im NYU Langone Medical Center die zweite Nierentransplantation von einem Schwein auf einen Menschen durchgeführt. Die Patientin Lisa Pisano überlebte 40 Tage (starb am 7. Juli).

Am 25. November 2024 wurde im NYU Langone Medical Center die dritte Nierentransplantation vom Schwein auf den Menschen durchgeführt. Die Patientin Towana Looney lebt derzeit, was den längsten Zeitraum darstellt (mehr als 4 Monate).

Am 25. Januar 2025 wurde im Massachusetts General Hospital die vierte Nierentransplantation von einem Schwein auf einen Menschen durchgeführt, und der Patient, Tim Andrews, wird derzeit gesundheitlich untersucht.

Am 6. März 2025 wurde im Xijing-Krankenhaus in China die fünfte Nierentransplantation vom Schwein auf den Menschen durchgeführt. Bei der Patientin handelte es sich um eine 69-jährige Patientin mit terminaler Niereninsuffizienz, deren Zustand derzeit gut ist.

Aus diesen Tatsachen lässt sich ersehen, dass die medizinische Gemeinschaft weltweit inzwischen klinische Versuche mit Herz- und Nierentransplantationen von Schweinen auf Menschen durchgeführt hat, darunter zwei Herztransplantationen (die Patienten sind verstorben) und fünf Nierentransplantationen (von denen drei noch leben).

FDA genehmigt klinische Studie zur Nierentransplantation vom Schwein zum Menschen

Versuche zur Organtransplantation von Schweinen auf Menschen werden derzeit nur in China und den USA durchgeführt. Die wenigen in den USA durchgeführten Fälle basieren hauptsächlich auf der „Compassionate Use“-Politik der Food and Drug Administration (FDA). Das bedeutet, dass neue Therapien, die noch nicht klinisch zugelassen sind, bei schwerkranken Patienten eingesetzt werden können, wenn es an bestehenden, zufriedenstellenderen Behandlungsmöglichkeiten mangelt. Am 4. Februar 2025 genehmigte die FDA offiziell eine klinische Studie zur Transplantation von Schweinenieren bei Patienten mit Nierenversagen, und zwei Biotechnologieunternehmen, United Therapeutics und eGenesis, werden noch in diesem Jahr mit ihrer Forschung beginnen. Bei Erfolg wird dies hoffentlich das Problem des gravierenden Mangels an Spendern bei Organtransplantationen lösen.

Aufgrund der vielen Unsicherheiten, die dieser Technologie innewohnen, bleibe ich natürlich, selbst wenn klinische Tests genehmigt werden, hinsichtlich der Ergebnisse nachfolgender Studien vorsichtig. Öffentlichen Informationen zufolge werden die klinischen Studien von Yiyuan mit drei Patienten mit Nierenversagen beginnen, denen innerhalb von fünf Jahren möglicherweise keine menschlichen Organe mehr zur Verfügung gestellt werden können (die Nieren für mehrere frühe Operationen werden größtenteils vom Unternehmen bereitgestellt). UnitedHealthcare hat beschlossen, die Studie Mitte 2025 zu beginnen und zunächst sechs Patienten mit Nierenversagen im Endstadium für eine Transplantation und eine 12-wöchige Beobachtungsphase zu rekrutieren. Nachdem ein unabhängiges Komitee die Sicherheit und Wirksamkeit des chirurgischen Eingriffs bewertet hat, wird die Studie anschließend auf eine größere Gruppe von bis zu 50 Probanden ausgeweitet.

Aus diesen vorläufigen Informationen lässt sich ersehen, dass die Auswahl der Teilnehmer für klinische Studien von entscheidender Bedeutung ist und eines von zwei Kriterien erfüllen muss: Entweder erfüllen sie die Bedingungen für eine Nierentransplantation nicht oder es ist unwahrscheinlich, dass sie innerhalb von fünf Jahren eine menschliche Niere erhalten (einschließlich der Möglichkeit, innerhalb von fünf Jahren eine zu erhalten, aber wahrscheinlich bis dahin zu sterben). Für Laien bedeutet dies, dass der Zustand des Patienten ernst ist und nicht weiter aufgeschoben werden sollte, oder dass der Zustand im Moment nicht ernst ist, die Chancen, menschliche Organe zu erhalten, jedoch gering sind. Darüber hinaus mussten alle Teilnehmer zwischen 55 und 70 Jahre alt sein, an einer Nierenerkrankung im Endstadium leiden und seit mindestens sechs Monaten eine Dialysebehandlung erhalten. Aufgrund dieser harten Bedingungen befindet sich der Zustand der meisten Transplantationspatienten in einem ernsten Zustand und Schweinenieren sind die einzige Hoffnung. Diese Tatsache stellt auch eine enorme Herausforderung für die Beurteilung der Auswirkungen einer Transplantation dar, denn manchmal kann es, selbst wenn die Transplantation erfolgreich ist, dazu kommen, dass der Patient anschließend an anderen Krankheiten stirbt und es schwierig ist, zwischen der Todesursache und einem Transplantatversagen zu unterscheiden.

Aber in jedem Fall sind die Genehmigung und anschließende Durchführung klinischer Studien zweifellos von großer Bedeutung für die Förderung der Transplantation von Schweinen auf Menschen, denn klinische Studien sind der Goldstandard für die Bewertung der Sicherheit und Wirksamkeit neuer Behandlungen und können erst nach umfassender Überprüfung für den klinischen Einsatz zugelassen werden.

Bedeutender Durchbruch bei der Lebertransplantation vom Schwein auf den Menschen

Der im März 2024 in meinem Land abgeschlossene erste Versuch einer Lebertransplantation vom Schwein auf den Menschen hat Patienten mit fortgeschrittener Lebererkrankung neue Hoffnung gebracht. Die Leber hat komplexere Funktionen als das Herz und die Nieren. Insbesondere die verschiedenen von der Schweineleber produzierten Schweineproteine ​​können den menschlichen Körper zu einer starken und schwer zu unterdrückenden Immunreaktion anregen, was letztlich zum Versagen des Transplantats führen kann. Diese zusätzliche Schwierigkeit lässt viele Wissenschaftler hinsichtlich der Lebertransplantation bei Schweinen weniger optimistisch sein.

In diesem Zusammenhang sagte auch Dr. Zhang Xuan vom Team von Dou Kefeng im Xijing-Krankenhaus in einem Interview mit „Fanpu“: „Eine Schweinelebertransplantation ist viel schwieriger als eine Herz- und Nierentransplantation.“ „Es geht um die Kompatibilität der physiologischen Funktionen von Proteinen. Beispielsweise sind die von Schweinelebern synthetisierten Gerinnungsfaktoren nicht vollständig mit denen des Menschen kompatibel, und es kommt häufiger zu Gerinnungsstörungen.“ Daher könnten wir in den nächsten zwei bis drei Jahren erstmals eine Lebertransplantation als Hilfsmittel bei der Transplantation von Menschen einsetzen, genau wie dieses Mal.

Assistierte Lebertransplantation | Quelle: Xijing Krankenhaus

Bei der sogenannten „assistierten Lebertransplantation“ wird dem Patienten nicht seine eigene Leber entnommen, sondern eine Schweineleber an einer anderen Stelle in der Bauchhöhle verpflanzt. Unter der Voraussetzung eines sinnvollen Einsatzes von Immunsuppressiva kommt es beim Patienten nicht zu schwerwiegenden Abstoßungsreaktionen. Auf Wunsch der Familie wurde das Experiment 10 Tage nach der Transplantation abgebrochen. Zu diesem Zeitpunkt hatte die entfernte Schweineleber noch ihre normale Struktur und Funktion. Während der Transplantation behielt die Schweineleber weiterhin einen normalen Blutfluss bei und produzierte Galle und Schweinealbumin, wodurch sie einige Funktionen einer normalen Leber aufwies. Da der Patient noch über eine gesunde Leber verfügt, kann derzeit noch nicht beurteilt werden, ob die alleinige Verwendung transplantierter Schweinelebern bei Patienten mit Leberversagen in Zukunft eine ausreichende Funktion gewährleisten wird. Um dies festzustellen, sind weitere Untersuchungen erforderlich.

Dem zweiten Fall der In-situ-Ersetzung einer geneditierten Schweineleber bei einem hirntoten Patienten, der am 7. Januar 2025 abgeschlossen wurde, zufolge waren die Vitalfunktionen des Patienten nach der Operation stabil und alle Leberfunktionsindikatoren im Wesentlichen normal, was einen weiteren großen Fortschritt darstellt. Auch diese zweite Transplantation wurde auf Wunsch der Familie nach 12 Tagen postoperativer Beobachtung abgebrochen. Als Dr. Zhang Xuan über seine allgemeinen Gefühle und zukünftigen Risikopunkte sprach, sagte er gegenüber Fanpu: „Der allgemeine Eindruck ist, dass es immer noch schwierig ist, die menschliche Leber durch Schweineleber vollständig zu ersetzen.“ Er führte aus, dass die zweitgrößten Herausforderungen bei der xenogenen Lebertransplantation postoperative Gerinnungsstörungen und Immunabstoßungen seien und dass die Frage nach der Verlängerung des postoperativen Überlebens des Transplantatempfängers bestehe. „Die klinische Anwendung von Schweineleber beim Menschen wird in nicht allzu ferner Zukunft liegen. Die erste angewandte Methode könnte eine assistierte Lebertransplantation oder eine extrakorporale Perfusion von Schweineleber sein, da diese Methode sicherer ist.“

Alles wird mit der Zeit überprüft

In den letzten Jahren haben klinische Versuche zur Organtransplantation vom Schwein auf den Menschen ermutigende vorläufige Ergebnisse für die spätere Anwendung dieser Technologie geliefert und einigen Patienten, die sehnsüchtig auf eine allogene Organtransplantation warten, neue Hoffnung gegeben. Ob dies jedoch letztendlich erfolgreich sein wird, ist noch immer nicht vollständig vorhersehbar.

Die erste Herausforderung ist nach wie vor das Problem der Immunabstoßung. Auch bei allogenen Transplantationen ist die Immunabstoßung der wichtigste Grund für das Scheitern. Natürlich lässt sich dieses Problem mit dem Verständnis der Wirkungsmechanismen des Immunsystems und der Anwendung von Immunsuppressiva besser lösen. Bei Organtransplantationen vom Schwein auf den Menschen ist das Problem der Immunabstoßung sogar noch schwieriger. Derzeit werden mithilfe der Gen-Editierungstechnologie einerseits einige Schweinegene entfernt und andererseits einige menschliche Gene hinzugefügt, um das Auftreten von Immunabstoßungsreaktionen zu minimieren. Das endgültige Ausmaß ist jedoch noch unbekannt. In Bezug auf das Problem der Immunabstoßung bestätigte Dr. Zhang Xuan gegenüber „Fanpu“ auch, dass bei der Xenotransplantation noch weitere Arten von Immunsuppressiva zum Einsatz kommen. Bei einigen handelt es sich um Immunsuppressiva, die nur bei der Xenotransplantation eingesetzt werden und bei der allogenen Transplantation selten verwendet werden. Auch die Dosierung desselben Immunsuppressivums wird höher sein als bei einer allogenen Transplantation, um die Abstoßungsreaktion besser kontrollieren zu können.

Das zweite ist das Kompatibilitätsproblem. Schweine und Menschen sind unterschiedlich. Ob Schweineorgane menschliche Organe zur Erfüllung physiologischer Funktionen vollständig ersetzen können, ist ebenfalls eine Frage, die beurteilt werden muss. Bei einer Überlastung kommt es zwangsläufig zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Organe und unbefriedigenden klinischen Ergebnissen.

Schließlich stellt sich die Frage der Kosteneffizienz. Die Wirksamkeit einer Transplantation kann anhand der Ergebnisse früherer Herz- und Nierentransplantationen beurteilt werden. Eine Verlängerung der Überlebenszeit um einige Monate ist für verzweifelte Patienten von großer Bedeutung und einen Versuch wert. Damit verbunden ist die Preisfrage (aktuell liegen noch keine Testversionen vor). Aus heutiger Sicht werden die Kosten für die Operation relativ hoch sein. So werden etwa die Kosten für die geneditierten Spenderschweine, der im Vergleich zu menschlichen Organtransplantationen höhere Aufwand der Operation und der Einsatz von Immunsuppressiva den Preis in die Höhe treiben (wenn die Methode für die groß angelegte klinische Anwendung zugelassen werden kann, werden die entsprechenden Kosten natürlich deutlich sinken). Bei einer Überlebensverlängerung von Monaten oder gar Jahren ist allerdings eine Überlegung wert, ob diese Technologie eingesetzt werden sollte. Dabei handelt es sich um ein Problem umfassender Beurteilung und technischer Positionierung. Ein vollständiger Vergleich mit der allogenen Transplantation ist nicht möglich. Wenn die Wirkung einige der Erwartungen erfüllen kann, ist es zweifellos eine idealere Behandlungsoption.

Insgesamt wird der Fortschritt der Schwein-Mensch-Xenotransplantation aktiv gefördert. Die treibende Kraft hinter der Entwicklung dieses Anliegens liegt vor allem in der Tatsache, dass dieser Plan das praktische Problem des Organmangels lösen und der Menschheit zugute kommen soll. Es scheint derzeit der vielversprechendste Plan zur Ergänzung (oder teilweisen Ersetzung) der homologen Organtransplantation zwischen Menschen zu sein. Insbesondere konnten viele Schwierigkeiten, die einst unüberwindbar schienen, durch den technologischen Fortschritt teilweise gelöst werden. Auch die erfolgreiche Durchführung mehrerer klinischer Studien hat den Forschern großes Vertrauen gegeben. Diese sind zweifellos zu einer starken Triebkraft für die weitere Entwicklung der Technologie geworden.

Auf unsere Frage, ob das Xijing-Krankenhaus Forschungsarbeiten an Patienten vorbereite, die eine Lebertransplantation benötigten, sagte Zhang Xuan: „Wir haben Pläne, aber der genaue Zeitpunkt steht noch nicht fest.“

Egal was passiert, solange man sich anstrengt, gibt es Hoffnung und die Möglichkeit eines Durchbruchs. Gleichzeitig müssen wir aber auch die Komplexität des Lebens erkennen. Ich denke, es ist noch zu früh, um eine Schlussfolgerung darüber zu ziehen, ob das Zeitalter der Xenotransplantation von Schweinen auf Menschen angebrochen ist, denn wir befinden uns gerade erst im Stadium formaler klinischer Tests und es kommt letztlich auf eine umfassende Bewertung der Gesamtwirkung an.

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