在过去的几年里，由George Church领导的研究人员在设计猪的基因组以使其细胞与人体相容方面取得了重大进展。许多人认为，在CRISPR技术的帮助下，有可能有一天患有一颗健康的心脏，对于一个迫切需要的病人来说，它可能来自一头猪。

“改变猪中的一个基因是相对可行的，但要改变许多 - 这很明显是这里的最小 - 受益于CRISPR，”这是一个有规律的间隔短回文重复序列的首字母缩略词，Church，Robert Winthrop教授哈佛医学院(HMS)的遗传学和哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的核心教员。异种移植是“为数不多的”重大挑战之一(伴随着基因驱动和灭绝，他说)“这确实需要CRISPR的'oomph'。”

为了促进安全有效的细胞，组织和器官的开发，以便将来医学移植到人类患者身上，哈佛大学的技术开发办公室已经授予剑桥生物技术创业公司eGenesis的技术许可。

由教会和前HMS博士生Luhan Yang于2015年共同创办，eGenesis去年宣布已筹集3800万美元用于推进其研发工作。教会实验室，博士生，博士后和访问研究人员至少有八名前成员继续在那里担任员工的科学职业。

哈佛大学首席技术开发官兼高级助理教务长艾萨克科尔伯格说：“教会实验室以其对科学成就的不懈追求而闻名，这些雄心勃勃似乎是不可能的 - 而且确实是[其]成功的记录。”“乔治因其能够激发激情并在其才华横溢的研究团队中培养强大的创业能力而获得认可。”

哈佛OTD的许可证涵盖了在HMS和Wyss研究所开发的一套强大的基因组工程技术，包括获取与教会实验室2012年由Yang和Prashant Mali领导的教育实验室2012年突破性使用相关的基础知识产权，以编辑基因组的人体细胞。还包括随后的创新，其能够同时有效且准确地编辑众多基因。该许可证仅适用于eGenesis，但仅限于异种移植领域。

这些技术能否为有需要的患者带来挽救生命的组织和器官?美国卫生和公众服务部的器官采购和移植网络跟踪统计数据。美国大约有114,000人正在等待器官移植。在一般人群中，只有三分之一的人死于能够捐赠器官的方式，而且只有当他们是登记的捐赠者时才会死亡。与此同时，每天，等候名单上的20个人都在等待。

使用活的，非人类器官的前景，以及对组织中存在的或可能与人类遗传物质结合形成的病原体的传染性的关注，促使美国食品和药物管理局自中期以来就异种移植研究和发展发布详细指导-1990s。在猪中，主要关注的是猪内源性逆转录病毒(PERVs)，即动物基因组中潜在致病性DNA的链，可能感染人类患者并最终导致疾病。

这就是教会实验室的CRISPR专业知识已经取得重大进展的地方。2015年，该实验室在“科学”杂志上发表了重要成果，成功证明了使用基因组工程来消除猪细胞中的所有62个PERV。科学后来称其为“迄今为止最广泛的CRISPR编辑专长”。

2017年，与哈佛大学，其他大学和电子大学的合作者，Church和Yang走得更远。他们在科学界再次出版，他们首先证实了早期研究人员的担忧：事实上，猪细胞可以将PERV传递到人体细胞中，而这些人类细胞可以将它们传递给其他未暴露的人体细胞。(在什么情况下这些PERV可能引起疾病仍然是未知的。)在同一篇论文中，他们纠正了这个问题，宣布了37只PERV免疫猪的胚胎发生和分娩。

“总的来说，这些创新令人惊叹，”OTD业务发展总监Vivian Berlin说道，他负责管理哈佛大学生命科学知识产权的商业化战略。“这是他们需要的基础，让科学界和投资界相信异种移植可能成为现实。”

eGenesis的临时首席执行官朱莉桑德兰说：“经过数百次测试，这是eGenesis及其整个领域的重要里程碑，代表了猪安全器官移植的关键一步。”“在这项研究的基础上，我们希望继续推进使异种移植成为安全和常规医疗程序的科学和潜力。”

然而，这不是故事的结局：电子遗传学将需要解决的免疫挑战仍然存在。患者身体完全拒绝移植组织的可能性阻碍了许多先前的异种移植尝试。Church说，必须实现许多遗传改变，以使猪器官与人类患者完全相容。其中包括对几种免疫功能，凝血功能，补体和糖以及PERV的编辑。

“尝试直接移植几乎在几小时内就会立即失败，因为细胞表面的碳水化合物存在巨大的不匹配，特别是α-1-3-半乳糖，因此这是一个显而易见的过程，”Church解释道。“当你删除那个你可以用传统方法做的基因时，你仍然会得到相当快的拒绝，因为还有许多其他方面是不相容的。你必须照顾它们中的每一个，而不是所有这些都是只是去除东西 - 其中一些你必须人性化。有很多微妙的参与，以便你得到正常的猪胚胎发生，但不是拒绝。

“将所有这些整合在一起是一个挑战，”他总结道。

简而言之，这是CRISPR的下一个重大挑战。