器官移植后,供体器官的生物学命运如何?一项发表于预印本平台 bioRxiv(尚未经过同行评审)的研究揭示:来自年轻供体的心脏在年长受者体内会迅速衰老,而老年心脏在年轻人体内则会被“重塑”,恢复活力。这一发现暗示,未来可供移植的器官来源有望更广泛地涵盖老年人群。

随着全球人口寿命延长,心脏移植手术日益频繁,患者年龄也不断攀升。以美国为例,2024年共进行4,636例心脏移植手术,较201年增长81.5%。尽管需求激增,每年仍有数百人在等待新器官的过程中去世。为此,业界正致力于异种器官移植(如猪器官),并在多地修改指导方针,将无显著冠状动脉疾病的年长供体纳入考虑范围,以缓解器官短缺。

年轻心脏的加速衰老

哈佛大学衰老问题研究员 Jesse Poganik 及其团队调查了供体心脏在移植后的生物学年龄变化——即细胞损伤的积累程度。在小鼠实验中,研究人员将年轻(3个月大)、中年(1岁)和老年(1.5–1.67岁)小鼠的额外心脏移植到不同年龄段的受体小鼠体内,使其同时拥有移植心脏和原生心脏。

术后四至六个月,团队通过测量约32万个基因区域的 DNA 甲基化水平,评估与衰老相关的细胞损伤。分析显示,捐赠心脏的生物学年龄发生了显著偏移,趋向于接近受者年龄:年轻心脏在年长动物体内呈现加速衰老迹象,而老年心脏在年轻受者体内则得到更新。这与此前“异体共生”(parabiosis)研究结论一致,即年轻血液能改善年长个体的生理状态,而年长血液则会增加年轻个体的生物学年龄。

宿主主导的生物学规则

在人类临床数据方面,Poganik 团队分析了波士顿布里格姆和妇女医院的历史案例,筛选出11例供受体年龄差异显著的移植手术(年轻心脏移植给年长者,年龄差38至50岁;老年心脏移植给年轻人,年龄差8至24岁),并对其活检样本进行 DNA 甲基化测试。

“令人惊奇的是,我们发现了与小鼠实验完全相同的效果。”Poganik 表示,移植心脏已接受新宿主的生物学年龄设定。此外,通过对数百名心脏移植受者术后一年的电子病历分析,研究人员发现心率、心脏后壁厚度及运动能力等功能指标,主要与受者年龄而非供体年龄相关。

Poganik 指出:“部分功能指标符合预测,即在年轻个体中的老年心脏表现得仿佛生物学上更年轻,反之亦然。但有些情况可能是不可逆的。”