【酸甜科技史】器官移植是怎么实现的?这些历史不能忘记!
关于器官移植的设想自古以来就有,《聊斋志异》中有“给书生换心以考取功名”、“因贪图美色给夫人换头”的故事。《圣经》里夏娃正是由亚当的一根肋骨而被赋予了生命。
人类科技文明的飞速发展将古人对器官移植的幻想渐渐变为现实,器官移植是20世纪医学发展中最引人瞩目的成果之一,面对病变的器官或意外创伤的残肢,人类真的能像机器一样更换零部件重获新生吗?
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什么是器官移植?
器官移植是指将个体的器官用手术或其他方法,导入自体或另一个体的某一部分,以替代原已丧失功能的器官。广义上的器官移植还包括细胞移植和组织移植。
角膜移植是大众最熟悉的器官移植手术,许多人因此重获光明;有的妇女通过卵巢移植实现了生育的愿望;还有的人把自己的脚趾移到了残缺的手指上。
面对器官供体的极度紧缺,科学家正在研究多种移植形式,目前器官移植主要分为以下四类:
异种移植,也就是不同种的动物间的移植,如将黑猩猩的器官移植给人;
自体移植,即器官提供者和接受者都是同一个人,是现有常规的器官移植手术;
同系移植,如果有一个有着完全相同的遗传物质的同卵双生子,那么在有需要时还可以进行同系移植;
同种移植,即人与人之间的移植,这是最常见的器官移植,移植器官来自配型成功的捐赠者。
显而易见,自给自足和靠亲兄弟的移植难度要远远高于另外两种,等待同种移植配型成功的时间,也许异种移植都研发好了。
为什么配型如此困难,器官离开活体如何保持生命力,有的器官又为什么不能移植呢?这就涉及到器官移植手术必须克服的三大难题,翻越这三座大山的历程基本涵盖了整个器官移植史的发展。
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器官移植的“三座大山”
>>>>第一座大山:血液流通(1903年)
移植器官一旦植入受者体内,必须立刻接通血管,只有血液带来营养物质与氧气,细胞才可能存活,这就要求有一套极其严格的外科缝合技术,而这种完善的血管吻合操作方法,直到1903年才由美国医生卡雷尔创制出来,再加上之后一系列对器官移植做出的贡献,他荣获了1912年的诺贝尔医学奖。
卡雷尔绘制的血管缝合示意图
这位血管缝合之父--卡雷尔是器官移植的起跑者,1905年他开始专门研究血管缝合术、器官移植和组织培养。
凭借自身在血管缝合上的高超技术,他开始挑战血管移植,之后还在动物身上试验了甲状腺、肾脏、脾脏、卵巢的移植,大部分动物获得了长期生存。他断言“人身上的任何器官,离开了机体,依然可以存活。”
>>>>第二座大山:器官保存(1922年)
这第二个难题一开始在动物实验中并没有引起人们的重视,对于动物实验体猪、羊、猴一般都是现场点杀,但如果对人类同胞如此下杀手,那器官移植救死扶伤的本意也就消失了。到现在为止,意外死亡或脑死亡的器官捐赠仍然是器官移植的主要来源。
离体的缺血器官在常温下短期内(少则几分钟,多则不超过1小时)就会死亡,不能用于移植。而要在如此短的时间内完成移植手术是不可能的。因此,要设法保持器官的活性成为一大难题。
1922年,前苏联眼科医生费拉托夫开始试验人眼角膜移植。1933年他从冷藏尸体上的眼角膜为来源成功实现异体角膜移植,冷藏是最原始的器官保存方法,到1941年他和他的学生已经成功地做了3100多例手术。
冷藏角膜移植之所以成功有一定的特殊性,首先角膜手术不需要开膛破肚,因此易于手术操作,临床经验丰富。最重要的是,角膜自身不含有血管,缺乏淋巴回流,存在免疫赦免的情况,眼角膜中的抗原物质可能被封闭在局部而不易被免疫系统识别。
现代的器官保藏方法已经不再是单纯的冷藏了,1967年由贝尔泽与科林斯创制的降温灌洗技术,原理是以低温减少细胞对养料的需求,并通过持续供给必需的养料,可以安全地保存供移植用肾的活性达24小时,这样才赢得器官移植手术所需的足够时间。
现代的器官保存护理系统
现代医学更加倾向于用体温代替低温保持器官的自然运作,同时保持人为的血液供给,这样会有利于器官在受体内的恢复。
>>>>第三座大山:免疫反应(1954年 )
在角膜移植手术成功后,内脏移植手术则是屡屡碰壁。科学家曾经多次在动物或是绝望的病人身上尝试内脏移植,基本撑不过三天都迅速死亡。
直到二战期间,从事植皮研究的英国医学家彼得·梅达瓦(1960年诺贝尔医学奖获得者),首次提出一个概念——这些失败的手术很可能是因为身体所产生一种免疫排异反应。
因为移植采用的器官来自另一个人,但人体有着一种与生俱来的免疫机构,会排斥甚至消灭进入体内的外来“非己”组织器官,它们抵制"外货"的决心值得我们学习,谁的都不要,亲爹亲妈一样通通抵制,最终导致移植器官破坏和移植失败。
直到1954年,世界上才有了第一例肾移植成功的事例,它由法国医生约瑟夫·穆雷操刀,手术在一对亲兄弟间进行,这对亲兄弟的血缘堪比亲爹亲妈,因为他们为同卵双胞胎,共享着同样的遗传基因和免疫抗原,免疫排异反应大大降低,手术非常成功,这也验证了免疫排异反应的理论。
随即人们展开针对免疫反应的药物研究,试图通过抑制免疫反应以提高器官移植的成功率。到1960年代陆续发现有临床实效的免疫抑制药物:硫唑嘌呤(1961)、泼尼松(1963)、抗淋巴细胞球蛋白(ALG,1966) 、环磷酰胺(1971),这些药物可以使移植的器官长期存活。
免疫反应是器官移植中最难翻越的一座大山,历代科学家一直翻到现在,也没能完全翻过去。
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器官移植未来可期
1989年12月3日,世界首例心脏、肝脏和肾脏多器官移植手术成功完成。目前肾移植在器官移植中疗效最显著,患者存活率超过97%,肝移植术后1年生存率为80%~90%,5年生存率达到70%~80%,最长存活时间可达30多年,对某些疾病来说,通过器官移植续命的小目标已基本实现。
肾、心、肝、胰腺与胰岛、甲状旁腺、心肺、骨髓、角膜等都成为了常用的移植器官,临床初用或实验阶段的有心、肺、小肠、肾上腺等,翻山越岭的路途虽然遥远,但是科技文明的发展可以让我们继续走下去。
现代的器官移植手术
迄今,全世界仅心、肝、肾人体三大器官的移植已经达到50万例,器官移植技术挽救了无数人的生命。但器官移植的高额手术花费与后续免疫治疗仍然使许多病人望而却步,同时供体的紧缺与配型的艰难也是限制器官移植发展急需解决的难题。
我国人体器官移植总量居世界第二位,国际上能开展的器官移植手术在我国几乎都能够开展。目前,中国移植器官强制采用计算机系统分配,不管有钱没钱,有权没权,在疾病面前都是平等的。
面对供体器官供不应求的难题,开发合理的器官来源是一种方法,同时也需要建立科学的器官捐献体制。中国人讲究死保全尸、入土为安,以前很少有人能接受器官捐献,光是面对亲人意外离世的痛苦,或是对脑死亡亲人的不忍放弃的折磨就已经令人窒息,愿意进行器官捐赠的人少之又少。
但现在越来越多的人愿意主动死后器官捐献。这是一种无私奉献的大爱,在面对无可避免的悲剧时,选择帮助他人,是一种让人尊敬的行为。“器官捐献,生命永续”,选择器官捐献,让生命通过另一种伟大的方式精彩延续。
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