文 / 周亦川 編 / 袁月

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器官移植手術(shù)是一場(chǎng)與時(shí)間的戰(zhàn)爭(zhēng)。Livescience網(wǎng)站12月28日發(fā)文指出，一組醫(yī)生熟練地從供體中取出器官，然后將采集的器官處理后運(yùn)輸?shù)浇邮照咚诘尼t(yī)院，其間的距離最長(zhǎng)可能需要幾個(gè)小時(shí)的飛行。一旦器官到達(dá)目的地就開(kāi)始移植手術(shù)，外科醫(yī)生必須迅速操作確?；颊甙踩推鞴偕婺芰?。

這個(gè)過(guò)程或許比聽(tīng)上去甚至是電視劇中的情節(jié)更令人緊張，對(duì)此，擺在醫(yī)患面前最大的問(wèn)題是“一個(gè)可以用于移植的器官究竟可以在體外存活多久?”目前，根據(jù)器官的不同，其時(shí)間窗在4—36小時(shí)之間，而在科學(xué)家們的不斷努力下，我們希望能夠讓器官能存活達(dá)到幾個(gè)星期之久。

器官冷藏系統(tǒng)

據(jù)加拿大多倫多大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所所長(zhǎng)，外科，醫(yī)學(xué)和生理學(xué)教授Mingyao Liu介紹，美國(guó)2018年進(jìn)行過(guò)超過(guò)3.65萬(wàn)例器官移植，其中最多的是腎移植，共2.1萬(wàn)多次，接下來(lái)是肝臟、心臟和肺，然后是胰腺、腸道和其他器官移植。大多數(shù)器官在采集后被放置在一個(gè)裝滿冰的寒冷容器，原理就像把食物放進(jìn)冰箱中冷藏一樣。

當(dāng)然，這個(gè)流程要比“把食物放進(jìn)冰箱”要復(fù)雜的多。在放入冷藏盒之前，醫(yī)生首先要用“防腐液”沖洗組織，保護(hù)器官免受極端寒冷損害。這是因?yàn)?，在正常條件下細(xì)胞會(huì)將化學(xué)物質(zhì)在細(xì)胞膜間泵入和流出，維持細(xì)胞內(nèi)低鈉高鉀的狀態(tài)。但是，低溫條件下細(xì)胞這個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程失效，細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)逐漸泄漏，在滲透壓的作用下細(xì)胞內(nèi)的水分越來(lái)越多，造成嚴(yán)重傷害。這種防腐液就是以特定比例配置的鈉鉀溶液，可延緩這種損害。當(dāng)然，防腐液還可以加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和抗氧化劑，維持細(xì)胞功能，抑制炎癥。

在這種冷藏條件(0—4攝氏度)下，細(xì)胞新陳代謝速度下降至平時(shí)的5%，組織通過(guò)細(xì)胞內(nèi)部能量運(yùn)作的速度慢得多，消耗的氧氣更少，可延遲局部缺血發(fā)作。延長(zhǎng)細(xì)胞有限能量存儲(chǔ)的同時(shí)，還能夠防止有害的代謝產(chǎn)物堆集破壞器官組織。

但是，用冷藏方法保存器官時(shí)間很有限，其中心臟喪失活力的速度最快。在理想情況下，心臟無(wú)法在冷藏盒中保存超過(guò)4—6小時(shí)。4個(gè)小時(shí)是一個(gè)“坎”，此時(shí)心臟細(xì)胞功能開(kāi)始衰竭，器官移植后發(fā)生故障的可能性急劇增加，這又被稱為原發(fā)性移植物功能障礙，是實(shí)體器官移植最令人擔(dān)憂的并發(fā)癥之一。

與心臟相比，腎臟的耐受性最強(qiáng)，可以在冷藏條件下存活24—36小時(shí)，而肺臟是6—8小時(shí)，肝臟可存活12個(gè)小時(shí)左右。

冷灌注系統(tǒng)

Liu指出，盡管冷藏裝置的技術(shù)含量不高，但它提供了一種簡(jiǎn)單有效的保存運(yùn)輸方法，自1960年起已被廣泛使用。當(dāng)然，其缺點(diǎn)也是比較明顯的，不僅器官會(huì)在數(shù)小時(shí)內(nèi)喪失活力，而且醫(yī)生也無(wú)法監(jiān)測(cè)評(píng)估冷藏盒中器官的質(zhì)量。一旦器官發(fā)生問(wèn)題，沒(méi)有任何客觀的測(cè)試告訴醫(yī)生器官是否仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，細(xì)胞的新陳代謝是否減弱，等等。

耶魯大學(xué)2018年一份研究提出了冷藏的替代方法，被稱為冷灌注系統(tǒng)。醫(yī)生將收集的器官連接到機(jī)器上，就像心臟在體內(nèi)運(yùn)作一樣，把富含氧氣和營(yíng)養(yǎng)的液體輸入器官，將有毒的代謝產(chǎn)物清除。

在臨床實(shí)踐中，采集器官前捐贈(zèng)者的心臟會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)停止將含氧血液泵到組織，可能出現(xiàn)損害，那么將器官放置于灌注機(jī)中就有可能使其恢復(fù)。此外，醫(yī)生還可以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的乳酸檢查器官代謝水平。盡管乳酸只是灌注中一種粗略的代謝標(biāo)準(zhǔn)，但與單純的器官冷凍相比已有很大進(jìn)步。當(dāng)然，根據(jù)器官不同，醫(yī)生還可以通過(guò)其他的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估，比如肝臟可用產(chǎn)生的膽汁水平進(jìn)行評(píng)估。

溫灌注系統(tǒng)

上述灌注系統(tǒng)仍要求在器官保存的流程中對(duì)其進(jìn)行冷卻，但在最近的20年中，有幾個(gè)研究組已開(kāi)始探究保持器官溫暖并用常溫血液灌注組織的方法。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在20至33攝氏度的條件下，離體器官與在人體中的功能基本相似。目前，冷灌注與溫灌注系統(tǒng)已在澳大利亞和英國(guó)廣泛使用，而大多數(shù)設(shè)備已在美國(guó)進(jìn)行臨床試驗(yàn)。

今年12月，美國(guó)杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心在患者心臟停跳后摘除了他的心臟，隨后使用溫灌注系統(tǒng)對(duì)器官進(jìn)行修復(fù)，準(zhǔn)備移植。一般來(lái)說(shuō)，心臟移植手術(shù)在患者被判定腦死亡后就要進(jìn)行，避免停跳缺血帶來(lái)的廣泛器官損害，而心臟停跳后還能摘取器官無(wú)疑擴(kuò)展了供體的有效性。目前，美國(guó)已通過(guò)這種方法成功實(shí)現(xiàn)了小兒心臟移植，而本次手術(shù)是成人器官的第一次嘗試。在已使用該系統(tǒng)多年的國(guó)家中，數(shù)據(jù)表明溫灌注系統(tǒng)可使心臟捐獻(xiàn)的數(shù)量增加30%—40%。那么，這個(gè)比例在美國(guó)將是一個(gè)巨大的數(shù)字。

冷藏與灌注，孰優(yōu)孰劣？

Liu指出，目前直接將器官冷藏與灌注進(jìn)行比較的研究還很少，但從部分報(bào)道來(lái)看，灌注的效果通常更好一些。Stat News網(wǎng)站報(bào)道的一項(xiàng)研究中，研究人員將灌注系統(tǒng)與冷藏系統(tǒng)的肝移植手術(shù)進(jìn)行比較，有16個(gè)灌注肝臟不能使用，而冷藏的確有32個(gè)肝臟不能使用，而且灌注的肝臟受到損傷更少。

在Liu團(tuán)隊(duì)的肺移植工作中看到了類似的趨勢(shì)，原先僅有20%的供體肺可以成功移植，而應(yīng)用他制作的肺部體外灌注系統(tǒng)中已經(jīng)擴(kuò)大到了70%。數(shù)據(jù)表明，肺部在灌注系統(tǒng)中均運(yùn)行了4—6小時(shí)，但動(dòng)物器官實(shí)驗(yàn)顯示肺部可生存12—18小時(shí)，甚至是36小時(shí)。在他看來(lái)，將來(lái)有一天器官甚至可以被灌注數(shù)周存活，甚至可以引入基因和干細(xì)胞療法，對(duì)離體器官進(jìn)行修復(fù)，達(dá)到更好的移植狀態(tài)。

但是，目前器官移植醫(yī)生使用最多的還是器官冷藏法，最主要的原因還是成本。一套灌注系統(tǒng)需要花費(fèi)數(shù)千美元，比冷藏法貴得多。如果沒(méi)有充分的研究對(duì)灌注法與冷藏法進(jìn)行比較，很難說(shuō)服醫(yī)院在全國(guó)范圍內(nèi)更換治療方式，因?yàn)檫@涉及到一個(gè)相當(dāng)大的成本轉(zhuǎn)換。

Liu指出，考慮到越來(lái)越多的移植試驗(yàn)的成功，灌注法很有希望成為器官移植的治療標(biāo)準(zhǔn)流程。

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