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  • 全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      今天,一则新闻震惊了蝌蚪君!

      美国男子车祸毁容成功“换脸换手” ,术后半年无排异反应。

    全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      据报道,美国新泽西州 22 岁男子迪梅奥 2018 年遭遇一场严重车祸,虽捡回了一命,但全身烧伤面积达 80%,脸部完全毁容。

      为了让迪梅奥恢复到正常生活,纽约大学朗格尼医学中心替换掉了他的整张脸和双手。

      术后近半年,迪梅奥的身体未出现任何异常,“新手”也越来越灵活。

      不得不感叹医学的进步,医学的发展真的是患者的福音。

    全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      “换脸换手”属于器官移植。我们都知道器官移植是很难的,所谓的“换脸术”也是近几年才兴起的。

      那么你知道器官移植究竟难在哪吗?器官移植的未来之路又在哪呢?

      01、器官移植是怎么逐渐发展成熟的?

      通俗来说,器官移植,是指将健康器官移植到另一个个体内,并使之迅速恢复功能的手术。目前可以移植的器官有:肾脏、肝脏、心脏、肺脏、胰腺、小肠等。

      器官移植开启于 19 世纪初期,近 100 年来,医学家们对器官移植的勇敢尝试,造就了现在相对成熟的移植技术,同时挽救了很多处于器官衰竭终末期的病人。

      当人的某个器官出现病症,古时候的人类突然开脑洞:能不能像机器更换零件一样把“坏”掉的器官换掉呢?

      1954 年 12 月 23 日, 波士顿的 Murray 医生成功进行了第一例同卵双生子的肾移植,接受手术者活了 8 年[2]。

    全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      1954 年,首例肾脏移植手术在波士顿获得成功。

      1963 年,医学家们在肺和肝脏移植方面进行了尝试[3,4],但肺移植受体只存活了 18 天,而肝移植受体死于手术中的大出血。

      接着,1967 年,南非的 Barnard 医师成功施行第 1 例心脏移植术[5]。

      之后的医学家们继续在其他部位进行器官移植的尝试,但因为移植后器官发生排斥反应,患者术后生存情况并不理想。

      直到 70 年代后期,环孢菌素的面世(一种能抑制身体攻击外来器官倾向的药物),很大程度上解决了移植排斥反应的问题,这使器官移植成为常规疗法[6]。

      如今,器官移植已经越来越普遍。

    全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      国际器官移植发展概况,图源:武汉大学移植医学中心叶啟发医生

      最近几年还出现了“换脸术”,据报道此次是全球首例成功换脸换手手术。

      02、器官移植之难

      虽然器官移植术的发展日渐成熟,但眼前的障碍也让世界各国的医生们和等待器官的患者及家属颇为头痛。

      - 配型难

      说移植配型,还要从移植排斥说起。一个人的器官移植到另一个人身上,大多时候就像是一名陌生的男子无缘无故闯进女生宿舍,肯定要受到排斥。

      为避免移植排斥,器官移植手术前要做配型,主要是 ABO 血型配型和 HLA 的配型。移植的受体和供体之间必须血型相同才能进行移植。血型相配很容易,而 HLA 配型则比较困难。

      先来说说什么是 HLA。

      在器官移植中,“人类白细胞抗原”HLA(human leukocyte antigen),是反映两个个体之间免疫相容性,在器官移植中也就是患者对移植器官的接受程度。

      HLA 分子驻守在所有有核细胞和血小板表面,尽忠职守地监察细胞,一旦发现一个细胞不是「自己人」,就会把它递呈给 T 淋巴细胞,启动免疫反应,清除入侵者。

      但在器官移植时, HLA 同样把移植进来的器官当“外来人”处理,引起免疫反应,移植进受体的器官如此不受待见,自然难以存活。

      在所有器官移植手术中,对 HLA 配型要求最高的就是肾移植。其他如心、肝、肺等器官移植,因脏器来源少,很难达到 HLA 配型相同,主要要求 ABO 血型相同。

      HLA 有多个基因位点,其中一些位点与器官移植有关。不同的器官移植时需要考虑的侧重位点不一样。

      HLA 基因上有 4 个位点在影响移植肾排斥中的作用很大,所以移植前会检测这 4 个位点。

    全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      HLA 系统的基因位于第六号染色体的短臂 6p21.31 区。HLA 抗原根据不同的基因位点分为一类、二类和三类抗原。一类抗原:HLA-A,B,C 位点;二类抗原:HLA-DR,DQ,DP 位点;三类抗原:补体;图源:promocell

      因为每个人分别从父母各获得一套染色体,需要匹配的就是每套染色体上的 HLA-A、HLA-B、HLA-DR 、HLA-DQ 4 个位点,两套染色体就是 8 个位点。

      肾移植中供者和受者的 HLA 位点相配的越多,发生排斥反应的风险就越低,移植肾的长期存活率就越高[7]。

      最完美的情况,是同卵双生的双胞胎之间的器官移植,他们的 HLA 就完全相同,移植后才不会发生急性排斥反应,患者术后三年存活率接近 100%。

      多数情况下,供体和受体之间只能匹配上 3-4 个位点,此时患者术后的三年存活率约为 90% 以上。

      在器官短缺的情况下,HLA 配型结果不是肾移植手术的必需条件。甚至在供体与受体的 HLA 基因一个位点也不匹配的情况下,也能进行移植,在强效抗排异药物帮助下,术后的存活率也能达到三分之二左右。

      你可能会问,“HLA 位点不匹配,我先不做移植,等到有匹配再做行不?”可用于移植的器官来源有限,在现实面前,没有人能如此“任性”。

      - 器官短缺

      每年,我国约 30 万人在移植等待的名单中,但只有约 2 万多人能获得器官移植的机会,很多患者在苦苦等待中离世[8]。

    全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      图源:电影《修复生命》

      从 2015 年 1 月 1 日开始,我国全面禁止死囚器官移植,器官移植只能寄希望于公民自愿捐献。

      受到“死后要保留全尸”的传统观念束缚,大多数人对器官捐献是不理解,也不能接受的。

      随着器官捐献理念的宣传和教育,近年来捐献数量也有所增加。

      截至目前,中国器官移植发展基金会“施予受”器官捐献志愿者网志愿登记已达 292 万人次[9]。但相比我国 14 亿人口,这还远远不够,器官自愿捐献率依然低,器官移植的缺口依然很大。

    全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      图源:codac.org

      - 移植术后并发症

      器官移植成功并不代表日后就万事大吉,移植后还要跟与免疫抑制剂有关的并发症、感染并发症、肿瘤并发症、多器官移植衰竭并发症等敌人斗智斗勇。

      2018 年,《美国移植学杂志》报道的这个事件,让很多人看到了器官移植的“硬伤”:3 名病人移植了同一位捐献者的不同器官后,最后都死于乳腺癌,乳腺癌细胞都来自捐献者。

      这是不是医生失误,事前没有好好检查捐献者的身体?

      事实上,医院表示已经对捐献者的身体进行全面检查,可是当时并没有发现有任何乳腺癌或者恶性乳腺肿瘤的迹象存在,即便有存在肿瘤,那也是没有太大威胁性,所以没有检查出来。

      如果不是检查环节的问题,要为这场悲剧背锅的,也可能是抗排斥药。

      因为移植来的器官会产生排斥反应,患者不得不终身服用抗排斥药,而抗排斥药会削弱他们的免疫系统,一旦免疫系统变弱,患者的体内就会变成肿瘤细胞或隐藏的癌细胞不受抑制生长的温床。

    全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      图源:电影《修复生命》

      因为免疫抑制剂的使用,肿瘤已经成为肾移植患者的主要死因之一[10]。据统计, 受者肾移植后得恶性肿瘤的机会比同龄的普通人群高出 3-5 倍,某些肿瘤甚至高达 100 倍,且发病年龄也比普通人提前[11]。

      器官移植跟赌博差不多,不移植就没希望,移植了也不一定能打败各种并发症。

      03、器官移植的未来—异种移植?

      因为全世界都出现器官短缺的问题,人们开始研究异种移植、3D 打印器官,或者其他培养或修复器官的技术,其中,异种移植被认为更接近于现实。

      人工培养动物的器官移植给人用,是不是可以把器官短缺的问题解决了?

      于是人们在猪的身上开始尝试。相对与人类种源更接近的灵长类动物,如黑猩猩、猴子,猪因生长时间短,长得快,器官大小与人体相似,所以更适合作为异种器官移植的供体。

      要想把猪的器官移植到人体内,我们面前有两大障碍:一是猪自身具有的逆转录病毒,移植后可能会感染人;二是不同物种之间会有免疫排斥,强行移植会引发严重的临床症状。

      不过,利用基因工程技术,对物种进行改造后,异种移植可能行得通。

    全球首例“换脸换手”手术成功!器官移植为啥这么难?

      上图是 2017 年 9 月《科学》杂志封面。该期杂志刊登了关于基因编辑技术在迷你猪身上的应用

      发表在《自然·生物医学工程》上的最新研究结果表示,通过基因编辑技术制造的“猪 3.0”,理论上解决了上述两个问题[12]。

      但“猪 3.0”是否能够给人类提供移植用的器官,可能还需要花上数年的时间,先进行灵长类动物的实验,才能进行人类临床试验。

      但愿在不久的将来,器官移植技术能有所突破,造福那些像 22 岁的迪梅奥一样,深陷在漫长的等待中的人们。参考文献:

      [1] https://www.codac.org.cn/clovestation/20210111/701177.htm

      [2]Murray J . Renal homotransplantations in identical twins[C]// Surg Forum. 1955.

      [3]STARZL,TE .Homotransplantation ot the liver in humans//Surg Gynecol Obstet.1963.

      [4]Hardy J D , Webb W R , Dalton M L , et al. Lung Homotransplantation in ManReport of the Initial Case[J]. Jama the Journal of the American Medical Association, 1963.

      [5]Barnard C N . Human cardiac transplantation. An evaluation of the first two operations performed at the Groote Schuur Hospital, Cape Town.[J]. The American Journal of Cardiology, 1968, 22(4):584-596.

      [6]李丹亚. 环孢菌素与器官移植[J]. 国外医学情报, 1986(12).

      [7]肾脏替代治疗学(第 2 版)

      [8]https://www.sohu.com/a/319922746_119717

      [9]中国人体器官捐献管理中心 https://www.codac.org.cn/

      [10]解俊杰,钱叶勇,石炳毅,等 . 肾移植患者术后并发原肾恶性肿瘤 3 例报告及文献复习[J]. 器官移植,2012.

      [11] 牛斌,林静,陈晓瑜,等 . 肾移植术后新发恶性肿瘤临床分析[J]. 器官移植,2013.

      [12]Yue, Y., et al., Extensive germline genome engineering in pigs. Nature Biomedical Engineering, 2020.

      Ps:这是中国人体器官捐献管理中心的官方网址:https://www.codac.org.cn/,有意者可查询了解。

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