當(dāng)談到器官移植手術(shù)時，醫(yī)生們正在與時間賽跑時間對他們不利。

一組臨床醫(yī)生必須首先將器官從供體上取下，戴著手套的雙手協(xié)調(diào)一致，靈巧地將組織從體內(nèi)分離出來。然后醫(yī)生將收獲的器官準(zhǔn)備好運送給受者，受者可能要坐幾個小時的飛機。一旦器官到達(dá)目的地，移植手術(shù)就終于可以開始了;同樣，外科醫(yī)生必須迅速工作，以確保病人的安全和器官的生存能力。

這樣的描述可能會讓器官移植手術(shù)聽起來像一部電視劇，醫(yī)務(wù)人員提著裝滿人體器官的冷凍機在醫(yī)院走廊里疾跑。但是所有的匆忙提出了一個比電視節(jié)目更重要的問題:一個器官能在體外存活多久并保持適合移植?

這取決于器官。目前，時間窗口可以是4到36小時。但是有一天，醫(yī)生們希望能夠連續(xù)幾周維持器官的正常運轉(zhuǎn)。,,,,

器官冰凍

根據(jù)器官共享聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)(UNOS)的數(shù)據(jù)，2018年，僅在美國就有超過36500例器官移植。到目前為止，腎臟是最常見的移植器官，去年進(jìn)行了超過21,000例移植。其次是肝臟、心臟和肺，其次是胰腺、腸和多器官移植。

根據(jù)《國際醫(yī)學(xué)研究雜志》(Journal of International Medical Research) 2019年的一份報告，大多數(shù)器官在收獲后被“靜態(tài)冷藏”，這意味著器官被存放在一個裝滿冰的冷卻器里。

多倫多大學(xué)(University of Toronto)外科、醫(yī)學(xué)和生理學(xué)教授、醫(yī)學(xué)研究所所長劉明耀博士(Mingyao Liu)說，“冷藏的最初想法很像我們把食物放進(jìn)冰箱。”

劉告訴《生活科學(xué)》雜志，在將器官放入冷庫之前，醫(yī)生首先用“保存液”沖洗組織，以保護(hù)器官免受嚴(yán)寒造成的損傷。

在體溫下，細(xì)胞將化學(xué)物質(zhì)泵入或泵出細(xì)胞膜，以維持細(xì)胞內(nèi)低濃度的鈉和高濃度的鉀。但是低溫的細(xì)胞不能有效地泵血。化學(xué)物質(zhì)通過細(xì)胞膜滲漏，隨著時間的推移，滲漏的細(xì)胞會因為多余的液體而膨脹，從而造成嚴(yán)重的損害。保存液通過控制鈉和鉀的含量來幫助延緩這種損害。劉說，這些溶液還含有營養(yǎng)和抗氧化劑來維持細(xì)胞和抑制炎癥。與冰和冷卻器相結(jié)合，保存液可以使器官在收獲后存活數(shù)小時。

在32 - 39華氏度(0 - 4攝氏度)的溫度下，細(xì)胞的新陳代謝率降至正常速度的5%左右，因此組織消耗能量的速度要慢得多，維持活動所需的氧氣也更少。因此，給器官降溫有助于延緩缺血的發(fā)生，缺血是一種組織因缺氧而受損或功能失調(diào)的狀態(tài)。

根據(jù)《耶魯大學(xué)生物學(xué)與醫(yī)學(xué)雜志》2018年的一份報告，將一個器官放在冰上還能延長其細(xì)胞有限的能量儲存，防止有害代謝物堆積并分解器官組織。

紐約曼哈塞特北岸大學(xué)醫(yī)院(North Shore University Hospital)的心臟移植外科主任布萊恩利馬(Brian Lima)博士說，在常見的移植器官中，心臟在冷藏庫中喪失活力的速度最快。他說，理想情況下，心臟放置在靜態(tài)冷庫中不應(yīng)超過4至6個小時。4小時后，心臟細(xì)胞功能開始衰竭，受者器官功能失常的可能性急劇上升。Lima說，移植器官衰竭，即原發(fā)性移植物功能障礙，是與實體器官移植相關(guān)的“最可怕的并發(fā)癥”。

“心臟白馬王子;最敏感的是缺乏血液流動，”利馬說。“另一方面，腎臟非常有彈性。”收獲的腎臟在冷藏狀態(tài)下可以存活24到36小時，比其他四個移植器官都要長。 肺可以存活6到8小時，利馬說，和 肝位于波士頓的馬薩諸塞州總醫(yī)院(Massachusetts General Hospital)移植科主任詹姆斯·馬克曼(James Markmann)說，這種病毒可以在冷庫中保存約12個小時。,,

另一種方法

劉在2018年的報告中稱，盡管技術(shù)含量低，但冰柜法“為保存和運輸器官提供了一種簡單而有效的方法”，自20世紀(jì)60年代以來被廣泛使用。但這項技術(shù)也并非沒有缺點。劉說，冷藏器官不僅會在數(shù)小時內(nèi)喪失生存能力，而且醫(yī)生也無法評估冷凍器官的質(zhì)量。

基本上，沒有客觀的測試可以告訴臨床醫(yī)生，當(dāng)一個有問題的器官被放在一個寒冷的冷卻器里時，它的細(xì)胞新陳代謝會慢下來。然而，專家告訴《生活科學(xué)》雜志，有一種替代冷藏的方法可以讓醫(yī)生在移植前檢查器官，而且這種方法可能很快就會變得更加普遍。,

根據(jù)《耶魯期刊》2018年的報告，這種替代的保存方法被稱為灌注法，包括將一個收獲的器官連接到一臺機器上，通過器官組織泵入富含氧氣和營養(yǎng)的液體，就像心臟在體內(nèi)所做的那樣。當(dāng)插入機器時，當(dāng)器官代謝能量和產(chǎn)生廢物時，它的糖儲存被補充，它的有毒代謝物被清除。

在外科醫(yī)生摘取器官之前，供者的心臟會有一段時間停止向組織輸送含氧血液，這就會造成損害。在灌注機中放置一個器官可能會給組織一個恢復(fù)的機會，Markmann說。此外，臨床醫(yī)生可以通過監(jiān)測系統(tǒng)中循環(huán)的代謝物乳酸的水平來檢查器官，他說。細(xì)胞在正常的代謝功能中使用乳酸鹽，所以“如果器官工作正常，乳酸鹽應(yīng)該被清除”，Markmann說。

利馬補充說:“乳酸鹽充其量是一種粗略的代謝量，用來測量全身的灌注情況。”但與在移植前目測接近冷凍的器官相比，乳酸鹽仍然是一種更好的測量方法。根據(jù)不同的器官，醫(yī)生還可以通過其他測量來評估組織的健康狀況，比如肝臟產(chǎn)生的膽汁。

灌注能使器官更長久地保持健康嗎?

一些灌注系統(tǒng)仍然要求器官在保存過程中降溫，但在過去20年里，幾個研究小組選擇了保持器官溫暖，讓溫暖的血液充滿組織。在68 - 92華氏度(20 - 33攝氏度)的溫度下，人體各器官的功能與人體大體相同。冷灌注系統(tǒng)和熱灌注系統(tǒng)在澳大利亞和英國都有廣泛的應(yīng)用但這些設(shè)備大多仍在美國進(jìn)行臨床試驗

然而，美國的一個灌注系統(tǒng)在12月成為頭條新聞，這是第一例心臟移植手術(shù)的一部分。位于北卡羅來納州達(dá)勒姆的杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的醫(yī)生在病人心臟停止跳動后將其取出;據(jù)CNN報道，他們隨后用一個溫暖的灌注系統(tǒng)“激活”了這個器官。通常情況下，在腦死亡的供體停止跳動之前，心臟會被摘除，以避免大面積的缺血損傷。在美國，醫(yī)生們以前曾“喚醒”過兒童的心臟但他們從未在成人器官上使用過該系統(tǒng)。利馬說，在使用該系統(tǒng)多年的國家，可接受的心臟供體增加了約30%至40%。

他補充說:“如果這一數(shù)字適用于美國，那將是一個非常大的數(shù)字。”

杜克大學(xué)(Duke University)外科助理教授雅各布·施羅德(Jacob Schroder)博士是這次具有里程碑意義的心臟移植手術(shù)的參與者之一。他告訴CNN，在全國范圍內(nèi)使用該系統(tǒng)可以“增加30%的供體和心臟移植數(shù)量”。

雖然供體庫可能會擴大，但器官的狀況會改善嗎?到目前為止，很少有研究直接將低溫貯藏與灌注進(jìn)行比較，但有趣的是，灌注器官的表現(xiàn)似乎更好。

例如，據(jù)Stat News報道，在一項將肝臟灌注系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)冷藏庫進(jìn)行比較的試驗中，醫(yī)生只拒絕了16個灌注過的肝臟，而來自冷藏庫的肝臟則有32個，灌注后的器官受到的損傷似乎更小。劉說，他在自己的肺移植工作中也觀察到了類似的趨勢。劉和他的同事開發(fā)了肺的“體外灌注系統(tǒng)”;在此之前，只有不到20%的供體肺在他的大學(xué)醫(yī)院被成功移植。根據(jù)2018年的一份報告，現(xiàn)在，該項目的活動范圍擴大了70%，“成果顯著”。

通常情況下，肺與灌注系統(tǒng)保持連接4到6個小時，但動物器官的實驗表明，灌注的肺可以維持12到18個小時，甚至可能長達(dá)36個小時，劉說。他補充說，總有一天，一個器官可以被灌注數(shù)周。器官在系統(tǒng)中停留的時間越長，臨床醫(yī)生修復(fù)受損組織的時間就越長。劉和他的同事現(xiàn)在正在研究如何抑制灌注肺部的炎癥和細(xì)胞死亡。但他說，在未來，或許可以在連接灌注機的同時，用基因或干細(xì)胞療法來治療器官。

然而，就目前而言，大多數(shù)捐獻(xiàn)的器官仍然是放在冰融的冷藏箱里運送給受贈人的。為什么?

“老實說，(灌注)的障礙在于成本，”利馬說。他說，一個器官的灌注系統(tǒng)要花費幾千美元，這顯然超過了一個標(biāo)準(zhǔn)冷卻器的價格。由于很少有研究將灌注與標(biāo)準(zhǔn)冷藏進(jìn)行比較，因此沒有“驚天動地的數(shù)據(jù)”能夠說服醫(yī)院在全國范圍內(nèi)進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換。

但鑒于杜克大學(xué)心臟移植手術(shù)最近的成功，Lima說，灌注可能很快就會成為護(hù)理的標(biāo)準(zhǔn)。

最初發(fā)表在 生活科學(xué)。