器官移植:从不可能的手术到生命的接力

皮肤移植的启示与移植免疫的迷思

人类梦想替换病变器官的历史几乎和医学一样长。但直到 20 世纪之前,所有尝试都以失败告终。最早的成功是皮肤移植:1869 年,瑞士外科医生雅克-路易·雷韦尔丹(Jacques-Louis Reverdin,1842-1929)发现取自患者自身的皮肤小块可以在创面上存活并扩展。但移植他人皮肤的尝试——无论供体是亲属还是志愿者——几乎总是在几天到几周内坏死脱落。

这个谜题的答案要到 20 世纪中叶才被揭开。1940 年代,英国生物学家彼得·梅达沃(Peter Medawar,1915-1987)在研究烧伤患者的皮肤移植时发现了一个规律:来自供体的皮肤第一次移植时存活约十天,但同一只供体的第二次移植会被更快地排斥。他意识到这不是外科技术问题,而是免疫系统在识别和攻击外来组织。梅达沃进一步在小鼠实验中证明,如果在胚胎期引入外来细胞,成年后可以接受该供体的皮肤而不排斥——免疫耐受是可以诱导的。1960 年,梅达沃与弗兰克·伯内特(Frank Burnet,1899-1985)因发现获得性免疫耐受而共享诺贝尔奖。

第一例成功的肾移植

1954 年 12 月 23 日,美国波士顿彼得·本特·布里格姆医院,一台前所未有的手术正在进行。外科医生约瑟夫·默里(Joseph Murray,1919-2012)和他的团队将罗纳德·赫里克的一颗健康肾脏移植给了他的同卵双胞胎兄弟理查德。理查德患有终末期肾病,已经没有其他治疗选择。选择同卵双胞胎作为供体是一个关键的策略——因为两人基因完全相同,理论上不会产生排斥反应。

手术耗时五个半小时,但移植的肾脏几乎立即开始工作。理查德又活了八年,直到 1963 年死于心脏疾病。默里由此打开了器官移植的大门。1990 年,他因这项开创性工作获得诺贝尔生理学或医学奖。

但对绝大多数需要移植的患者来说,不存在同卵双胞胎供体。跨个体的器官移植需要克服免疫排斥这一根本障碍。1960 年代初,硫唑嘌呤(azathioprine)与类固醇的联合使用首次使非亲属间的肾移植成为现实,但排斥反应仍然频繁而致命。

心脏移植的冲击波

1967 年 12 月 3 日,南非开普敦格鲁特舒尔医院,外科医生克里斯蒂安·巴纳德(Christiaan Barnard,1922-2001)完成了人类历史上第一例心脏移植。受体是 53 岁的路易斯·瓦什坎斯基,一位心力衰竭终末期的杂货商;供体是 25 岁的丹尼斯·达瓦尔,她因车祸被宣布脑死亡。手术本身在技术上相对成功——巴纳德曾在美国的 Norman Shumway(1923-2006)实验室学习过心脏移植技术——但瓦什坎斯基在术后第 18 天死于肺炎,免疫抑制药物摧毁了他抵抗感染的能力。

尽管如此,这颗跳动的心脏在另一个人体内存活了 18 天,这个事实本身就是一记惊雷。全世界为之轰动。1968 年一年内,全球进行了超过 100 例心脏移植,但绝大多数患者在数周内死于排斥或感染。到 1970 年代初,心脏移植几乎被放弃,只有斯坦福大学的舒姆韦团队坚持改进技术。巴纳德本人在聚光灯下成了名人——他的面孔出现在全球杂志封面上,但他后来承认,许多早期心脏移植是在准备不足的情况下仓促进行的。

环孢素与移植的普及

真正让器官移植从赌博变成常规医疗的,是一种来自土壤真菌的药物。1972 年,瑞士山德士公司的让-弗朗索瓦·博雷尔(Jean-François Borel,1933-)在挪威采集的土壤样本中分离出环孢素(Cyclosporine)。这种化合物能选择性抑制 T 淋巴细胞——免疫排斥反应的主要执行者——而对骨髓的毒性远小于此前的免疫抑制方案。1978 年,环孢素首次用于临床肾移植,排斥反应发生率大幅下降,一年存活率从约 50% 跃升至 80% 以上。1983 年,环孢素获 FDA 批准,器官移植进入了新时代。

到 1980 年代末,心脏、肝脏、肺移植相继成熟。托马斯·斯塔泽尔(Thomas Starzl,1926-2017)在 1967 年完成了首例成功的肝移植,被尊为"现代移植之父"。移植手术从少数中心的冒险变成了全球性的医疗产业。

供体短缺与伦理困境

器官移植的成功制造了新的问题:供体器官远远不够。每年有成千上万的患者在等待名单中死去。脑死亡概念——1968 年由哈佛医学院的一个委员会首次定义——为器官捐献提供了法律和伦理基础,但围绕它的争论从未停止。一个仍在跳动的心脏什么时候算"死亡"?谁有权决定捐献?器官是否可以买卖?

伊朗是世界上唯一允许有偿肾脏捐献的国家,其模式被一些人视为解决供体短缺的务实方案,被另一些人斥为对穷人的剥削。世界卫生组织则坚持器官捐献应基于自愿无偿原则。与此同时,中国的器官移植体系在 2015 年宣布全面停止使用死囚器官,转向公民自愿捐献系统。

异种移植的新边疆

面对无法弥合的供需缺口,科学家把目光投向了动物。异种移植——把动物器官移植到人体——的梦想由来已久。2021 年 10 月,纽约大学朗格尼医学中心的外科医生首次将经过基因编辑的猪肾连接到一名脑死亡患者的大腿上,肾脏在体外工作了 54 小时而没有被立即排斥。2022 年 1 月,马里兰大学医学中心将一颗基因编辑猪心移植到 57 岁的大卫·贝内特体内——他存活了 60 天。2023 年,第二例猪心移植患者劳伦斯·福塞特存活了约六周。

这些数字与成熟的器官移植相比仍然微不足道,但它们证明了基因编辑可以驯服跨物种排斥反应这头猛兽。猪器官的解剖尺寸与人类接近,繁殖周期短,基因改造技术日益成熟——异种移植可能在不远的将来为数十万等待器官的患者提供一条新的生命线。但这条路也布满荆棘:猪内源性逆转录病毒的跨物种传播风险、超急性排斥反应的不可预测性,以及把动物器官用于人体的伦理边界,每一个问题都还没有完美的答案。