發(fā)布日期：2017-03-13
對(duì)于患有終末期器官衰竭的患者來說，器官移植已經(jīng)是最后一項(xiàng)選擇了。
然后，即使選擇移植器官，也會(huì)面臨免疫系統(tǒng)的長(zhǎng)期排異的問題，即使在準(zhǔn)備移植的過程中，器官如何保存，手術(shù)本身會(huì)對(duì)器官造成哪些不可逆的損傷或破壞，也是需要深入考慮的。
免疫系統(tǒng)發(fā)生排異反應(yīng)主要是因?yàn)樘峁┢鞴俚娜撕徒邮芷鞴僖浦驳娜说难逍筒煌邮芤浦舱叩拿庖呦到y(tǒng)無法正常識(shí)別移植器官，而是當(dāng)做體外入侵物進(jìn)行攻擊。因此，病人需要終身服用免疫抑制劑才能減輕排異反應(yīng)，但這會(huì)削弱病人的免疫力，是一把需要謹(jǐn)慎使用的雙刃劍。
現(xiàn)在也有一些更安全的治療方法：在器官移植前，先對(duì)患者進(jìn)行骨髓移植手術(shù)，在患者新的免疫系統(tǒng)建立之后，再進(jìn)行器官移植手術(shù)。由于移植的骨髓和器官都來自同一供者，新生的免疫系統(tǒng)能夠識(shí)別移植器官，從而避免排異反應(yīng)的發(fā)生。
在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)能夠比較好地克服排斥反應(yīng)的前提下，器官移植面臨的另一個(gè)難題是移植器官的保存問題。
死亡供者器官有兩個(gè)來源，心死亡供者（DCD, donor after cardiac death）和腦死亡供者（DBD, donor after braindeath）。一般來說，DBD供者的心臟一直在保持搏動(dòng)，而DCD供者的器官受心臟停止時(shí)間的影響有一定程度的熱缺血損傷（Warm Ischemia），因此DBD供者更適合器官移植。
移植器官要在無血液供應(yīng)的情況下保存一段時(shí)間，如果不作處理，短則幾分鐘長(zhǎng)則一個(gè)小時(shí)就可能會(huì)出現(xiàn)器官衰亡的現(xiàn)象。而器官保存（organ preservation）就是為了盡可能延長(zhǎng)在體外無血液供應(yīng)下的存活時(shí)間，保持活性，直到移植到受者體內(nèi)。
從20世紀(jì)60年代開始，臨床醫(yī)學(xué)發(fā)明了模擬細(xì)胞內(nèi)液環(huán)境的保存液，讓離體器官的保存時(shí)間大大延長(zhǎng)，滿足了手術(shù)和長(zhǎng)距離器官運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間要求。體外膜肺氧合（ECOM, extracorporealmembrane oxygenation）是目前腎移植患者存活率相當(dāng)高的一種做法。ECMO裝置在患者心死亡后繼續(xù)為器官提供含氧血液，并在獲取器官之前為器官提供灌注。
保存液和ECOM系統(tǒng)雖然解決了移植器官較長(zhǎng)時(shí)間的保存問題，但器官移植的另一個(gè)社會(huì)問題依然存在，即可供移植的器官數(shù)量和等待器官移植的患者數(shù)量之間的巨大差距。據(jù)報(bào)道，中國(guó)每年有約100萬終末期腎病患者，約30萬終末期肝病患者，而每年的器官移植手術(shù)僅約1萬人次。在美國(guó)，每年60%捐贈(zèng)的心肺器官因?yàn)闊o法長(zhǎng)期保存而遭到廢棄。
要解決這一矛盾，除了建立器官信息共享系統(tǒng)，減少因地域、情報(bào)因素造成已有可移植器官的浪費(fèi)，尋求能更長(zhǎng)時(shí)間保存器官的方法也至關(guān)重要。
“超低溫保存技術(shù)”（cryopreservation）似乎是個(gè)不錯(cuò)的選擇。早在20世紀(jì)50年代，超低溫保存技術(shù)就已用于保存鳥類精子。同期，人類精子也由這項(xiàng)技術(shù)保存起來。隨著冷凍保護(hù)劑的發(fā)展，超低溫保存技術(shù)在保存細(xì)胞、體液方面取得了較大進(jìn)步。但當(dāng)它應(yīng)用于器官移植時(shí)，還有很多難題需要克服。
雖然科學(xué)家已經(jīng)能夠?qū)⑵鞴倮鋮s到保存所需的溫度，但在加熱冷凍器官的過程中，冰晶的形成會(huì)嚴(yán)重破壞組織細(xì)胞，造成器官損壞。在樣本較小時(shí)，冷凍保護(hù)劑能很好的發(fā)揮作用。但對(duì)復(fù)雜的立體人體器官來說，這種破壞十分常見。
直到明尼蘇達(dá)大學(xué)發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上的一項(xiàng)研究在超低溫保存技術(shù)做出了關(guān)鍵性突破。
研究人員成功地將用超低溫保存的人類和豬心瓣膜和血管加熱恢復(fù)，同時(shí)沒有對(duì)樣品產(chǎn)生任何損傷。
正如明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)工程師John Bischof教授所說：“這次迄今為止，人類首次成功實(shí)現(xiàn)以每分鐘升溫幾百攝氏度的速率快速加熱喚醒超低溫保存的較大生物組織，且沒有造成損傷。”
研究人員使用的是納米顆粒磁場(chǎng)加熱技術(shù)。他們將硅裹氧化鐵納米顆粒均勻分散到保存有器官的防凍劑溶液中，在加熱過程中，這些納米顆粒在外加磁場(chǎng)的作用下扮演者微型加熱器的角色。研究人員能夠以每分鐘100-200℃的升溫速率均勻地加熱保存組織，遠(yuǎn)遠(yuǎn)快過現(xiàn)有的加熱方法。這些納米顆粒在加熱完成后能被成功沖洗掉。
將能夠均勻分布在防凍劑中的納米顆粒轉(zhuǎn)化為小型加熱器是個(gè)巧妙的做法，既保證了加熱的均勻性，同時(shí)大大提高了加熱速度。下一步，我們期待研究人員能夠在此基礎(chǔ)上克服生物器官的復(fù)雜性，在大型生物器官身上成功實(shí)現(xiàn)相同的加熱效果。
不難設(shè)想，超低溫器官保存如果能夠順利實(shí)現(xiàn)，捐贈(zèng)器官就可以保存更長(zhǎng)時(shí)間。即使不能及時(shí)移植，器官也可以保存在器官銀行中，在患者需要的時(shí)候進(jìn)行加熱喚醒。這不僅能夠挽救終末期器官衰竭的患者的生命，還能極大緩解器官移植供需矛盾。
來源：環(huán)球科學(xué)
