心臟移植手術為患有嚴重心血管疾病的病人帶來了福音,但是並不是所有病人都能幸運地等到捐獻的活體心臟。同時,在現有的保存手段下,活體心臟只能在4至6個小時內保持可移植的健康狀態,這使得全球每年有超過1萬名需要接受心臟移植手術的病人因捐贈的活體心臟在運輸路途中已喪失活性而死在絕望的等待中。
9日美國匹茲堡大學器官捐贈研究所的科學家們通過新聞發佈會宣佈,他們發明瞭一種新型保存活體心臟的裝置。這種裝置使得活體心臟在離開人體後可在12個小時內持續跳動並保持有效活性。這一保存時間比目前的極限保存時間整整延長了6個小時。這對正常人而言毫不起眼的6個小時對正在手術臺上等待捐贈心臟的病人來説意味意著延續生命的希望。
南方都市報綜合報道 9日美國各大新聞媒體紛紛報道了一則令人振奮的醫學新聞,匹茲堡大學器官移植研究所的幾名科學家宣佈,他們通過反覆實驗成功研製出一種保存捐贈活體心臟的方法,這種方法可以使離開人體後的心臟在12小時內保存活性。
消息傳出後,各方面都對這項新研究成果給予了極高評價。人們普遍認為這種新型保存方法能為等待接受心臟移植手術的患者帶來兩大福音;第一,保存效率和效果的提高使活體心臟在移植入病人體內後健康存活的幾率大大提高:第二,保存時間延長使病人可選擇的捐贈心臟範圍擴大,以前由於運輸造成的限制和問題被部分解決了。
據報道,這種新型保存方法名為攜帶型器官保存體系(POPS),其工作原理是將捐贈的活體心臟放置在模擬的人體環境中。新鮮的血液,氧氣照常流經心臟的各血管和心室,使之在模擬條件下繼續收縮跳動,從而保持活性。
匹茲堡大學的科學家們表示,雖然目前POPS只是應用在心臟上,但這種原理可以普遍應用於其他器官,如腎臟、肝臟等。
儘管目前通過POPS保存的心臟還沒有移植到病人體內,但科學家們對POPS的應用前景普遍表示樂觀,他們稱這種保存方法將掀開器官移植的新篇章。匹茲堡大學一位致力於研究人工心臟移植的著名醫生羅伯特 L 科爾莫什説:“這是一項偉大的突破,這種全新的方法將會徹底改變我們目前進行器官移植的方法,我們只需將這種方法運用在患者身上,時間將證明我們和患者從中得到的新知和益處。”
資料
由於人體捐贈器官來源不足,目前全球有數十萬名等待移植手術的病人掙紮在死亡邊緣。全球每年進行的移植手術逐年減少7%,等待移植的患者則相應增加3%。
西班牙人的器官捐贈率為百萬分之三十三,居世界第一位。最近15年來,西班牙接受器官移植人數為31,513人。目前,該國已成為世界捐贈器官和移植器官最多的國家。
全世界範圍內移植最多的器官是腎臟、其次依次為肝臟、心臟、肺和胰臟。
活體近親捐贈的器官僅佔器官移植的不到20%,其餘全是捐贈者死後的屍體器官移植,後者發生排異反應的可能性是前者的幾倍甚至幾十倍。
POPS 應用前景:
樂觀一方:救人無數 應用廣泛
儘管通過POPS方法保存的心臟目前還沒有移植到任何一個病人體內,但許多科學家和醫生均對它的應用前景表示樂觀。他們認為它不僅將救人無數,或許還會開創保存活體器官的新紀元,類似原理將會被應用於其他器官的保存方法。
“保存時間的延長使我們可以在以更遠距離為半徑的範圍內選擇器官,也可以使我們有更多交換或分享器官的機會。會有更多的病人享受到這種方法帶來的好處,這種好處往往可以挽救他們的生命。”———匹茲堡大學醫生羅伯特 L 科爾莫什説
“POPS方法不僅可以使心臟更長時間地保持活性,也許還能開闢另一個應用空間。我們説不定可以移植已經在捐贈者體內停止跳動的非活體心臟,運用POPS的模擬迴圈系統可以重新激活非活體心臟。甚至還可以將模擬呼吸系統應用於肺的保存和移植。”———匹茲堡大學心肺移植專家肯尼思 R 麥柯裏醫生説
悲觀一方:觀念陳舊 問題不少
然而也有科學家和醫生認為POPS使用的原理並不是很新鮮,以前也有科學家曾嘗試模擬心臟迴圈系統但效果並不理想,還會引發其他問題。據稱美國芝加哥大學醫院的研究人員曾將腎臟接在模擬人體機器上,雖然腎臟持續工作了24個小時,但之後很快因感染而病變。
“這種觀念顯然已經不新鮮,類似POPS的裝置以前已被嘗試過許多次,但總會遇到這樣那樣的問題。首先是消毒問題,其次整個系統太大太笨,不利於運輸;最關鍵的問題是在這種模擬的迴圈系統中,器官會發生變異性膨脹甚至部分功能壞死。如果POPS能克服以上所有問題,那它或許會有一定的應用空間。我認為POPS也許可以在一定程度上改善捐贈活體心臟的品質,但不太可能有質的飛躍。”———密歇根州立大學心臟移植專家弗蘭克 帕加尼説
背景:人工心臟和心臟泵——除活體心臟外心臟病人的救星
儘管當今的人類文明已高度發達,但願意于死後捐贈心臟的人還是很少,捐贈活體心臟遠遠無法滿足幾千萬心臟病人的需求,因此人工心臟和心臟泵就成為許多患者退而求其次的選擇。
人工心臟
首位接受人工心臟移植手術的是美國人羅伯特,手術在今年2月進行,但他在手術後的第151天就因中風去世。從今年開始,全世界只進行過6例人工心臟的移植手術,都在美國進行,已有2人死亡。目前恢復最好的一位病人名叫傑姆斯 奎思,他于9日出席了一個新聞發佈會,引起了醫學界普遍關注。他在33天前接受了人工心臟,目前已可以自由行走。
心臟泵
心臟泵是用來向心臟泵入更多血液,以維持其跳動和其他正常功能。心臟泵比人工心臟要安全許多,接受心臟泵是許多病人在等待捐贈心臟過程中採取的權宜之計。事實證明心臟泵能有效延長危重心臟病患者18個月到2年的壽命,但是它的機械性損壞是最難克服的問題。最新推出的心臟泵約有攜帶型CD播放機那麼大,被裝在心臟的左心室部位,通過電線與安裝在病人腋下的電源盒連接。一旦心臟泵本身或電線發生故障,病人都必須再接受一次手術。
POPS 另有妙用:益於減少排異反應,將提高心臟免疫力,降低血管病變幾率
醫學專家們同時準備開發POPS在減少排異反應方面的應用潛力。
異體心臟移植入受體內往往會産生排異反應。手術後配合一定的藥物可以在一定程度上減少排異反應的可能性或推遲排異反應發生期。然而據美國器官捐贈和移植協會提供的統計數據,50%的移植心臟在3至5年內會産生心血管病變,即通常所指的冠狀動脈硬化;80%的移植心臟在10年內會病變。這種病變往往是致命的,也正是長期排異反應的惡果。
科學家準備在POPS的迴圈系統內加入一些藥物,這些藥物會隨同血液流經捐贈活體心臟,使心臟事先具有一定的免疫力。捐贈心臟在被移植入病人體內後,其血管內壁是最脆弱的部分,任何病毒、物理性損傷、甚至病人膽固醇水準較高都會使心臟受損。另外免疫活體心臟在從腦死亡人體內取出後,稍不注意就會被感染。事先在POPS系統中加入相應藥物不僅有利於提高心臟從取出、運輸、到移植全過程的適應力,還有利於減少移植手術後病人冠狀動脈疾病的發生率。
POPS 工作原理:假迴圈系統騙過心臟,通過輸入血和氧氣誘使其繼續工作
目前問題:在從捐贈者體內取出後,心臟的肌肉組織、血管、粘膜組織均會以很快的速度病變繼而壞死
捐贈活體心臟一般是在捐贈者死後取出,然而在捐贈者死後很短時間內各種各樣的有毒物質或荷爾蒙會被釋放到血液中去,這些物質均給活體心臟造成相當壓力。這種壓力在捐贈者生前接受過長期藥物治療或化學放射性治療的情況下尤為明顯。因此,在從捐贈者體內取出後,活體心臟的肌肉組織、血管、粘膜組織均會以很快的速度病變繼而壞死,如果在沒有任何保存手段的環境下,活體心臟在30分鐘至1個小時內會完全死亡。
解決方法:目前常用的保存手段是將活體心臟放在一個類似保溫瓶的特殊容器內
最基本的保存原理是利用低溫降低感染的可能性。
目前常用的保存手段是將活體心臟放在一個類似保溫瓶的特殊容器內,容器內層中放置有冰和防腐溶液。在這種保存狀態下,心臟一般能保存4到6個小時的活性。
突破進展:POPS實際上是模擬了人體肺、肝和臟的功能以協助心臟跳動
POPS成功之處在於它試圖營造一個模擬的人體內部環境,誘使捐贈的心臟以為自己還處在正常的“工作環境”中,進而繼續跳動。心臟保持跳動顯然有利於保持其肌肉組織的彈性和活力。
科學家們在盛放心臟的容器內安裝了一套機械裝置,這套裝置由模擬氣管、模擬血管、壓力泵和過濾器組成。新鮮的血液和氧氣濃度略高於空氣的“高氧空氣”通過壓力泵,途經模擬血管和模擬氣管被輸送到捐贈心臟的各條血管和各個心室中。輸送的方向和流程與心臟在人體內時完全一致。而過濾器的作用則是將在全過程中産生的二氧化碳和毒素排出。
這套裝置實際上是模擬了人體肺、肝和臟的功能以協助心臟跳動,儘管它執行的只是這些器官的最基本的功能。科學家表示,通過傳輸新鮮血液和“高氧空氣”,心臟已可以在一段時間內獲得足夠的養分和必需的化學元素。
《南方都市報》 2001年12月10日