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器官移植前最长可在体外待多久?

时间:2019-12-31 09:19:31 来源:新浪科技

北京时间12月31日,据国外媒体报道,在做器官移植手术时,医生无疑是在与时间赛跑,而且往往落于下风。

首先,一支医疗团队要将器官从捐献者体内摘除,这需要多名医疗人员的精密配合。接着,医生会对摘除下来的器官做一些处理工作,让它做好长途运输的准备。有时器官需要空运几个小时才能抵达目的地。在此之后,移植手术才能真正开始。医生们必须迅速行动,既要确保病人的安全,又要保证器官仍然鲜活可用。

这段描述听起来像是电视剧中的情节。你可能也看过电视剧中的医疗人员拿着装有器官的冷藏箱、在医院走廊里飞奔的画面。这不禁引发了我们的思考:用于移植的器官最长可以在体外停留多久呢?

这要取决于器官本身。就目前而言,这段窗口期从4小时到36小时不等。但医生们希望,未来有朝一日,这段时间可以被延长到数周之久。

冰上的器官

2018年,单在美国就做了35600起器官移植手术。截至目前为止,肾脏是最常见的移植对象,去年共做了21000起肾脏移植手术。其次是肝脏、心脏和肺,然后是胰腺、肠道和多器官移植。

大多数器官被摘除后,都会以“静态冷藏”的形式保存起来,即储存在一个装满冰块的冷藏箱中。

加拿大多伦多大学医学研究院院长、外科教授刘明耀指出:“冷藏器官的理念和用冰箱保存食物差不多。”

将器官放入冷藏箱之前,医生首先要向其中注入一种“保存液”,防止器官冻伤受损。

在正常体温下,细胞会将化学物质不断泵入、或泵出细胞膜,从而保持细胞内部的低钠高钾平衡。但处于低温下的细胞无法有效开展这一过程,化学物质会透过细胞膜自由进出。时间一长,细胞就会因细胞液过多而肿胀,导致严重受损。而保护液可以暂时维持钠钾平衡,从而延迟细胞受损的时间。保护液中还含有营养物质和抗氧化剂,可以维持细胞生存、抑制炎症发生。再加上冰块和冷藏箱,保护液可以让器官采摘后数小时仍安然无恙。

当气温介于0至4摄氏度时,细胞的新陈代谢速度会降至正常水平的5%左右,因此组织消耗能量的速度会缓慢得多,耗氧量也少得多。因此,冷藏器官有助于延迟器官因缺氧而受损的时间。

2019年的一篇报告指出,冷藏器官还可以延长器官能量储备的使用时间,防止发生有害新陈代谢、破坏器官组织。

纽约北岸大学医院心脏移植手术主任布莱恩·利马(Brian Lima)指出,在常见移植器官中,心脏在冷藏状态下失活的速度最快,冷藏时间最好不超过4到6小时。心脏离体4小时后,心脏细胞功能就会开始失常,移植后无法正常发挥功能的概率也会大大增加。利马医生表示,器官移植失败是移植手术“最可怕的并发症”。

“心脏对缺血最为敏感,”利马指出,“相比之下,肾脏却非常强韧。”摘除后的肾脏在冷藏条件下可维持24至36小时的活性,比排在前四位的其它器官都要长。波士顿麻省总医院移植科主任詹姆斯·马克曼(James Markmann)补充道,肺可以保存6至8小时,肝脏约为12个小时。

替代方法

尽管冷藏箱并没有什么科技含量,但不失为一种“简单有效的器官保存和运输方式”,自上世纪60年代以来一直被广泛采用。但该技术也并非十全十美。冷藏的器官活性只能维持数小时,而且医生无法评估器官的质量。

简单来说,只要器官还在冷藏箱里,医生就无法通过客观测试判断其功能是否仍然正常。不过,一种新型替代技术可以让医生在移植手术前检查器官状态,也许很快便会被大规模采用。

该方法名叫灌注保存法,需要将摘除下来的器官与一台特殊机器相连,由该机器向器官中泵入富含氧气和营养物质的液体,就像心脏在人体中的功能一样。与机器相连后,器官仍能正常代谢能量、产生废物,而器官的糖分储备可以得到补充、有毒的代谢产物也能被及时清除。

在医生摘除器官前,捐献者的心脏已经停止为器官供血了一段时间,会导致器官受损。此时如果及时将器官与灌注机器相连,也许能给器官组织一个复原的机会。此外,医生还可通过监测系统中循环的代谢乳酸盐水平检查器官状态。细胞在开展正常代谢功能时需耗用乳酸。因此假如器官运作正常,组织中就不会存在过剩的乳酸。

利马医生指出,尽管用乳酸评估器官灌注效果的方式有些简单粗暴,但与凭目测判断器官状态的传统方法相比,无疑更胜一筹。除此之外,医生还可以对不同器官采用不同的评估手段,如分析肝脏的胆汁分泌能力等等。

灌注保存法可以延长器官保存时间吗?

有些灌注系统仍需要让器官处于冷藏状态,但在过去20年间,几支研究团队尝试了让器官保持温暖、并向其中灌注常温血液。温度介于20至33度之间时,离体器官仍能基本维持正常功能。如今,低温和常温灌注保存系统在澳大利亚和英国都得到了广泛采用,但在美国仍基本处于临床试验阶段。

不过,美国杜克大学医学中心于今年12月开展的一次心脏移植手术中采用的灌注保存系统引发了人们的强烈关注。医生们在捐献者心脏停跳后才将其摘除,然后用常温灌注系统使心脏“起死回生”。一般在这类手术中,医生要在已经脑死亡的捐献者心脏停跳前便将其摘除,防止心肌缺氧受损。美国医生此前曾“复苏”过儿童的心脏,但复苏成人心脏尚属首次。在已经采用这套系统数年的国家,符合移植条件的心脏数量已经增加了百分之三四十。如果对应到美国,这将是个无比庞大的数字。

杜克大学外科助理教授、此次心脏移植手术的参与者之一雅各布·施罗德(Jacob Schroder)表示,如果该系统在全美范围内得到采用,“潜在捐献者和心脏移植的数量将增加30%”。

问题是,捐赠者的数量也许可以增加,但器官的状况是否也能有所改善呢?目前还很少有研究将冷藏保存法与灌注保存法进行直接比较,但据说经灌注法保存的器官状态似乎更好一些。

例如,在一项比较两种方法的临床试验中,医生共拒绝了32颗通过标准冷藏法保存的肝脏,但仅拒绝了16颗经灌注法保存的肝脏,因为后者受损较轻。刘明耀医生表示,他在自己经历的肺移植手术中也观察到了类似的趋势。刘明耀和同事们研发了一套“肺体外灌注系统”。在采用该系统之前,他们所在医院的肺移植手术成功率还不到20%。而如今,该系统的使用率增加了70%,并且“效果极佳”。

摘除下来的肺与灌注系统的连接时间通常介于4至6小时之间。但用动物器官开展的实验显示,灌注后的肺可以保持12至18小时的活性,最长甚至可达36小时。刘明耀医生补充道,迟早有一天,该期限可以被延长到数周之久。器官离体的时间越长,修复受损组织就越费工夫。刘明耀和同事们正在研究阻止灌注后的肺部发炎和细胞死亡的方法。他指出,未来器官与灌注系统相连后,也许可以用基因或干细胞疗法进行处理。

但就目前而言,大多数捐献的器官仍采用冷藏箱加冰块的运输方法。这又是为什么呢?

“说实话,灌注保存法的障碍主要在于成本。”利马医生指出。每个器官对应的灌注系统需耗资数千美元,远远超出了标准冷藏箱的价格。再加上直接比较两种方法的研究并不多,目前还没有“不容置疑”的数据,不足以说服各大医院。

但考虑到杜克大学医学中心近期心脏移植手术的巨大成功,灌注保存法也许不久便会成为器官运输的标准方法。(叶子)

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