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肾脏的结构及生理功能

肾脏是人体重要器官之一，是泌尿系统的一部分。人体共有两个肾，因受肝的挤压，右肾低于左肾约1-2cm。

左肾在第11胸椎椎体下缘至第2-3腰椎椎间盘之间，而右肾则在第12胸椎椎体上缘至第3腰椎椎体上缘之间。

大部分人肾脏血供极其简单（不排除少数人解剖变异），仅由肾动脉及肾静脉负责；但流经肾脏的血液量极大，可以占到心脏输出量的四分之一，是人体血流量最为充沛的器官之一。

肾脏的主要生理功能是滤过血液，维持水、电解质平衡。执行滤过功能的基本结构是肾单位，包含肾小体以及肾小管两部分，每侧肾脏有100-200万个肾单位。

肾动脉进入肾脏后，逐渐分支为肾小球毛细血管，血液流经此处时，血压较高，有利于血浆中的水和小分子溶质进入肾小囊。

随后，经过滤出的液体进入肾小管，在经历了包括重吸收和排出等过程的多个步骤之后，最终转化为尿液。这些尿液进入肾盏，然后流入膀胱。

肾小球滤液每分钟约生成120mL超滤液（原尿），一昼夜总滤液量约170-180L。滤液经肾小管时，99%被重吸收。正常情况下，人体每24小时排出尿液1-2L，大于2.5L被称为多尿，少于400ml为少尿；若少于100ml则属于无尿。

前文提到的肾小球是排出废物的主要场所，因此肾小球滤过率（每分钟两侧肾生成的超滤液量）也是临床上判断肾功能的常用指标之一，数据下降预示着肾脏有疾病。

肾脏移植的历史

前文说过，由于肾脏的血供比较单一，因此早在1902年，法国外科医生亚历克西斯·卡雷尔（Alexis Carrel）首创血管“三线缝合法”（三定点端-端吻合术）且在动物实验中大获成功后，外科医生就开始尝试肾脏移植。

同一年，奥地利医生乌尔曼（Emerich Ulmann）首次成功完成了动物自体及异体肾移植。虽然实验对象存活时间不长，但他用实践证实了器官移植的可能性。

接下来，法国外科医生贾布雷（Mathieu Jaboulay）尝试将猪肾移植到人体。由于当时技术尚不成熟，他们都选择将肾脏移植在患者手肘部（此处手术比较容易实施）。

尽管在手术后的一两天里，移植的肾脏成功排出尿液，但由于很快形成了血栓，导致移植肾被迫摘除，患者也在手术后的3天内不幸去世。贾布雷认为，移植失败的原因是血管吻合技术不成熟导致的血栓形成。

3个月后，贾布雷选择了他认为血管质量更好的山羊肾脏作为供体，进行异种肾脏移植手术，但与第一次的结果一样，血栓很快形成，患者也在几天内死亡。

此后，德国医生昂格尔开展了人与其它灵长类动物之间的异种肾脏移植，虽然没观察到血栓形成，但移植肾还是没能存活。

此后几十年间，医学界断断续续进行了多次异种肾脏移植。20世纪60年代初，美国雷姆斯马团队进行了一系列黑猩猩-人之间的肾脏移植试验，术后生存时间最长的患者存活了9个月。

但是，大多数患者在移植手术后很快死亡，这让彼时的研究者们认识到，异种肾脏移植不仅效果很难达到预期，而且存在动物伦理、供体数量等限制。更危险的是，不同灵长类动物间还存在未知病毒传播的风险。

最终，异种肾脏移植，尤其是非人灵长类动物肾脏移植在上世纪60年代以后逐渐被放弃。医学界转向了更可行和安全的同种肾脏移植。

早在1933年，苏联外科医生沃罗诺伊（Yurii Voronoy）开展了首例同种肾移植，但由于血型不符，患者很快死去。

同一时期，学界已经发现了免疫排斥现象，特别是英国生物学家梅达瓦（Peter Brian Medawar）证实了“获得性免疫耐受”。

在1954年，美国哈佛大学的默里（Joseph Murray）医生为一对同卵孪生兄弟成功地进行了肾脏移植手术，术后患者以及移植的肾脏均能够长期存活。

这是人类历史上第一次成功的肾脏移植，同时也是人类历史上第一次成功的活体器官移植。

50-60年代，随着巯唑嘌呤、环磷酰胺等免疫抑制剂相继问世，也为非同卵双胞胎间的器官移植打开大门。

1959年，默里为一对异卵双胞胎实施肾移植，患者术后接受了免疫抑制治疗，移植肾同样得到长时间存活。

1962年，默里医生又在非双胞胎之间进行了肾脏移植，同样在使用免疫抑制治疗后，受体及移植肾得到长时间的存活。

这一系列突破性的成就为后来的器官移植手术奠定了基础，并为医学界开辟了新的治疗领域。默里也在1990年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

我国在1972年，由中山医学院第一附属医院的梅骅教授与北京友谊医院于惠元教授和侯宗昌教授合作，成功地完成了第一例活体亲属肾移植。

肾脏移植的未来

尽管每个人均拥有双侧肾脏，且肾脏具备不俗的代偿机制，然而，若忽视健康维护，肾脏生理功能将不可避免地会随时间推移而逐渐归于耗竭。

许多造成肾病的危险因素，包括高血压、高血糖、肾结石、吸烟、饮酒、肥胖、感染等，离我们并不遥远。

目前最常用的肾功能评价如下：

据统计，在2017年，全球共有约6.97亿例慢性肾脏病，其中三分之一生活在中国（1.32亿）和印度（1.15亿）。其中约有120万人死亡，另有140万心血管疾病死亡患者可同时归因于肾脏病。

目前，绝大多数终末期肾脏病患者都是通过透析治疗，但透析是通过机器代替肾脏的功能净化血液，并不能治愈肾衰竭；患者需要定期入院接受治疗，对于许多患者来说是一项不小的负担。

因此一方面，肾脏移植已经成为挽救终末期肾脏衰竭患者的成熟可靠的医疗手段，我国肾脏移植的1年、3年受者生存率分别为96.7%、95.6%，多数中心移植肾5年存活率都能超过90%，患者预后好。

另一方面，2015年至2018年，我国每年完成器官捐献分别为2766、4080、5146、6302例。但同时，截至2019年底，全国仍有47382人等待肾移植。

自2015年1月1日起，公民自愿器官捐献成为我国器官移植唯一合法来源。现在肾脏供体来源主要有活体及尸体两种，2019年全国肾脏移植受者共12124例（活体1735例），但每年开展的肾移植数量远远比不上新增透析例数。

因此全球不仅在鼓励公民加入器官捐献中，也在研究新的方法。

就比如在2021年，美国纽约大学的科研人员将一只经过基因编辑的猪肾脏移植到一名肾衰竭同时脑死亡患者身上。在随后几天时间里，移植的肾脏工作良好，未出现免疫排斥反应，患者体内各项指标也转为正常。

就在前不久，该研究中心再次进行猪肾移植试验，在手术后32天，这颗猪肾依然能够正常工作，产生尿液且清除肌酐。

和去年的“猪心移植”一样，动物来源器官无疑会解决器官供体不足等问题；但在该技术全面落地之前，还会面临更多的医学及伦理问题。

肾功能不全、肾衰竭并不罕见，但我们有理由相信，随着科技的进步，肾衰竭终究可以被攻克。但我们依然不能忽视最为关键的一点，那就是过上健康的生活，保护好自己的身体。

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