那个移植猪心脏的美国人,可能死于猪病毒
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异种器官移植
作者:子昱
校稿:辜汉膺 / 编辑:金枪鱼
据外媒报道,美国马里兰大学的研究团队于本月4日表示,全球首例接受猪心脏移植患者在术后两个月死亡,死因或与猪心携带的病毒有关。
研究人员称,他们在这颗猪心脏内发现猪巨细胞病毒DNA,但没有发现这种病毒引起活跃感染迹象,也无法断定病毒是否与患者死因有关联。
今年1月7日,57岁的大卫·贝内特(David Bennett)成功接受了一次特殊的心脏移植手术。为其捐献心脏的,是一头1岁大、重240磅并经过“基因修饰”的猪。
患者当时表示如果可以,依然想移植一个人类心脏
(图:UMMC)▼
移植过程中(图:马里兰大学医学院)▼
贝内特术后几周没有任何排异反应,移植的猪心脏表现良好。直到有一天上午醒来后病情恶化,症状类似感染。
医生进行大量检测,试图找出原因,同时对贝内特施以多种抗生素、抗病毒药物以及提高免疫力治疗手段。然而,移植的猪心脏出现肿胀、积液,最终丧失功能,患者于3月8日去世。
移植手术后,贝内特与主刀医生格里芬的合影
可惜贝内特最终还是没能挺过去
(图:UMMC)▼
虽然人类关于器官移植的梦想古已有之,但直到现代医学完善以后,器官移植手术才能成功实施。可由于人类供体的稀缺,部分学者将目光转向了异种器官移植。
在此之前,异种器官移植仅停留在实验阶段,且大多数异种移植研究都是在非人类灵长类动物身上进行。研究人员希望首例猪-人异种心脏移植手术可以推动科学的进步,并解决目前器官移植所面临的困境。
但异种器官移植的一大风险是,可能导致患者体内出现新感染,而有些“潜伏性”病毒进入人体时没有引发症状而不被察觉。
国际爱猪协会发来强烈谴责(图:壹图网)▼
合体之梦
移植是指将一个生物体的细胞、组织或器官用手术或其他方法,导入自体或另一个个体的某一部分,以替代原已丧失功能的一门技术。
移植手术其实离我们的生活很近
例如——植发🙂(图:图虫)▼
在古代,不同文化民族的神话传说中都提到了各种各样“半人半兽”的物种,希望人类也能借此获得其他生物的优点,并将这些“半人半兽”赋予神灵的地位。
华夏先民们认为人首蛇身的伏羲、女娲是始祖;埃及神话中的神灵有狮身人面、鹰首人身、狼首人身等多种形象;更不用说多种文化里都有提到的“人鱼”形象。
女娲伏羲算是华夏创世神话的顶流CP了
(安能辨我是雌雄?图:壹图网)▼
显然,“半人半兽”可能永远只能停留在想象中。也因此,当古人因为各种原因造成身体残缺时,首先使用了自然界容易获取的材料。中国先秦时期,就有因战争或受刑罚而缺失四肢后佩戴假肢的记录;在西方中世纪时因罹患梅毒造成鼻子脱落后,使用金属铸造鼻子;《列子·汤问》中甚至记载了扁鹊进行心脏移植手术的故事,但这很有可能只是想象。
丹麦天文学家第谷就有一个假鼻子
原来的鼻子和人打架打坏了 (图:壹图网)▼
关于真正的器官移植,最早有明确记录的是16世纪晚期,意大利外科医生加斯帕尔·塔利亚科齐(Gaspare Tagliacozzi,1545-1599年)开展的皮肤移植手术:把人体一个部位的皮肤移植到另一个部位。
加斯帕尔其中一位做鼻皮肤重建手术的患者
先把手臂和鼻子各切口固定让皮肤长在一起
愈合后再切割分离(图:wiki)▼
1597年他出版了一本被简译为《生理缺陷移植手术》的插画书,除了详细记录了他的技术外,该书还第一次记载了皮肤移植后的排异反应,他把这种患者自体移植比同种异体移植——即移植物来源于其他人更少出现排斥反应的现象归结为“个性的力量和潜能”。
塔利亚科齐堪称现代医美教父
《生理缺陷移植手术》里的插图真是精彩纷呈
(教父和他写的书)▼
17世纪,欧洲的医生们尝试将牛羊等动物的血液输入病患体中,期待能治疗他们的“狂暴症”,但大多数患者都当场毙命。由于死亡率太高,后来不得不禁止了这项操作。
比放血疗法还要人命的”输血“疗法
输小牛血,听起来也不打算做人了
(图:ResearchGate)▼
上世纪一度流行一种叫“鸡血疗法”的保健方法,俗称“打鸡血”。就是把一年生的大公鸡的血,抽出后注射给人体。据说注射了鸡血的人,面色发红,精神亢奋。
雄赳赳,气昂昂,打了鸡血就和斗鸡一样
(图:壹图网)▼
由于器官移植的难度巨大,需要解决许多问题,长期以来都是禁区。直到19世纪现代外科手术的基石逐渐完善后,外科医生才逐渐开始尝试系统性地器官移植。
器官移植手术面临的困难,除了免疫排斥
还有术后感染的防治(图:图虫创意)▼
同种器官移植
19世纪,除了较常见的皮肤移植外,眼科医生们开始尝试进行角膜移植。但他们和加斯帕尔遇到了相同的情况:多数人的身体排斥外来组织,将移植物分解并吸收掉了。
此时,横在外科医生们面前的主要是以下两个问题:为什么会产生排异反应?如何维持移植器官的血液供应,或者说是如何保障移植器官所需的氧气和营养?
早期医生认为器官移植最大的困难是血管的重接
所以挑选没有血管的角膜作为实验材料
(最外层透明的就是角膜,图:壹图网)▼
1902年,法国外科医生亚历克西斯·卡雷尔(Alexis Carrel,1873-1944年)在借鉴了裁缝的经验后,发明了针对血管的“三线缝合法”(三定点端-端吻合术),该技术为血管吻合奠定了基础,并在动物实验中大获成功。
即使是富有经验的医生,也要数年才能掌握
(看看Q弹爽滑的猪黄喉)▼
随后几十年中,欧洲的外科医生们开始大胆尝试同种、异种间的器官移植,但大多数患者都因强烈的排异反应,在手术后迅速死亡。
二战期间,在研究烧伤后植皮的过程中,英国生物学家彼得·梅达瓦(Peter Brian Medawar,1915-1987年)通过对植皮患者的观察而得出结论:“异体移植物的排斥是由免疫机制引起的”。
彼得·梅达瓦(图:壹图网)▼
更重要的是,在进行动物实验时,他发现异卵孪生小牛间的皮肤移植并没有排斥,进而发现了“获得性免疫耐受现象”,为解决移植后的排异反应奠定了基础。
免疫细胞——既是抵御外敌的战士
也是六亲不认的杀手(图:shutterstock)▼
美国外科医生默瑞于1954年成功地进行了第一例同卵双胞胎之间的肾移植——将健康弟弟的肾脏移植给罹患尿毒症的哥哥。默瑞对病人进行放射线照射,以抑制排斥反应。术后,哥哥的生命延续了八年。
第一例同卵双胞胎肾移植
(油画藏于哈佛医学院图书馆大厅)▼
默瑞再接再厉,于1959年又进行了首例活体非亲属供肾的肾脏移植。1962年,他又成功进行了第一例尸体肾脏移植,这次他应用了硫唑嘌呤免疫抑制治疗,使移植肾获得了较长时间的存活。
随后,肝脏移植、心脏移植在美国、南非等地成功实施。在我国,上世纪60年代开始,器官移植手术也在慢慢起步,并逐渐推广,目前多项移植手术均已达到世界先进行列。
青霉素的问世,极大降低了术后感染的风险
是器官移植手术获得长足进步的一个重要原因
(图:图虫创意)▼
异种器官移植
虽然远古时期就有人就幻想过将动物的器官移植给人类,但第一例有明确记录的异种器官移植是在1906年。法国医生杰布雷将一枚猪的肾脏与一名患肾病综合征的48岁妇女的左肘相连,另将一颗羊肾移植给了一名50岁女性,但两人很快因为排异反应死去。
直到去年,猪-人异种肾移植才首次获得成功
相关的研究文献图片还入选了Nature十大年度封面
(图:Nature)▼
随后几十年,由于同种器官移植的逐渐成熟,加之异种器官移植存在的伦理问题,多数人不再进行该方面的研究、尝试。但随着器官移植的需求量与日俱增,供体也就越来越稀缺。
在这种背景下,异种器官移植再次被提上日程。
为了寻找合适的供体,科学家们首先想到了灵长类动物。1992年,美籍华裔冯宙麟博士成功主刀把一枚狒狒的肝移植到人身上,因为抗体病变,虽然病人只存活了一个月,但却开创了这一领域的奇迹和先河。
狒狒:轮到我开始倒霉了是吗?(图:壹图网)▼
然而,要么由于体型差异巨大,要么由于亲缘关系太近,其它灵长类动物携带的病毒通常也能感染人类。最终,人们将目光锁定在了猪的身上。这不仅由于猪的器官尺寸与人类相近,更由于数千年的驯化,猪早已具备易繁殖、易饲养等诸多优点。
有证据显示,导致艾滋病的人免疫缺陷病毒(HIV)就来源于猴免疫缺陷病毒(SIV)。当然,这种病毒如何从其它灵长类动物来到人的体内,目前不得而知(图:壹图网)▼
且在经过基因编辑后,这些转基因的“医用猪”体内的器官与人体的相容性大大增强。目前,猪作为供体已在心脏瓣膜置换术中应用了十余年。
随着新技术的提升,人们有望最大限度地降低猪器官的免疫原性,其它使用猪的器官作为供体的治疗方案也在逐渐走向临床。更多的患者也将得到及时的治疗。与此同时,我们也不应忘记那些为了人类健康而牺牲的小动物们。
谨以此图纪念为人类医学做出牺牲的实验动物们
R.I.P(滑动查看,图:壹图网)▼
20世纪60年代末,随着“脑死亡”定义的推广,并进入许多国家的立法层面,器官摘除的法律与伦理困境得以破冰;器官保存液的研制改进让器官在体外保存的时间延长,再加上超音速客机跨洲飞行的便利,以及国际间网络配对捐受双方的高效率,都保证了送往手术台的供体器官最大限度地保持活性。
国内器官配对平台登记志愿者人数已有40多万
小编的朋友也是其中的一份子
但面对浩大的器官受体缺口仍远远不够
(来源:中国人体器官捐献管理中心)▼
时至今日,同种器官移植仍面临着挑战,其中最大的困境就是供体的稀缺。中国每年仍有约30万患者因器官功能衰竭等待着器官移植,但每年器官移植手术仅有1万余例。
此外,对于需要接受眼角膜移植手术的患者而言,由于供体缺少,每年仅有5000例患者可获得移植,仅占需要移植总量的10%。由于供体紧缺,一部分患者耽误了最佳治疗时机,眼球被迫摘除。
在不久的未来
这一困境或许能随着异种器官移植技术的发展被打破
(图:壹图网)▼
虽然目前异种器官移植手术在技术层面已经可以实现,但在生物学尤其是病毒学领域中还有太多尚待探索的谜题。异种器官移植手术固然可以给广大患者带去福音,但是由病毒等未知因素带来的不确定性风险,还有待医学家们进一步克服。
参考文献:
1. https://www.medschool.umaryland.edu/
2. 全球首例,把猪心移植给患者,终于做到了,来源:澎湃新闻·澎湃号 医学界,2022-01-12 16:05.
3. D K C Cooper, R Gaston, D Eckhoff Et al. Xenotransplantation-the current status and prospects. Br Med Bull. 2018 Mar 1;125(1):5-14. doi: 10.1093/bmb/ldx043.
4. 汤波. 异种器官移植:从过去到未来. 科学24小时. 2019. (12).
5. 中国器官捐献率6年增百倍 器官移植供体仍紧缺,京华时报,2015-09-15 08:32
*本文内容为作者提供,不代表地球知识局立场
封面:shutterstock
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