去年,美国有超过2500人接受了捐赠的肺。还有更多的人需要:截至发布时,有超过1400人在官方等候名单上等待接受新的肺。超过10万人正在等待器官移植的名单上。
就肺而言,大部分捐赠的肺永远无法到达受者。移植团队会拒绝掉五分之四的肺,原因很简单,而且几乎无法解决。一项今天在《自然·通讯》杂志上发表的一篇论文中描述的新方法,可能会改变这种情况,从而带来更多可移植的肺,并提高移植的成功率。
目前,保持捐赠肺活性的时间窗口最多只有24小时。在这段时间里,一系列医务人员必须采集肺,将其运送到受者处,进行评估,然后进行移植。这已经足够复杂了,而且肺在过程的某些阶段特别容易受到损害,而且它们自身没有时间或能力进行修复。缺氧会使组织退化,而接触胃酸会腐蚀组织。
自20世纪60年代移植手术开始以来,研究人员一直在努力延长器官在体外的时间。除了保持器官有氧和存活外,即使是受损的器官也有可能让医生有时间进行修复,使其适合移植。然而,论文的联合首席作者、范德堡大学医学中心外科医生兼教授马修·巴切塔(Matthew Bacchetta)表示,到目前为止,许多尝试都未能成功。“他们实际上无法解决严重的损伤,”他说。
在这篇新论文中,巴切塔和他的同事们证明,他们能够为因胃酸而受损的猪肺争取到更多时间,从而在移植前进行修复。他们的方法是将肺连接到即将容纳它们的猪身上——巴切塔说,这个过程可以应用于人类。
研究人员为受体猪安装了一个管道,该管道抽取血液并帮助其在肺部循环,然后再流回动物体内。这样,组织通过与肺部在猪体内循环时相同的动脉和静脉获得血液,而不是在旁边的塑料容器中。
巴切塔说,几十年来移植医学面临的问题是“我们实际上无法复制器官在(体内)暴露的生理环境”。将器官连接到一个功能正常的身体上是次优选择。流经移植肺的血液比捐赠的血液更新鲜,因为它们仍在被活体器官过滤。
这种连接使得细胞可以像在体内一样再生,并且肺能够对治疗(例如洗去腐蚀性胃液的治疗)做出反应。研究人员发现,仅仅18小时后,炎症就消退了,肺部也开始愈合。36小时后,肺部就达到了移植标准。
巴切塔说:“目前的系统,它们支持时间以小时计算。我们已经设法将其改为天。”
虽然还有很长的路要走,但这是一个有希望的改变,因为该领域已经进行了许多尝试来延长移植器官的寿命,但成功率有限。论文的联合首席作者、哥伦比亚大学生物医学工程师戈尔达纳·武尼亚克-诺瓦科维奇(Gordana Vunjak-Novakovic)说:“我不认为说‘好吧,我们要拯救所有肺’是现实的。”但她说,如果他们能将那个五分之一的拒绝率提高到五分之二或五分之三,那将极大地增加能够接受挽救生命肺移植的人数。
巴切塔说,这不仅仅是肺移植,这项技术也可能适用于其他类型的器官。但首先,该团队计划观察肺在移植后的反应以及他们的方法的安全性。
诺瓦科维奇说:“五年前,如此复杂的项目还不可能完成。”她表示,如果没有他们跨学科的团队,包括像她这样的生物工程师和疾病专家,这项技术仍然是不可能的。
该方法离用于人体试验还差得很远,但该技术在猪身上取得了成功,这是一个令人鼓舞的迹象——猪是一种大型动物,其生理结构与我们相对相似。然而,多伦多大学未参与该研究的外科医生兼肺专家马塞洛·西佩尔(Marcelo Cypel)说,与现有方案相比,“它的实用性要差得多,因为你需要将器官与人连接数天”。我们还不知道你的身体是否有一天能够滋养它自己的移植前肺,甚至另一个器官——但对于名单上的数千人来说,这项研究代表了一个新的希望。