媒体报道

芝加哥大学医学中心如何成为三重器官移植领域的领航者

日期: 2020-01-16
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201812月,芝加哥大学医学中心的外科医生完成了两次背靠背心--肾移植手术。当时人们认为,他们可能需要过一段时间才能进行另一次移植。

 

毕竟,这标志着美国医院首次在一年内为一名以上的患者移植三个器官,更不用说在连续不到两天时间内为两名患者进行移植。而这才是全美进行的第16例和17例该类型三重器官移植。

 

当时,芝加哥大学已经实施过六例这样的移植,比世界上其他任何一家医院都多。最近一次在2011年,再之前一次在2003年。短期内再次进行此类移植的可能性似乎很小。然而,在2019年,又有4名患者在芝加哥大学医学中心成功接受了心--肾移植。

 

那么,为什么芝加哥大学医学中心会有如此出色的表现?为什么是心--肾移植?为什么会有人在同一时间需要三个新器官?这一切就像在适当的时间将复杂拼图的正确部分结合在一起,加上一点偶然性,以及丰富的技能和经验。

 

解决复杂医学难题的体会

 

任何类型的多器官移植都是罕见的:自2004年以来,多器官移植约占美国器官移植总数的5%(在此期间仅有12例心--肾移植)。最常见的组合是肾-胰腺,平均每年约820例;相比之下,每年有近15000例肾移植。

 

这就是为什么很少有医院在多器官移植方面能拥有丰富经验;同时,也没有大量医学研究或临床试验数据可用来汲取专业知识。相反,由于每一名需要多个器官的患者都给移植团队带来了独特的挑战,因此,每种器官的专家都需要贡献他们的才华和知识,来制定一个协作的治疗计划。

 

做手术需要技术专业知识,但首先你必须弄清楚将它们结合起来的背后逻辑,芝加哥大学医学中心移植研究所联合主任John Fung(医学博士)谈到,你需要器官免疫学方面的专业知识和医学背景。这是一个真正的协作系统。

 

这就在一个拥有解决此类复杂难题经验的移植中心建立了机构知识,这需要同等的医疗卓越、手术技能、创造力和对计算出的风险的承受能力。随着时间的推移,这种卓越的文化和应对最严峻挑战的热忱为这个能够完成极其罕见的多器官移植的医院建立了声誉。

 

从开发将断端血管连接在一起的技术,到在美国实施首例活体肝移植,芝加哥大学医学中心在器官移植方面已经有很长的历史和成就。在过去的一年中,因为三重器官移植,这一声誉还在不断提高。

 

了解导致器官衰竭的一系列事件

 

帮助这些患者的关键第一步是了解导致多器官衰竭的一系列事件,Fung解释道,一个器官的功能丧失会对其他器官产生下游影响。

 

2018年三器官接受者之一的Sarah McPharlin200112岁时接受了心脏移植,当时她患了一种名为巨细胞性心肌炎的罕见疾病,会引起心肌发炎。在接下来的17年里,她的新心脏出现了循环系统问题,损害了她的肝脏。不仅如此,所有移植接受者为防止排斥反应都需要持续服用免疫抑制药物,而这些药物对她的肾脏造成了严重损害。单独更换这些器官中的任何一个都不会对她有所帮助。

 

某些疾病也会在相互关联的器官间引起相互关联的问题。2018年的另一位三重移植患者Daru Smith患有结节病,这种病会导致器官中形成异常的炎症细胞簇,并造成广泛的损害。

 

其他患者可能遭遇不同的状况,可能对器官产生连锁反应。高草酸性血症是一个突出器官之间复杂相互作用的例子,它由肝脏中的一种酶缺陷所引起,会阻止人体分解一种被称为草酸的分子。这会导致类钙沉积在肾脏中积聚,从而导致肾脏衰竭。在这种情况下,仅仅移植肾脏并不能解决问题——这些患者还需要一个新的肝脏来防止问题再次发生。

 

在这类情况下,首先进行肝脏移植可能会让肾脏得到恢复,这就说明了比起仅仅更换明显发生故障的部件,为什么了解器官之间的密切联系可以导致不同的答案。

 

免疫系统过载

 

任何关于移植的故事在手术之后都有后续部分发生。

 

人体天生会抵御外来入侵者,无论是病毒、细菌、过敏原,甚至是来自他人的用来救命的器官。免疫系统会监测被称为抗原的外来蛋白质,这些外来蛋白质可能存在于移植器官的细胞表面。当免疫系统监测到这些抗原时,会动员免疫细胞,并产生活化的T细胞和B细胞(产生抗体)来清除这些细胞。

 

虽然正常免疫反应的作用是保护我们免受感染,但在移植过程中,这些反应可能会损害带有外来抗原的新器官。

  

防止排斥反应的一种方法是找到具有与受体抗原尽可能相似抗原的供体器官。如果需要多个器官,则它们必须来自同一供体,以限制引入免疫系统的外来抗原的多样性。然而,除了同卵双胞胎之外,不存在完美的匹配,因此移植接受者在他们的余生中往往不得不服用强效免疫抑制药物来抑制他们的免疫反应。

 

但是,当被引入人体的新器官不只一个,而是两个或三个时,免疫系统会发生什么呢?

 

如此多的器官携带着如此多的外来抗原,它们冲击着免疫系统,而关于其影响的研究非常有限,芝加哥大学医学中心免疫学家Anita Chong博士表示。Chong博士专长于移植耐受性和排斥反应研究:这会使免疫系统超负荷,从而停滞不前吗?它会停工吗?没有人真的知道,但是接受多器官移植的患者似乎排斥反应较少,表现也更好。

 

利用肝脏

 

肝脏在多器官移植中扮演着特殊的角色。一般来说,与其他器官相比,肝移植的免疫抑制较少。肝脏通常充当身体的海绵,通过过滤来自消化道的血液、解毒化学物质、代谢药物以及制造其他重要蛋白质和酶来帮助消化、吸收和处理食物。在进行这些工作时,它会遇到大量来自食物的外来蛋白质和来自肠道微生物的抗原——但它不会反应过激而引发强大的免疫反应。

 

因此,人们认为,肝脏必然是一个更具耐受性的器官,对真正构成免疫威胁的反应具有更高的阈值。

 

当肝脏与其他器官一起进行移植时,似乎也能保护它们免受损害。移植的器官几乎总会需要一定程度的免疫抑制,但当肝脏也包括其中时,人体会倾向于接受其他器官而产生较少的状况。肝组织可以再生,因此它可以进行自我修复,从而免受轻度免疫排斥反应的损害。甚至有一些研究数据表明,器官越大(肝脏可以达到体块的5%),或者接受移植的多个器官的组织越多,免疫系统的反应就越温和。

 

你无法想象免疫系统进化到能够处理如此数量抗原的正常情况Chong谈到,因此,出于某些自相矛盾的原因,在某个阶段之后,反应会变少。它会发生转变,从以强烈的免疫反应进行反击转变为回拨,它会容忍移植的器官。

 

利用芝加哥大学医学中心的优势

 

高技能的医务人员,数十年的经验,以及对患者潜在状况的深入了解,所有这些因素都是芝加哥大学医学中心跨越多学科的标志。这种独特的才能与知识的结合,加上突破患者诊疗界限的历史和文化,使得所有这些三重移植手术成为可能。

 

过去的这一年可能是特殊的。芝加哥大学医学中心进行下一次三重器官移植可能需要数年时间,更不用说在同一年进行六次了。McPharlinSmith都在芝加哥的轮候名单上,他们都需要相同的器官组合,而且他们都在连续几天找到了匹配的捐赠者,这需要一连串的运气。然而,芝加哥大学医学中心做好了准备来挽救拯救他们,以及随后的四名患者,这依靠的当然不是运气。