人工脏器的开发

1963年，美国的哈代大夫进行了临床上第一例肺移植。直到80年代初，全世界仅进行过40例肺移植，其中仅有1例患者离开医院，创造了肺移植后存活的最长纪录——令临床大夫们垂头丧气的10个月！与其他脏器移植相比，肺移植一直处于令人绝望的低潮！直到80年代环孢霉素应用于临床，才使肺移植迅速发展起来。目前，肺移植已成为肺衰竭终末期治疗的主要手段。全世界现已完成了5000多例肺移植，1年成活率超过70%，5年成活率达55%左右。双肺移植、心肺联合移植也有很大的进展。

尽管如此，肺移植仍远远落后于其他脏器的移植。供移植用的肺仅是可供移植的心脏来源的10%~15%，供肺的严重缺乏是肺移植广泛开展的主要障碍，因为：①肺极易感染：肺是直接与外界空气相通的器官，在从供者身上切除供肺到把供肺植入受者体内过程中，空气中的病毒、细菌等已在肺内大量繁殖；②肺极易受损：供肺切除后，稍不谨慎，即会形成肺水肿，完全丧失气体交换功能；③供肺保存困难：目前最好的保存液可保存肾脏70小时，而肺仅能保存30小时。

人工呼吸机已有80多年历史，其在临床上的应用已相当普遍，但这种机器仅起到把空气压入肺内的作用，而肺的真正作用是让空气中的氧弥散到血液中，同时又使血液中的二氧化碳释放到肺内，所以，肺的换气功能是和血液系统密切联系在一起的，人工呼吸机绝不是具有使静脉血变成动脉血的人工肺。事实上，人工肺也并不复杂，为了配合心脏外科手术的需要，50年代已设计出来的“体外循环机”，就包含了一颗大的人工心脏和一个大的人工肺。相信有一天，医学生物工程学专家一定能设计出可植入人体内的人工肺。

1922年，巴汀·伯斯特发现了胰岛素，即胰腺的B细胞分泌的一种调节血糖水平的激素。随着认识水平的发展及医学科学的进步，人们逐步意识到临床上存在一种以胰岛素不足为核心环节的疾病——I型糖尿病。该病以糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢的严重紊乱为病理生理基础，以全身大动脉、微动脉为靶器官，最终引起肾脏、心脏、眼睛、大脑等多器官的严重疾病发生。自然，除了按时补充胰岛素治疗该病外，外科大夫又把目光瞄准了胰腺移植。与其他脏器移植一样，由于排斥反应，胰腺移植在六七十年代效果并不理想，发展缓慢。直到80年代环抱霉素应用以来，才带动了胰腺移植的巨大发展。目前，人类已完成了约7000例，1年存活率已达80%以上。

小肠移植：由于具有丰富的集合和孤立淋巴滤泡，内含大量能参与排斥反应的淋巴细胞，移植后的小肠不易成活，所以，小肠移植一向被视为器官移植的“禁区”。加之，肠道有强大的吸收储备，对一个人而言，即使因某种病被切除掉几十厘米的肠段，并不会明显影响肠道对营养物质的吸收，而且，即使肠道功能已完全丧失，可以通过全静脉营养使患者长期存活。因此，长期以来临床上很少进行小肠移植。直到80年代，由于环孢霉素的广泛应用，小肠移植才又发展起来。目前人类共进行了300多例小肠移植，最成功的1例移植的小肠活了211天。

甲状旁腺移植：任何原因的甲状旁腺功能低下，引起全身钙、磷代谢障碍时，均可进行甲状旁腺移植。此种腺体移植排斥反应小，成功率高，手术简单易行，但供移植的腺体来源有限。

其他：肾上腺的移植用于治疗肾上腺皮质功能低下，胰岛移植用于治疗A1型糖尿病等移植术正处于积极的探索和日益成熟之中。

在过去的30年间，外科医学领域不断取得新成就，时至今日，除大脑外，几乎所有人体主要器官均可成功移植。然而外科手术能否真正延缓濒临死亡的患者的生命，还取决于所移植的器官是否受患者本身免疫系统的排斥。

由于这种免疫排斥的现象极难避免，因而绝大多数患者在接受器官移植后，仍需长期甚至终生服用类固醇之类的免疫抑制药物，以增加存活的机会。然而，长期服用免疫抑制药物会导致种种后果严重的并发症，因而大大削弱了器官移植的医疗效果。

美国外科医学研究者以白鼠为实验对象，曾利用一种免疫方法先将所需移植器官组织的小部分注入接受移植的白鼠体内，然后在数日后，再将所需移植的整个器官或组织移植给白鼠。结果，在毋需药物的协助下，白鼠体内的移植器官安然存活，而且无免疫排斥现象。

上述的免疫方法是根据近年一项新兴的免疫训练概念发展而成的。近年来，有些免疫学家认为，人体免疫细胞的敌我辨认能力似乎来自胸腺的训练及督导。如果这一概念正确，而移植组织或细胞又能先与胸腺相处一段时间，那么胸腺将能训练免疫细胞使之视移植组织如本身组织而不予以排斥。

为证明上述概念可行，美国宾夕法尼亚大学外科学家贝克尔率先以患有胰岛素依赖型糖尿病的白鼠为实验对象，先在移植前将少量的健康胰脏细胞注入病鼠胸腺之内，数日后再将大量健康胰脏组织移植给病鼠。结果，在移植后除接受过一次抗淋巴细胞的注射外，白鼠体内血糖恢复正常，显示移植其体内的胰腺组织并未受到免疫排斥，而且能像平常一样分泌所需胰岛素。

意大利科学家罗慕西曾利用上述方法在白鼠体内实验，进行了完整器官——肾脏的移植。在手术前他先将移植肾脏的部分组织注射到白鼠胸腺内，10天后罗慕西将整个肾脏移植到白鼠体内。移植后，白鼠体内肾脏功能正常，不使用抑制免疫剂，也未出现免疫排斥现象。

目前，人类肾脏的移植能否使接受者获得较长的存活期，完全取决于移植器官能否借药物的帮助不被排斥。如果上述免疫训练法日后被应用于人类的器官移植，则无疑是器官移植外科上的一项重大突破。