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编号:100548
器官移植的难点与亮点
http://www.100md.com 2001年9月15日 科学时报
     自1954年美国医生约瑟夫·默里第一次成功地进行肾移植,1956年唐纳尔·托马斯进行了第一例骨髓移植后,器官移植便把“有的人活着,他已经死了;有的人死了,他还活着”的诗意画景表现为活生生的现实。迄今,全世界仅心、肝、肾人体三大器官的移植已经达到50万例。

    两大难题

    尽管器官移植为挽救人们的生命居功至高,但细究起来它的发展也有裹足不前的成分。分析原因,主要有二。一是供体器官供不应求,二是器官移植后,受者机体对异体器官的免疫排异。

    供体器官的供不应求是因为需要和要求做器官移植的病人太多,但合适的供体器官太少,因为很多人死后都不愿意捐献自己的器官。这个问题不仅在发展中国家存在,而且在发达国家也存在。1995年,美国因为有良好的供体器官而完成了26万例各类器官移植,因而拯救了几十万人的生命。相比之下,我国只做了2万多例手术。
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    在发达国家,供体器官也不尽如人意。

    世界卫生组织的统计表明,全世界需要紧急器官移植手术的病人数量与所捐献的人体器官的数量比为20比1,这个数字还不包括那些靠药物维持可以等待但又必须做器官移植手术的病人。如果把这一数字加上,需要器官移植的病人数与所器官捐献数的比值将拉大到30比1。因而供体器官的缺口非常之大。

    全世界目前等待合适的供体器官做移植手术的病人有30万人。在美国,每年有6.3万人在等待合适的心、肝、肺和肾等器官做移植,但每年只有约20000人可以成为幸运者而得到供体器官进行移植术。此外美国每16分钟就有一人加入到等待器官移植的行列,但每11天就有一名等待者因为得不到供体器官而死亡。

    由于人体免疫系统的排异问题,虽然使用抗免疫排异药物,如环孢菌素等,但器官移植的总体成功率也只能维持在60%以上,而且器官移植后病人的存活年限也有些不尽如人意。器官移植后病人存活年限在10年以上的达65%。其中肾移植病人存活年限最高,达30年;其次是骨髓移植,病人存活最高年限达25年;再次是肝脏移植病人,存活达23年;第四位是心脏移植,病人存活达22年。
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    人体与动物器官山重水复

    为了促进器官移植的快速发展,挽救更多人的生命,研究与临床实践一直在寻求合适的更多更好的供体器官。就供体器官的来源和质量问题,当然是同种器官(即人的器官)为好。而且为了达到较好的质量,最好是利用脑死亡后的人捐献的器官。为此,中国科学院院士裘法祖教授认为,如果国际上通用的“脑死亡就等于机体整体死亡”的概念能在我国获得法律与舆论的支持,则我国将有千千千万万病人能得到有效的器官移植治疗而获得新生。

    然而这一愿望在我国要实现,恐怕是路漫漫其修远兮。而且即使在通过了这种法律的其他国家,人的供体器官也处于供不应求的局面。所以探索的方向转向了动物器官。但正是在使用动物器官上似乎山重水复,但又柳暗花明。

    人们最看好的供给人体所需的动物器官是猪,主要是基因猪。英国PPL公司于2000年3月14日宣布生产出的五头转基因猪,当时专业界和媒体普遍认为,在不久的将来可以使用转基因猪供器官移植。
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    但马上就有研究人员指出,猪体内的微生物或其某些基因成分可能进入人体,因而可能造成对人的伤害。英国自然环境委员会在2000年7月底发表一项报告说,引起癌症的罪魁之一——逆转录病毒比较容易在野生动物之间传播,猪是容易染上逆转录病毒的一种主要动物。这也意味着如果使用猪的器官如肾和心脏等,可能会让人染上动物逆转录病毒。这一严重隐患使专业人员不得不慎重考虑用转基因猪作器官供体的可能性,因而用转基因猪器官供移植的研究随之搁浅。

    不过就在人们失望之余,事情似乎又呈现柳暗花明。2000年8月底美国马萨诸塞州生物移植公司的研究人员宣布,他们已经培养出了一种新型转基因猪,猪体内固有的猪逆转录病毒(PERV)不会传递给人。这一声明似乎给人们利用转基因动物器官的安全性做了某种保证。但是研究人员最后也谨慎地说,他们一是还不知道PERV不感染人细胞的深层机理,二是PERV的无感染性还需通过活体动物的试验才能进一步确认。实际上也就是说科学家对转基因动物的安全性,即动物体内的微生物基因能否转移到人体并对人造成伤害也不敢打包票。
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    动物器官再现亮点

    2001年2月人类基因组计划完成后,研究人员称,人类有223个基因与细菌相同,是在进化的过程中来自于细菌。这一结论意味着自然界的其他生物,尤其是微生物在一定条件下是可以将自己的基因转移到人身上的。基因工程为这样的转移创造了条件,比如移植转基因猪的器官或使用其他转基因产品。

    然而不久,研究进展马上又给人柳暗花明的感觉。2001年6月22日,美国葛兰素·史克制药公司的研究人员在《自然》杂志上发表一项研究结果,认为致病菌或其他生物的有害基因是不可能直接转移到人体的,细菌不可能直接向人类转移基因,人类也不可能直接从细菌那里获取基因。人与细菌固然拥有相同或相似的基因,但那是在几亿年前通过共同的祖先而转移的。

    该公司的发育生物学家布朗领导的研究小组还指出,最为重要的是,应当认识到,没有证据表明细菌基因跳过所有中间阶段,并越过几个发育阶段直接进入人的细胞。因为人类与细菌共享一些基因是由来已久,能够追溯到更古老的生物体。在细菌之后、人类之前出现的其他生物体中,也出现了人与细菌共有基因的一些基因。这表明,能够传染疾病的细菌或遗传改造的生物体(如转基因猪)向人类转移基因是不可能的。因此人们大可不必对转基因食品和动物恐慌。
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    但是,布朗等人的这一结论主要是基于用计算机分析人类基因组排序数据而得出的。所以有的研究人员认为这并不能说明在活的生物体和环境中的生物与生物之间基因共同影响和相互交流的真实情况。比如,研究人员早就推测,生物与生物之间的最直接和亲密的联系是基因联系,而最典型表现就是微生物之间互相“偷窃”基因。细菌的耐药性实际上就是细菌之间互相偷窃基因的结果。这一假说最近得到了直接的证实。

    西班牙的研究人员对一名男孩治病时发现其血液有严重感染,致病菌是一种金黄色葡萄球菌。他们对男孩使用甲氧苄青霉素治疗,时间达一个月之久。可是仅仅在这一个月中男孩体内的金黄色葡萄球菌就产生了耐药性。奇怪的是这名男孩在治疗期间并未接触过任何可能带有耐药菌株的人和物品。于是研究人员再次对男孩进行化验和治疗,发现男孩体内还有另一种葡萄球菌,它携带有一段称为mecA的基因,正是这种基因对青霉素具有抵抗力。而mecA基因又包含在一个有40000碱基对的DNA片断中。耐药菌株拥有40000碱基对的DNA片断,而非耐药菌株则没有这个DNA片断。但是这个DNA片断可以在不同的细菌之间转移,或者说没有这个DNA片断的细菌可以从有这个DNA片断的细菌那里“偷窃”这一DNA片断,由于有了mecA基因,不耐药的细菌也就有了耐药性。
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    虽然这一结果证明细菌之间的互相偷窃基因或基因转移是可能的,但还没有证明实际生活中细菌与人之间转移基因的事实,只能是怀疑,人与微生物之间的基因转移也是有可能的,尤其是当人们为不同种属的生物基因创造互相亲近并“培养感情”之时。于是,虽然动物器官可以成为人体器官称植的供体器官的设想向我们透露出一丝亮色,但还不足于成为现实。但这毕竟是一种方向。

    增强免疫耐受第二个亮点

    在这些途径受一到阻碍后,器官移植的另一个亮点表现为,为延长器官移植后病人的存活年限并提高生命和生活质量,需要增强机官移植后移植器官的免疫耐受力。这可以通过两方面来解决。一是减少机体的免疫力,过去用的是药物抑制剂,如环孢菌素,但其副作用较大。因为抑制机体免疫力后会让病人感染其他疾病。第二个方法就是增强移植器官的免抑耐受力。在这方面,我国研究人员有了新的创建。

    最近江苏省人民医院的孙倍成博士在其指导教师王学浩教授指导下,用转基因办法增强了动物移植肝脏的免疫耐受,从而消除或减少了病人机体的免疫排异,为器官移植提供了新思路。
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    但是,研究发现,FasL基因的表达可以使T细胞和淋巴细胞凋亡。而机体免疫正是由T细胞和淋巴细胞来完成的,如果利用这一点就可能阻止机体对异体器官的排异。

    研究人员通过外周血淋巴细胞凋亡检测、移植肝透镜检查和半定量逆转录聚合酶链反应检测等方法,发现FasL基因诱导了大鼠外周血及移植肝脏内的淋巴细胞凋亡,使1、2型辅助T细胞发生偏移,从而抑制了白细胞介素12的分泌,从而阻断了大鼠体内的免疫反应。这一效果如同移植器官后服用了免疫抑制剂环孢素一样。而对照治疗组大鼠没有使用转基因的方法,结果在移植肝细胞后两周就死亡。

    如果这一方法在人身上试验成功且无副作用,将会使器官移植大大向前推进一步。最好的结果是,既不用免疫抑制剂,又可以使移植器官病人获得较长的存活期。, 百拇医药(张田勘)