认识器官移植-器官移植简介及与免疫系统关系

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器官移植定义:器官移植是指通过外科手段,将他人的具有活力的器官移植给病人以代替其病损器官的手术。从1954年世界第一例肾移植成功,开辟了器官移植的新时代。

正文:在一九五零年代之前,免疫学尚未十分发达,所有尝试把甲的器官捐赠给乙病人的移植手术(或称异体移植)皆无法成功,而原因为何也不明了。移植手术最初是由肾脏移植开始,因肾有两个且解剖学构造较单纯。1936年俄国的一个外科医师佛洛诺伊(Voronov)第一次进行了肾脏的异体移植手术,但并未成功。其后另有一些医师尝试同样的手术,病人也均在短期内死亡而失败。

  直到1954年,穆雷在波士顿成功地完成第一例同卵双生子间的肾脏移植,医学界始认识到异体移植间可能牵涉到器官彼此的「排斥」(rejection)现象,而「器官移植免疫学」(transplantation immunology)概念始焉萌芽。

  为了解决异体移植间的排斥现象,1959年穆雷及法国巴黎的汉伯格(Hamburger),利用全身大量辐射以抑制受体的免疫攻击,他们同时在两地进行了两例成的非双生子间的异体肾移植,更进一步确认了免疫排斥的重要概念。

  穆雷的这两项开创性工作,可能是他超越众多同伴竞争而获得诺贝尔奖的原因。后来在肾脏移植的进展上,虽另有眾多研究者的一些贡献(肾脏移植病患的存活时间正逐年提升),但皆在观念上延续穆雷的工作,而只做药物及技术上的改进而已。

  由於尔后免疫学的发展,目前已知人体有一套很完整的免疫辨识系统,存在於所有组织的细胞表面。这一套系统就称为「主要组织相容系统」(major histocompatibility system),用以辨别所有外来异物。移植的成功与否,就决定於捐赠器官组织与受体间的主要组织相容系就是否相配。负责这一组织符合系统的是细胞表面上的一系列蛋白质,称为「人类淋巴球抗原」(human leukocyte antigen,HLA),现已知其基因位於第六对染色体上。这些基因在人与人间彼此互异,也成了免疫系统辨识你我的标记,就像每人的身分证一样。同卵双生的挛生子因承袭相同的染色体,因此,人类淋巴球抗原系统也相同,故彼此间的器官移植不会排斥。

  人体中负责执行这一排斥任务的是T细胞淋巴球,当T细胞淋巴球发现外来的人类淋巴球抗原蛋白,马上就会受到激化,进而破坏移植体(graft)。所以当初穆雷从事同卵双生子的肾移植,以及后来以放射线破坏免疫系统而成功地进行异体肾移植,以目前免疫学的发展来说,都是一种开创性的工作,也奠定了日后移植免疫学的发展。

  穆雷於1961年又与英国剑桥大学的卡尔尼(Calne)合作,以一种免疫抑制药物:azathioprine,成功地使用於肾脏移植患者的身上,克服了排斥的重大障碍,使肾脏移植於1960至1980年间,成了全世界各医学中心用来治疗肾衰竭或尿毒病人的重要医疗措施。1980年起,英国的卡尔尼小组又发现了一种到目前为止最理想的免疫抑制剂:环孢灵素(cyclosporin),配合血液透析技术的应用,肾脏移植成了全世界尿毒患者的新生希望。目前在捐赠器官的主要组织符合抗原配合要求,已因理想免疫抑制剂的使用而

  比过去宽松,这些完全拜赐於移植免疫学的发展,以及新的理想免疫抑制剂的发现,穆雷等人在这方面的理论及实际上的贡献,居功厥伟。

  肾脏移植的进展也带动了人体其他器官移植的进展,如肝、胰、心脏、肺等,其成功率也日益改善。1968年,台湾地区首先进行肾移植的台大外科李俊仁教授,也曾受教於穆雷。

  骨髓移植的汤姆斯医师,则代表著移植医学另一大分枝的大师型人物。汤姆斯於1920年出生德州,和穆雷一样,也毕业於哈佛大学医学院,且亦工作於布利罕妇女医院。汤姆斯后来由东部搬移到西部的华盛顿大学,华大的汤姆斯骨髓移植中心自一九七○年代起,因杰出的骨髓移植,成为血液及肿瘤医师的麦加圣城。进入一九九○年代,该中心每年的进行三百五十例骨髓移植,成功率达百分之七十到八十,救活了无数白血病病人。

  骨髓移植与肾脏及其他器官移植有一项截然不同的问题存在,使得骨髓移植变得更为复杂与困难。在骨髓移植中,因输入的骨髓细胞内即存在著捐赠者的免疫细胞,因此一旦移植成功,除了一般器官移植所发生的宿主对植体的可能排斥外,植入的免疫细胞亦会发挥辨识功能,反而攻击宿主的组织,而导致一种严重的「植体对宿主反应」 (graft versus host disease,GVHD)。植体对宿主的反应有可能严重破坏皮肤及肠胃等器官。

  汤姆斯於1950年起,即以狗进行骨髓的移植实验。他们以药物及放射破坏狗本身的骨髓及免疫系统,而后经由静脉将另一隻狗的新骨髓滴进,这些骨髓细胞即可经由静脉而停留於破坏的骨髓中重新生长。在进行狗的实验中,他们也开始尝试於人体进行同样的实验,但在1968年以前的十多年间,所进行的近两百例骨髓移植中,只有三例存活,而这三例皆是人类淋巴球抗原完全配合的兄弟间的移植。因此,汤姆斯得到一个结论,除非捐赠者与病人的白血球抗原配合,否则骨髓移植很难成功。病人主要死於植体到宿主反应。

  很清楚地,骨髓移植除了要应付宿主免疫系统到输入骨髓细胞的攻击外,还要克服植体到宿主反应,而后者的严重性更甚於前者,其中的关键仍是人类淋巴球抗原系统的配合与否,在这方面骨髓移植的要求比肾移植更严格,捐赠者的选择往往只限於人类淋巴球抗原配合的兄弟姊妹。

  自1969年起,汤姆斯即採取一连串措施,以克服植体到宿主反应的发生及防治,使得骨髓移植的成功率大增。除了在人类淋巴球抗原配合捐赠者的选择外,汤姆斯更首次以methotrexate来抑制免疫攻击所引起的植体到宿主反应,以后类固醇的使用以及近年来环孢灵素的应用,使植体对宿主反应的控制更加理想,而骨髓移植的成功率也大为改善。

  骨髓移植早期应用於再生不良性贫血及急性白血病病人的治疗,看些病人在骨髓移植技术发展以前,可说存活机会渺茫,骨髓移植目前已可拯救大部分这类病人,汤姆斯在这方面的贡献最大,得到诺贝尔奖乃实至名归。 目前骨髓移植术的应用范围已愈来愈广,包括淋巴瘤及固态肿瘤的治疗。对台湾地区而言,地中海型贫血病人的骨髓移植更是一大进展。至九○年代初期,台湾地区在骨髓移植方面亦已有台大、荣总及三总等单位在进行。

                                                                                                               摘录自 「诺贝尔的荣耀:生理医学桂冠」

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