二、器官的移植與培育 (一)器官移植的發展 1.克服「排斥作用」
醫療人員移植人體各部位器官,取代原有病損的器官,為延長人類壽命,恢復生活常態重要手術,惟難題在於「排斥作用」,即人體的血球有攻擊外來組織細胞和病菌的天然性格,乃免役系統的本能作為。在同卵生的雙胞胎的抗原相同,兄弟姊妹具有四分之一機率的共同抗原,其間器官移植則無「排斥作用」,或有四分之三「排斥作用」的機率,至於毫無血緣關係的個人,這種機率僅有千分一,微乎其微。早在一九六七年南非共和國醫生巴納德成功的完成換心手術,全球共有一百多例心臟移植手術,均因「排斥作用」病患祇存活幾個月,到一九七○年底世界心臟外科醫生就放棄移植手術。一九七九年反排斥藥物Cyclosporine的發明,可以阻止抗體行動的荷爾蒙,尤其是那些產生排斥作用而不和細胞作戰的抗體,使人體器官移植進入新境界,特別是心臟移植手術成效顯著。據美國統計一九七六年至八二年內臟移植者大幅增加,計心臟移植自二四人增至一○三人,肝臟自十四人增至六二人,腎臟自四千人增至五、三五八人,乃以腎臟移植手術「排斥作用」較為不顯著。據美國米里蘇達移植小組報告,一九七九年前移植患存活一年以上者達百分之八十,如有血緣關係者身上移植,其存活率可達百分之十,因之七六年移植人數遙遙領先,反排斥藥物發明後,可減少半數感染或排斥機率,故可縮短病患住院時間,又有一千三百餘人的增加,仍遠大於其他內臟移植者,其他器官之移植亦隨之擴展;包括胰臟、骨髓、肺臟、血管、手臂、手掌、腿、眼睛、皮膚及輸血等,免除排斥威脅而提升效果o 美國匹茲堡大學研究人員研製成功更具療效的移植器官新藥FK-506,乃自泥土真菌提煉而得,自一九八九年開始超過一千四百名病患接受FK-506的治療,五百名移植器官後遭受嚴重排斥,需再更換新器官才能存活的病患,其中六成服用新藥後,能繼續使用原有受排斥的器官,乃於一九九二年八月廿三日正式宣布此項成果,再次提升器官移植的成效。 英國倫敦莫茲利醫院神經科學會格雷教授領導研究人員,於一九九七年底,達成動物腦細胞移植實驗,籌劃二○○○年進行人體實驗。格雷教授將一隻健康老鼠未完全發育腦細胞,注入另一隻因心臟病導致腦部損毀的病鼠腦內,原本完全失憶及沒有識別能力的病鼠可以逐漸康復過來,乃發現他們注射的「神經上皮幹細胞」可自動移往受損的腦細胞,並吸取已死亡細胞的特質。這項新技術不但可以救治早老性癡呆病、帕金森氏症和杭廷頓斯遺傳病等「變性疾病」(隨年老或器官衰退而生的疾病),常見的病例如中風或心臟病導致腦細胞缺氧死亡的絕症。因腦細胞與其他人體細胞不同,不可能取代,因之,目前腦細胞死亡基本上不能治療,前項腦細胞移植技術實驗的成就,將是一項革命性突破(註四)。 2.開拓器官的來源
人體器官移植反排斥藥物的發明促進案例大幅成長,惟捐贈器官數量未能隨之增加,病患每需久候,致病情惡化甚或不治。因為人體器官最多只能保存三十小時,而肝、心僅能保存四小時,各國乃致力研究保存器官之期間,日本神奈川大學科學家關國弘領導的研究小組,以海藻糖沖洗實驗老鼠的心臟,再用硅膠包住,去除細胞中的水後,將之置於Perfluocarbon中,儲存在攝氏四度的密封罐子,可以保存十天,仍不失生機,乃籌劃進行人體器官之實驗,經一九九八年十一月份新科學雜誌報導。 其次為美國佛羅里達州狄麥吉歐兒童醫院醫師於一九九八年九月十四日為來自巴哈馬群島拿索島五歲男孩亞當強森治療骨癌。醫師先取出亞當部分骨骼,接到一個死屍的骨骼移植片,然後再摘除男童右肩的腫瘤,植入這個骨骼移植片,期能生長取代原來的死屍骨骼,長大後有一個完整正常的肩膀,這是美國接受這項手術的首例,經半個月正常復元。 第三為法國南部里昂的耶利歐醫院於一九九八年九月底完成手部異體移植成功首例,乃人類史上創舉。由法國外科醫師杜貝納及澳大利亞歐文醫師領導的手術團隊,包括來自倫敦、米蘭及雪梨等地的移植手術權威及整形外科共八位醫師,齊集里昂接受手術前訓練。接受移植者是紐西蘭四十八歲的哈蘭,一九八九年因意外截臂,捐贈者為意外死亡者,也是男性,年齡與膚色與哈蘭相近,符合移植條件,移植手術耗足十四小時,工作人員分成兩組:一組負責截肢,並辨認骨骼、神經、血管等相關組織;另一組先為受贈者修復殘肢,辨認相關組織結構,繼以板子與螺釘將移植手與受贈者的骨頭接上,縫合動脈,待受贈者整隻手的血液循環恢復暢通,其他神經、肌腱與肌肉相繼接上後,再將贈與者與受贈者的碎肉塊插入,縫合皮膚,以防止手術後浮腫。手術最大的難題是縫合動脈、神經、肌腱與肌肉,使之成為一體,正常運作,手術完成後,哈蘭非常興奮,不斷重複著:「這真是個奇蹟!」經住院二十二天後,於十月十六日舉行出院前記者會,目前雖然未有排斥反應,但是醫院仍表示待一、兩年後方能確定手術成功。 第四為擴大臍帶血移植治療:美國杜克大學小兒科幹細胞計畫主持人瓊安‧克茲堡於一九九八年十月發表研究報告稱:「患有血癌和其他骨髓功能喪失疾病的兒童,用移植臍帶血的方法治療,效果卓著。」以臍帶血治療血癌從一九八八至九四年間全世界僅有五五個病例,一九九四至九八年增至五百例,其中在美國則佔二七八病例。杜克大學研究實驗對象為一六七名病患,多數是兒童,在移植手術後經過五年的追蹤,成果豐碩。病患通常都是在化學治療後箇疾復發,並且無法找到合適的骨髓。況且骨髓移植需要相容的基因,經數個月方能完成手術。而臍帶血通常數週內可找到,比骨髓較不會引發受贈者的排斥作用。因之,美國聯邦政府撥款補助研究計畫,預計收集一萬五千份臍帶血,進行三百至四百移植實例,研究成果再行公布。 臍帶血是產婦生產時,由嬰兒剪掉的肚臍和胎盤中取出,對媽媽及小孩都不痛苦。經過處理手續,再行冷凍,可以保存幾十年,這名嬰兒長大後,萬一得到血癌或有關造血功能的疾病,可作化學治療,將所有血癌細胞殺死後,用自己的臍帶血輸入身體,便可恢復造血功能。而自己的臍帶血無排斥作用,成功率特高,如用於兄弟姊妹因其基因來自同一父母,成功率可達二分之一,其他陌生人的臍帶血,即使配對相當好,但是成功機率仍僅有兄弟姊妹之一半。臍帶血抽取及處理費用約七五○至一千餘美元,冷凍後保存費每年每份約一百美元。美國洛杉磯華裔醫師及醫療工作人員,熱心華裔等於一九九八年二月二日在蒙特利公園市成立「第二生命臍帶血中心」,鼓勵華裔母親留下臍帶血(註五)。 (二)動物器官移植人體的成就
第一美國匹茲堡大學醫學中心於一九九二年六月廿八日成功的將狒狒的肝臟移植於人體。 第二美國杜克大學醫學中心於一九九五年宣稱:成功的改變一隻豬的基因構成,成功的通過狒狒的免疫系統,接受豬隻心臟移植。杜克大學醫學中心乃和紐澤西州普林斯頓市「新移」(Nextran)生物科技公司合作,獲得美國食物暨藥物管理局(FDA)批准,於一九九八年八月進行人體移植。即將一顆經過基因轉變的豬肝,與昏迷病患的循環系統做體外連絡,讓豬肝做過濾工作,取代病患的肝功能。豬肝並不直接植入病患體內,而是藉病患的頭部靜脈做體外連結,經在狒狒做類似實驗。這項「基因轉移器官」(Transgenic Organs)成功的實驗,達成發展兩種醫學新科技;即在人體外使用動物器官,做為透析器,及把動物器官直接植入人體內,取代已失功能的人體器官。 第三為英國劍橋伊穆特朗公司修改豬的基因結構培育的小豬器官,可移植人體而不至引起排斥作用,至一九九五年已育成四十餘隻實驗豬,等到第三代出世,即可臨床實驗器官移植,在這些豬體內能製造人類蛋白質,以免接受移植者的免疫系統發生排斥作用。這項研究計畫由瑞士山德士製藥公司資助部分經費,一九九七年進行人體實驗,預計成功獲准用於醫療後,可擴大移植器官的來源。 第四為美國麻州沃斯特「先進細胞科技公司」早於一九九五、九六年即採用類似複製「桃莉」羊的無性生殖技術,進行人獸異種雜交方式,將一個人類細胞與牛的卵子細胞結合,複製成功人獸細胞結合的胚胎,這是世界成功的首例,用這種胚胎培育的新器官,就可免感染動物病毒的顧慮,且更接近人體器官。 第五為美國洛杉磯西達賽奈醫療中心製成「生物人工肝」:醫療中心的阿基爾斯‧狄米曲奧醫師於一九九三年五月間利用一顆豬肝細胞造成的「生物人工肝」,維持一名十八歲女子摘掉肝臟十四小時的生命,直到她獲得捐贈人的肝臟實施移植成功,這是世界醫學史上的首例,廣泛的應用可以延長病患等待移植肝臟的時間,保持生命(註六)。 (三)人造器官的發展
移植器官手術的高速進步,造成器官市場的強烈需求,帶動化學、合成材料、微電腦科技與生化科技對人造器官的研究、實驗,並獲成就造福人類。假牙當為最具歷史的人造器官。惟自複製羊桃莉成功後,以及電子工業的創新,人造器官已獲突破性的發展,已能供應人體全方位移植所需,這些器官運用複合材料、微電子設備或培植細胞,均係各別製造。在蘇格蘭愛丁堡羅斯林研究所利用無性生殖複製羊成功後,「複製人」的研究計畫即以備供人體器官移植為主旨,美國雖然禁止「複製人」的研究,但是複製細胞供器官移植所需則全面進行研究。美國科學雜誌一九九八年十一月份報導:威斯康辛大學和霍普金斯大學的研究人員同獲成就。威斯康辛大學的詹姆斯‧湯姆森等從人胚胎組織分離和培養出乾細胞,再在實驗室裡將之養成不同功能的細胞類型,如肌肉細胞、骨骼細胞、神經細胞等。霍普金斯大學約翰‧吉爾哈特等則是從死胚胎組織裡分離出原生質細胞培養成乾細胞,然後再養成人體器官各種細胞。 以上兩所大學的研究人員認為:這種乾細胞具多用途的潛在功能,用於生長神經細胞修復脊柱斷裂和恢復癱瘓的肢體;培育能分泌多巴胺的大腦細胞以治療帕金森氏症;培育心肌細胞以替換心臟病發生後壞死的心肌;培育可治癌症用的骨髓;製造胰島素細胞治療糖尿病;製造血細胞以抵抗愛滋病和用於替換有病的血液;培育完整的器官用於科學實驗或供人體器官移植,不過他們認為研究成果可能要十年或更長時間方能投入實際用途。 倫敦獨立報於一九九八年十一月八日報導:複製羊「桃莉」的蘇格蘭愛丁堡羅斯林研究所已證實正積極和率先使用胚胎細胞作移植手術用科學家洽商合作,以複製技術無限制提供移植手術所需的備用人體組織,可能合作對象之一即前述之美國威斯康辛大學的科學家。他們設計新生兒個個都將有自己的備用複製細胞「身體修補箱」,冷凍在國立人體組織庫內,以備日後動手術之需。研究人員正努力把那些技術和有關培養成血液、骨骼、肌肉,甚至研究用細胞之胚胎細胞的研究結合,由於此項新技術培養的組織與人體相同,移植手術後與人體原有部位完全結合,無排斥作用,即使目前不治之症亦可藉此獲得延長生命,不過他們極力規避導致外界對複製人的道德顧慮(註七)。現有醫療用主要人造官為:人造血液、人腦細胞、輔助心臟、人造肝臟、人造電子眼、人造骨骼及關節、人造手臂及腿、人造皮膚、人造膀胱,人造血管等。 |