6人連環換腎：罕見手術背后的科學

新浪科技訊 北京時間3月24日消息，據國外媒體報導，3月6日，美國加利福尼亞州的一家醫院上演了類似美劇《實習醫生格蕾》中的情節。通過患者親友連環換腎的方式，該醫院歷時兩天完成了一組十分罕見的手術，使6名患者成功進行了腎移植。

位於舊金山的“加州太平洋醫療中心”抽調了5位外科醫生、數十位麻醉醫師和護士進行手術，腎臟捐獻者和患者共12人。這也是美國西海岸至今最大型的連環配對腎臟移植手術。

需要腎臟移植的患者通常要經過多年的等待，直到有可供移植的腎臟出現，而這些腎臟主要來自剛剛去世的捐獻者。相比之下，利用活的親戚和朋友捐獻的腎臟進行移植，成功率會高得多，距離下一次移植的時間甚至可以延長兩倍。問題在於，欲捐獻腎髒的親友與患者之間可能並不會完全匹配。正因為如此，許多醫院和醫療中心正致力於建立起患者與捐獻者之間的關係鏈，將欲為親友捐獻腎髒的人與陌生患者進行匹配，最終使得每個人都能獲得合適的腎臟。目前，美國等待腎臟移植的患者人數已經超過10萬，這一關係鏈的建立將生比以往單獨、封閉的捐獻方式更加巨大的影響。

目前在美國每年的16000例腎臟移植手術中，有三分之一的腎臟來自活人捐獻者，通過匹配程序，這一數字還在不斷上升。能將腎臟捐獻給完全陌生的人顯然是非常無私的行為，舊金山的這組手術中就找到了6位這樣的捐獻者。不過，手術的成功還需要一些關鍵的生物醫學技術，包括檢查、治療的手段，以及醫生和患者用來尋找匹配腎髒的算法。在這組手術中，他們需要找到6個合適的捐獻者。

這組手術運用了一個特別的軟件——MatchGrid，由曾接受過腎臟移植的大衛·雅各布斯（David Jacobs）編寫。如果要成功配對，捐獻者和接受者需要在多個醫學指標上進行比對，包括年齡、體重和一系列的生物標記。這些指標越接近，接受者排斥新腎髒的可能性就越低。在大約15%的移植中，接受者的免疫系統會攻擊外來的器官，並在一年之內使器官功能完全損壞。

為了盡可能找到合適的匹配者，MatchGrid軟件從薩特醫療網絡（Sutter Health network）中獲取了潛在捐獻者和接受者的數據，將他們的醫學指標變數進行整合，分離出每組可能的配對。

第一個進行配對的變數是血型，這也是很容易想到的。根據血紅細胞表面抗原的不同，人類的4種血型（A型、B型、AB型和O型）在互相輸血時具有不同的規則。在這次連環移植中，第一位捐獻者十分特殊：她是O型血，意味她能捐獻給任何一位患者。相比其他血型的捐獻者，她能提供更多的移植機會。腎移植團隊的醫療主管史蒂芬·卡茨內爾森（Steven Katznelson）：“當我們將這位O型血非指定捐獻者輸入程序時，140種不同的關係鏈彈了出來。”

從這140條潛在關係鏈中，軟件又根據患者的其他抗原標記挑選出了一組候選者。MatchGrid的計算中包括了14種抗原（更確切地，是人體白細胞抗原）。這些抗原都是位於免疫細胞表面的標記物，通常用來確定捐獻者器官與接受者的兼容程度。在理想情況下，捐獻者與接受者所表達出來的抗原要完全一致，因為任何新的抗原都會引發免疫反應，從而帶來移植排異的潛在風險。然而，除非移植是在完全一樣的雙胞胎之間發生，否則要做到抗原完全一致是几乎不可能的。因此，MatchGrid通過盡可能地找出重合部分，來建立捐獻者與接受者的關係鏈。

MatchGrid還整合了數千個本體表達的抗體信息，這些抗體能影響器官移植是否成功。隨時間推移，等候移植名單上的患者會暴露在越來越多的外來蛋白質之中。這些蛋白質可能來自輸血，或者是之前的器官移植所生，也可能由懷孕造成。患者會生抗體來對抗這些蛋白質，而一旦這些抗體進入體內，就不會消失，意味它們很可能會攻擊由新移植器官帶來的外來蛋白質。

在不久前的一次連環換腎手術中就有一位接受者出現了上述情況。由於數十種抗體的存在，使得在與她血型相符的潛在捐獻者中，只有約10%符合條件。MatchGrid軟件加入了醫療記錄，顯示出存在的每種抗體，以及這些抗體表達的程度。盡管概率很低，但通過免疫抑制療法和MatchGrid軟件的結合，該患者還是找到了合適的腎臟。卡茨內爾森：“軟件加入了她的所有抗體，排除了那些會與她生排異反應的捐獻者。它還排除了錯誤的血型、基因指紋和抗體。”

利用雅各布斯的軟件，以及美國全國腎臟登記中心（National Kidney Registry）和器官共享聯合網絡（United Network for Organ Sharing）的技術支持，使一次將10對腎臟捐獻串聯起來成為可能。“但是，只告訴我們有多少可能的配對是不夠的，”雅各布斯，“你必須了解最佳的配對是哪些。”現在，MatchGrid軟件的算法已經十分優化，它能選出同一時間可能進行移植的最大數量，同時找出配對者之間最大程度的免疫共性。

雅各布斯希望能盡快在美國全國推廣他的軟件，使類似加州太平洋醫療中心這樣的小型醫院網絡能建立起自己的配對關係鏈。美國全國腎臟登記中心和器官共享聯合網絡也可以做到這點，但由於他們的關係鏈建立於多個移植中心之間，因此常常在手術發生之前就斷裂了。卡茨內爾森的幾位患者就經歷了數次這樣的鏈條斷裂。有了更好的配對結果，移植新腎髒的患者就更有可能最終康復，就像舊金山這6位接受者一樣。（任天）