器官移植正在改頭換面

器官移植是醫學中一個高度先進但具有挑戰性的領域。對於患有終末期器官疾病（如心臟、腎臟或肝臟衰竭）的患者來說，移植是獲得更長久、更快樂和更健康生活的唯一可行選擇。

自 1954 年首次成功進行腎臟移植以來，手術技術、免疫抑制藥物和保存方法的進步徹底改變了移植領域，使結果更好，並形成了一個不斷髮展的全球移植項目網絡。

然而，即使在過去半個世紀中在改善患者結果方面取得了顯著進展，仍有幾個複雜的問題存在，特別是在儲存和保存方面。

器官短缺問題

近年來，較爲突出的問題之一是相對於等待名單上的患者數量，可用器官的短缺。根據器官採購和移植網絡，2023 年，實施了超過 46,000 例移植手術。然而，仍有超過 103,000 名男性、女性和兒童在等待器官。

解決器官短缺的常見做法是活體或死者器官捐贈。由於手術技術的進步，活體捐贈已成爲一種安全的做法。活體捐贈減少了等待時間，並改善了接受者的結果，特別是對於那些需要腎臟或肝臟部分且能找到匹配的活體捐贈者的人。死者器官捐贈在捐贈者死亡後進行，對於心臟和肺等不能由活體捐贈者捐贈的器官來說仍然至關重要。

異種移植，也就是使用動物器官進行的移植，已被定位爲解決人類器官移植短缺的潛在解決方案。除了潛在的免疫反應和將未知微生物傳播給接受者的風險外，實際上，與同種異體移植（即同種物種之間的器官移植）相比，還有一些潛在的優勢。異種移植可以提供幾乎無限的器官來源，同時降低某些破壞性病毒的感染風險。對動物進行預篩查並控制它們接觸潛在感染源，降低了人類接受者的感染風險。此外，一些動物物種對乙型肝炎和人類免疫缺陷病毒（HIV）具有抗性，對於接受免疫抑制治療的患者來說可能具有毀滅性。

最近的異種移植案例初現曙光，而且相關討論已延伸至生物工程器官領域，這或許有助於化解器官短缺的危機。

再生醫學和幹細胞技術的進步爲轉基因器官提供了更充足的證據。

實驗室培養的組織能夠提供更健康、更適配、更耐用且免疫挑戰更小的器官。

儘管有令人振奮的證據顯示能夠減少甚至消除對傳統器官的需求，然而倫理和技術方面的挑戰依舊存在。

旨在提升壽命和延長壽齡的下一代理念體現了多種生物醫學技術的融合。

利用工程組織、器官和替換部件來進行全身修復，這將融合生物製造與 3D 打印、支架技術以及基因編輯工具，從而解決疾病的遺傳易感性問題。

作爲心臟、肺或腎等器官的人工替代物的假肢和合成器官，將會降低對捐贈器官的依賴程度。

工程替代品能夠緩解與年齡相關的器官衰竭狀況，這是導致人類死亡的一個主要因素。

它們還有可能賦予對環境壓力和生物損傷更出色的恢復能力，進一步拉長健康壽命。

冷凍保存對於實現這些技術的規模化而言不可或缺，能確保在特定的需求時間可用。

把工程組織和冷凍保存加以結合，能夠通過替換或修復衰竭的器官系統，對衰老的身體展開常規性維護。

早期運用冷凍保存和工程組織實施干預，能夠預防諸如癌症、心血管疾病和神經退行性疾病之類的疾病。

通過移植延長壽命

器官短缺是全球性危機，據世界衛生組織（WHO）估計，全球器官供應不足全球需求的 10%。

延長器官的存活能力爲醫療保健帶來巨大潛力，能解決許多關鍵挑戰。

這種變化的一個顯著好處在於能夠重新界定被視爲可行器官的時間範疇。

通過 體外 灌注在體外保存器官方面取得的進展，使移植時的器官質量得以改善，提高了初始成功率，還有可能延長移植器官的功能壽命。

如果有一種分子能夠讓供體器官以休眠狀態保存，直至需要時再使用，那會如何？

一家前沿的生物技術公司正在推進器官保存和再生醫學，期望能徹底消除器官移植等待名單。X-Therma 由首席執行官魏曉曦博士和首席技術官馬克·克萊恩博士於 2014 年在舊金山灣區創立，正在引領從小分子到生物製劑和細胞治療的變革潮流，深知需要一種冷凍保存介質來保護和延長活細胞、組織和器官的保存期限。

冷凍保存的科學

活細胞和組織的保存以及將器官從一處運輸到另一處，與採用新的身體修復技術和當前及未來旨在治療各種疾病的細胞療法來替代它們一樣，均是常見問題。所有這些都需要使用極低的溫度，即冷凍保存，以保持其結構完整性。與冷凍保存相關的主要挑戰之一是晶體的形成，這可能會永久性地損害細胞。爲了在冷凍過程中阻止損傷，將冷凍保護劑（CPA）摻入溶液裡。

當今最常用的 CPA 之一二甲基亞碸（DMSO）對某些細胞的保存有效，但在高濃度時有毒，致使其不適用於器官移植。

類肽登場。

X-Therma 最初從研究自然界最先進的防凍劑的特性入手開展工作。

對各種水生物種在零度以下溫度下的獨特生存能力的觀察，促使研究人員在小動物器官移植中對防凍蛋白（AFPs）進行研究。

然而，天然 AFPs 具有易降解、不穩定、數量少等特性，這使得其在臨牀環境中用於保存器官不太現實。

X-Therma 的仿生類肽具有在顯著的溫度變化（低於 0 攝氏度）期間防止重結晶，同時保持其功能和活力的能力，如今已成爲該公司下一代冷凍保存解決方案 XT-ViVo®的關鍵組成部分。

重新定義器官移植

X-Therma 的技術展示了克服存儲限制的潛力，以便將保存時間延長到超過當前標準（例如，腎臟從 24 小時延長到 5 天，心臟從 4 小時延長到 24 小時）。這將增加供體庫，使地理上遙遠的器官成爲可靠的選擇。

停止生物活動能爲患者提供更多時間來找到最佳匹配，並改善移植物流，比如通過創建器官庫來減少器官浪費，在需要時能夠存儲和使用器官。

延長存儲時間能夠實現更優的供體 - 受體匹配，降低排斥風險，提高生存率。

對於需要多次進行器官移植的患者，冷凍保存能確保所有兼容的器官同時處於可用狀態，以便開展協調的手術。

對於醫療專業人員，將有更多時間爲手術做準備，減少併發症，加強手術室操作，並改善供體和受體的結果。

在推進器官移植和延長壽命的進程中，涉及到免疫抑制療法、再生醫學和生物技術等方面的突破。

科琳·皮耶特拉斯，醫學博士，是一名心臟外科醫生，最近是耶魯大學醫學院的助理教授。她在賓夕法尼亞州立大學米爾頓·S·赫爾希醫療中心接受了心胸外科方面的培訓，在梅奧診所羅切斯特接受了高級心血管外科的培訓，還在賓夕法尼亞大學醫院接受了心臟和肺移植方面的培訓。她在《胸外科年鑑》上發表過文章，並參與了關於終末期心力衰竭和機械循環支持的合作書籍章節。她曾是《心肺移植雜誌》和美國人工內臟器官協會的審稿人。

皮耶特拉斯博士在紐約的羅素·塞奇學院獲得生物學/醫學預科的學士學位，在波士頓大學獲得生理學碩士學位，然後在美洲醫科大學獲得醫學博士學位。