原创 心脏移植的前世今生
2021年01月26日 【健康号】 樊红光     阅读 11934

“我要给予你一颗新的心,并赋予你新的灵魂,我要取出你肉体里的那颗石化的心,重新换成血肉之心。”。
——《圣经旧约》

器官移植与抗生素的发现被认为是20世纪人类医学的两个最重大发现,而心脏移植更被誉为“21世纪医学之巅”。心脏疾病的终末期表现往往是心力衰竭,也就是心脏肌肉本身收缩功能出现了无法逆转的改变,此时多数的医疗手段都已回天乏术了,心脏移植术也就顺理成章地成为医生手里的最后一张王牌。
其实关于换心的梦想,早就深深地根植于人类的心里。古代的典籍《列子?汤问》就记载了“扁鹊换心”的故事:鲁公扈、赵齐婴二人有疾,同请扁鹊求治,扁鹊谓公扈曰:“汝志强而气弱,故足于谋而寡于断,齐婴志弱而气强,故少于虑而伤于专。若换汝之心,则均于善矣。”扁鹊饮二人毒酒,迷死三日,剖胸探心,易而置之,投以神药,即悟,如初,二人辞归。无独有偶,在清代蒲松龄所著《聊斋志异》卷二第五篇中也详细的描述了一个“陆判换心“的故事。陆判趁好朋友朱尔旦酒醉时为其换了心脏,他认为朱尔旦心窍堵塞,以致作文不快,所以屡试不第,换一颗好的心脏后就能下笔如有神助。朱尔旦酒醒后觉得有些疼痛,不知何故,就问好友这是什么,陆判回答曰:此君心也。等第二天朱尔旦再看自己,发现“创缝已合,有线而赤者存焉”。此后果然才思文涌,过目不忘,在科举考试中连续得了两个第一。
这些充满想象力的神话传说只是脍炙人口的文学作品,其中的主人公在接受的换心术后,身体往往能很快地顺利恢复到正常状态,但在现实情况下,心脏移植过程则并不如此简单。事实上,在现代医学的发展进程中,心脏移植是现有器官移植中最迟被攻克下来的堡垒之一,其中凝聚了一代又一代中外医学家的智慧火花和辛勤付出,同时也有不乏许多不为人知的佚闻趣事。

艰苦卓绝的实验探索阶段

最早的心肺移植记载于1905年,法国医生Alexis Carrel将一只1周龄猫的心、双肺、大动脉及腔静脉缝合在一只成猫颈部,供体大动脉缝合于受体颈外动脉远端,立刻冠状循环建立,在完成颈动脉、静脉吻合后,供体心脏复跳并持续收缩近2小时,这一沿用至今仍在实验室应用的血管吻合技术,是心脏移植的开端。这位最早尝试移植心脏的先驱者,由于在心脏和其他器官移植的多项研究成就,在1912年获得诺贝尔医学和生理学奖。

在此后长达半个世纪的时间里,全世界的医学家里一直在器官移植领域进行不屈不挠的尝试与努力,设计了大量的巧妙的外科试验,其中包括尝试了异位心脏移植的多种术式,并在供体器官保护与体外循环支持方面取得了许多宝贵经验,极大的推动了心脏移植研究的发展。直到1964年,美国密西西比大学的James Hardy完成了人类首次心脏移植以黑猩猩的心脏为供体的异种心脏移植,但移植的心脏仅仅跳动了1个小时。虽然当时由于手术失败以及宗教信仰等原因,这项尝试引发了极大的争议,甚至一度被视为异端,但无疑这颗猩猩心脏的短暂跳动却点燃了医学家们的研究热情,使人们看到了成功的希望。

在将心脏移植的实验室研究转化成临床成果的研究方面,斯坦福大学Norman Shumway和Richard Lower做了大量重要的基础性工作。1960年,他们应用中低温体外循环技术,对心脏移植的手术方法进行了改良,确定了沿用至今的吻合左右心房、主动脉及肺动脉的经典方法(标准法),为心脏移植的广泛开展奠定了基础。同样来自斯坦福大学的Bruce Reitz及其同事积累了大量灵长类动物心肺移植的经验,为他们在1981年首例人体心肺移植的成功实施做了铺垫。

你追我赶的临床应用阶段

1967年11月3日,南非开普敦的ChristiaanBarnard医生为一位53岁患终末期心力衰竭的缺血性心脏病的男性病人成功地进行了世界首例人对人的原位心脏移植,虽然患者术后因肺部感染仅存活18天,但这次手术的成功激起了全世界对心脏移植的极大兴趣。面对首次失败,Barnard并没有灰心,1个月后又做了一例心脏移植术,这次患者存活了一年半。

由于抢先完成了人类历史上首例心脏移植术,Barnard可以说是名利双收,长期成为国际传媒关注的焦点人物。他成了飞机上的常客,往返于国际名流宴会之间,和许多名模和著名的美女传出过绯闻。1987年,65岁的Barnard第三次结婚,娶了一个年纪上可以做他孙女的名模。2001年,这位世界知名的医生在塞浦路斯度假时发病辞世,走完了他传奇的一生,身后也留下许多争议。多数人认为Barnard的手术是一个非凡的壮举,在技术方面已经登峰造极,但许多人也并不这么认为,反而认为这个南非医生之所以能有这样的成就,完全是由于美国医学界的培训,他是个善于投机取巧的家伙,甚至人有说Barnard的手术只是“花拳绣腿“。甚至在美国医学界内部就有两派人物各执一词,争的不可开交。但平心而论,有许多事实是无法改变的:Barnard所采用的心脏外科的基本功,包括体外循环机的使用,无疑得益于他在明尼苏达大学和梅奥诊所进修学习时所师从的Lillehei和Kirklin;此次心脏移植所应用的手术方法是”标准原位心脏移植术“则是60年代由斯坦福大学Norman Shumway和Richard Lower所创立的。可以这么说,在当时的情况下心脏移植的临床应用从技术上已经成熟,但是当时由于美国的医学界囿于本国的法律和伦理学的困境,没有及时进行,不小心被来自南非的徒弟Barnard从时间上抢先了一步,摘走了冠军美誉。

因此,仅在Barnard的第一例手术后的3天,布鲁克林的Adrian Kantrowitz完成了世界上第二例心脏移植。经过充分准备的NormanShumway和他的同事们于2个月后完成了全世界第四例心脏移植手术。随后心脏移植手术的数量大幅度攀升,至1968年底全世界17个国家的50多个中心竞赛般地完成了102例心脏移植。

柳暗花明的成熟发展阶段

繁华散尽,尘埃落定。其后很长一段时间,许多潜在问题开始显现,如供体来源及相关的法律与伦理问题,移植后器官的排异,供体和受体选择标准等一系列问题得不到很好的解决。再加上心脏移植术后死亡率居高不下,60%的病人于术后第8天死亡,心脏移植病人平均生存时间仅”29天。

到了70年年代,冷静下来的医学界和社会公众开始对尚不成熟的人类心脏移植不再抱有幻想,医生们也感到步履维艰。心脏外科的先驱人物Cooley甚至为此官司缠身。他利用一个因枪伤而脑死亡的人做心脏供体,结果被一个狡猾的律师钻了空子。这位律师在法庭上辨称,他的当事人开枪并没有打死被害人,被害人的死亡应该从其心脏跳动停止开始算起,而正是外科医生取走了他的心脏,因此,事实上是外科医生最终杀死了被害人,而他的当事人的谋杀罪不能成立。由于当时美国关于脑死亡的相关法律尚不完善,律师的意见居然被陪审团认可了,这等于变相地想将谋杀罪安在Cooley的头上。更让Cooley哭笑不得的是这位律师事后还来安慰他道:“别担心,Cooley医生,我会让这个杀人犯受到惩罚的”。事实上他也的确做到了,他的天价律师费让那个杀人犯变的一无所有。

1970年至1977年间,全世界每年平均仅实施20余例心脏移植手术。在20世纪70年代,只有很少的临床机构继续进行临床心脏移植研究。而难能可贵的由Norman Shumway领导的斯坦福团队。在此十年间,经过不懈的努力使该中心的心脏移植病人1年成活率由22%逐渐升至65%。同时提出了以心内膜活检的方法早期发现术后排斥反应,这为日后抗排斥治疗提供了良好的基础。但毕竟由于核心问题——抗排异反应问题并没有得到解决,因此心脏移植术后的患者多难以长期生存,这十年整个器官领域均无可奈何地陷入了僵局,许多学者后来将这十年称为“苟延残喘的十年“。

1970年的一天,一个名叫Hans Peter Frey的旅行者度假路过挪威的高原地带哈单格尔,他是瑞士山德士药厂(诺华公司前身之一)微生物学部的研究人员,出于职业习惯,他顺手从这块不毛之地带走了一小袋土壤。他绝没有想到,正是这袋土壤演绎出医药发现史上一段辉煌的传奇。很快,这袋土壤出现在山德士药厂的免疫实验室里,从该土壤样品里分离出一种新的真菌菌株,学名叫甲苯基分支芽胞菌属。从该菌株中提取出一系列同系化合物,根据某种规则该化合物被赋予一个数字代号:24-556——它就是救器官移植术于水火的环孢素。

至20世纪80年代,环孢素A已经开始应用于临床,病人心脏移植后存活率大大提升,心脏移植手术迅速盛行开来。1987年,美国政府宣布心脏移植成为各大医疗中心的一项常规手术。据ISHLT报道自1982年至1991年的十年内,全球注册登记的心脏移植例数达21,342例,病人术后生存时间大大延长;1992年至2001年的十年内心脏移植例数达38,966例;2002年至2011年的十年内心脏移植例数达32,392例,平均生存率已经达到1年84.5%,3年78.0%,5年72.2%。

不同于其他实体器官可以应用心脏死亡的供体,心脏移植只能应用脑死亡供体。因此脑死亡的判定对于心脏移植事业的发展至关重要。在人类初次涉足器官移植时,死亡的定义和判定就成为了辩论的焦点。脑死亡的定义没有“大脑死亡”严格,是允许中脑的某些功能存在的。脑死亡的概念被接受后,对那些脑功能已停止而依靠机械通气,依靠胃肠外给药的病人,中断其外部支持手段得到允许。在病人随后发生心脏停跳的即刻,获取能够应用的器官成为可能。尽管脑死亡引起了激烈的争论,但这一概念的革命性是毋庸置疑的。

事实上,让民众将传统意义上的死亡与仍有心脏跳动的“大脑死亡”划等号是存在一定困难的,这在1968年的日本显得尤为突出。北海道札幌医大附属医院的心血管外科教授和田寿郎给患者宫崎信夫(18岁)进行了心脏手术。信夫因患心脏瓣膜症,在学生时代就免修体育课。1964年以后病情加重,完全卧床不起了。和田博士于1968年8月8日上午2时5分亲自执刀,另有20人的医师队伍辅助,开始了心脏移植手术。提供这个健康心脏的是住在札幌的东京某大学四年级学生(21岁),他于8月7日游泳溺水呈假死状态,经人工呼吸抢救曾一度苏醒过来,但随即被认定死亡。信夫在施行心脏移植手术后感觉良好,又活了83天,因肺部感染死亡。其后札幌地方检察院以“无视排斥反应、进行人体实验”等理由对和田提出起诉,虽然最高检察院后来宣布不予追究,但也因为获取因溺水而脑死亡的病人器官进行移植的行为遭到了公众的监管和舆论的严重抨击。在日本心脏移植手术至今仍然因供体的问题难以开展。由于围绕撤除仍然有心脏跳动,看起来已经死亡的垂危病人的生命维持装置仍然存在争议,供体器官来源一度陷入困境,Harvard大学于1968年成立伦理委员会旨在讨论脑死亡的更深层次定义,其目标是描述不可恢复昏迷,并最终导致心脏停跳的临床特征,并界定了无法恢复的昏迷的充分条件。此事为后来在伦理上允许从宣布脑死亡而有心跳的供体获取习惯铺平了道路。1980年,美国的《死亡行为的统一确定》对该标准进行了细微的修改。

脑死亡标准通过后,为了使器官移植在晚期器官衰竭的治疗中拥有一席之地,人们很快意识到应该建立国家性的分配系统以解决移植器官采集并进行公平分配的问题。随着肝脏和心脏的长途运输的安全问题表现得越来越明显,上述机构的存在显得愈发重要。在美国,公平而有组织的器官分配系统随后发展成为目前行之有效的器官共享联合网络(UNOS)。

随着心脏移植作为晚期心脏病的一种行之有效的治疗手段的推广应用,建立分享科学信息的平台显得异常重要。为满足这一需求,心脏移植国际交流学会(后更名为心肺移植国际学会)于1981年成立,并对全球的心脏移植手术进行注册登记。到此心脏移植才走上程序化制度化的道路,成为医学桂冠上的一颗耀眼的明珠。

我国心脏移植的蓬勃发展

我国的心脏移植的发展历程概括起来可以分为三个阶段。第一阶段为早期艰难的起步阶段,张世泽为代表的老一辈专家开创了我国心脏移植历史的先河。1978年,张世泽等医生于上海瑞金医院完成了中国内地首例心脏移植手术。由于环孢素还未上市,有效的免疫抑制药物缺乏,心脏移植术后排异反应难以解决,与同期世界范围内心脏移植病人生存情况类似,病人仅存活了109天。1987年台北市台湾大学医院朱树勋完成台湾首例心脏移植,1992年香港大学完成香港地区的首例心脏移植。

第二阶段被喻为放卫星阶段,代表事件为由著名的心脏移植专家哈尔滨医科大第二附属医院夏求明教授主刀,在1992年4月26日完成的心脏移植手术。患者杨玉民家住哈尔滨市太平区东风镇,靠勤劳致富成为当地有名的万元户。1989年,因一场重感冒至医院就医时诊断为扩张性心肌病,后来到处求医,可胸闷、气短等症状却日益加重,最后发展到睡觉不能平卧、心功能衰竭的程度,心脏移植成为延续生命的唯一指望。手术当天,来自血液、麻醉等20多个科室的上百名医护人员一齐上阵,采取同种异体心脏原位移植技术,仅手术缝合就达1000余针。不但手术成功,而且由于免疫抑制剂的革新从而实现了病人的术后长期存活。此后由于我国经济条件的限制,即便各家医院纷纷免除心脏移植手术费用,病人术后仍难以支付高昂的免疫抑制剂药费。于是出现了各家医院均以“放卫星“的心态少量进行心脏移植手术的局面。由于缺乏注册登记数据,仅能粗略估计在此10年期间,我国内地的心脏移植手术总量不到200例。长期存活病人屈指可数,未见各家有病人长期生存的统计数据报道。

第三阶段以胡盛寿领导的阜外医院心脏移植团队崛起为标志,从此我国内地开始步入了科学规范的心脏移植阶段。阜外医院单中心于2004年6月开始每年完成心脏移植手术40例以上,最多的一天完成5例心脏移植,并创造了连续58例心脏移植手术无死亡的记录。至2015年底的11年间,阜外医院单中心共完成548例,成为全国最大的心脏移植中心,术后5年生存率达86.2%, 10年生存率75.3%,高于ISHLT所报道的全球平均生存率17个百分点,标志着我国心脏移植的临床水平步入世界最先进中心的行列。

2015年11月26日下午5时40分,暖风拂面的广州,黄埔区的一家医院的手术室里,一台器官获取手术紧张的开始了,1周前一位19岁的小伙因车祸致脑死亡,家属同意捐献出心脏救助他人。6时15分,供体心脏保护、取出、打包完毕。立即被送上早已在楼下待命的救护车内,刚一上车医护人员立即与广州白云机场取得联系,医院离机场要一个小时的路程,且正赶上晚高峰,救护车在公路上风驰电掣,7时20分到达机场,早已在门口等候多时的机场工作人员迎了上来,通过绿色通道协助医护人员带着心脏通过安检,登上了一架满载乘客的民航客机,7时30分,飞机按时起飞,起飞后机组人员立即与首都机场取得联系,本次航班优先降落,3小时后飞机降落在冬雪初降的北京,装有心脏的冰箱立即被送上了早已在机场待命的救护车。与此同时,在阜外医院的手术室里,受体患者的胸腔被打开,等待着这颗从风尘仆仆的远道而来的健康心脏。从南国花都广州到远在北国的首都北京,2200多公里,仅通过民用交通工具,这场生死速递只用了400分钟。这紧张的一幕不是动作电影也不是情节故事,而是发生在阜外医院移植中心普通一天的工作场景。自2015年全面应用脑死亡供体以来,以阜外医院和武汉协和医院为代表的心脏移植中心率先摸索了我国内地应用脑死亡供体进行心脏移植的经验,不断优化心脏长途转运流程,与民航公司协调,最大化利用民用交通工具,降低器官转运成本,不断挑战脑死亡供体缺血时间的极限,使心脏移植能够成为一项终末期心脏病常规开展的治疗手段。

除了在供体获取方面,他们还对心脏移植患者的术前评估、手术适应证、术后管理、免疫抑制剂的使用及排异监测方面作了一系列的探索,制定了一套完整的符合中国国情的心脏移植的标准工作流程,使该种手术方式与其它常规心脏手术一样,成为一种成熟的心脏病治疗手段,并且每步工作都有章可循,便于质量控制和技术推广。

2010年6月底,卫生部委托阜外医院建立并监管中国心脏移植科学注册系统,这是我国内地心脏移植发展上具有重要意义的事件是。自此,有心脏移植资质的医院可以通过网络实时上报心脏移植供体和受体资料,便于统一分配,科学统筹,使供体的分配更加科学化和效率化,使我国的心脏移植事业由原来的单兵作战变为统一协调,集体运作,从而走上了健康发展的道路。

通过号召各家移植中心对既往的心脏移植手术进行补报,至2015年底我国内地共计上报心脏移植1764例。按流行病学统计显示,我国有大量的终末期心脏病病人需要进行心脏移植手术治疗,但我国的心脏移植的年手术量仅占全球比例5%左右,离北美每年2400例和欧洲每年1450例的手术量还是存在着相当的差距。考虑到我国国情以及经济历史文化等因素的原因,我国的心脏移植事业仍然任重而道远。

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樊红光
主任医师
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各种风湿性和非风湿性主动脉瓣,二尖瓣,三尖瓣,肺动脉瓣疾病的外科治疗。以及冠状动脉搭桥术。
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