电脑系统如何移植

骨性关节炎的终点是关节置换，慢性肾病终末期治疗手段之一是换肾。同样地，慢性心功能不全的终末期治疗是心脏置换。不同于双肾，在人体中心脏只有一个，这意味着来源于人体的心脏供体更为有限。

据世界卫生组织报道，每年全球约200万人需要接受器官移植，但只有不到10%的器官移植需求能得到满足。在美国平均每天就有17人在等待器官移植时死亡。我国约有1370万例心衰患者。一旦被诊断患有心衰，约50%的患者在5年内会死亡。大量终末期心衰患者需要心脏移植救治，而每年完成的心脏移植极少，2020年中国接受心脏移植的患者仅为557例。相当部分患者在等待供体心脏的过程中逝去。移植器官的短缺是制约心脏移植的最大障碍。

如同人工关节置换，人工心脏是一个选择。人工心脏在人体中已经有近20年的植入使用记录，国外接受人工心脏移植患者的“带机“生存时间已长达十余年。人工心脏是一个人工制造的血泵，可以替代心脏做功，辅助维持全身血液循环。人工心脏可以作为等待心脏移植的过渡治疗方法或心脏恢复时期的短期治疗，也可以为心衰患者提供长期替代治疗。

人工心脏技术的研发经历了三代。作为第三代的全磁悬浮人工心脏，具有生物相容性好、体积小等特点，是目前世界上最先进的人工心脏。

• 90年代的第一代大体积搏动血流装置
• 21世纪初的第二代机械接触轴流装置
• 最新的第三代磁悬浮离心式装置

人工心脏存在着局限性。据统计人工心脏植入后 1 年的存活率为 80%，植入后 4 年的存活率为 48%。人工心脏植入重要的风险包括血泵对血流和血液组织的影响，导致泵内血栓、中风、消化道出血等风险，还有感染风险。此外，局限性还有植入和管理技术复杂，对医疗团队以及患者术后康复管理的要求都比较高。全球每年仅完成不到50例人工心脏植入术。还有费用昂贵，比如山东首例自主完成人工心脏植入手术患者花费100多万元。总体来看，国际上人工心脏价格在80万-160万元之间。

来源于动物的心脏移植（异种移植）成为另一种具有积极应用前景的方式之一。在异种移植中，猪在一些器官的性能参数比如器官大小、生理学指标等方面与人类最为接近，这一点比猴子、猩猩、狒狒等灵长类动物更具有优势。并且猪和人食性、代谢水平等方面也相似。正因如此，在人类医学中，猪长期以来被广泛使用。来源于猪的一些非细胞结构组织如角膜、心脏瓣膜已经在人类角膜移植手术、心脏瓣膜移植手术中成熟地应用。猪心脏也被认作为异种移植的最佳选择。

据美联社报道，美国马里兰大学医学中心（UMMC）于2022年1月7日成功将一颗基因编辑猪的心脏移植进入一名57岁男性心脏病患者David Bennett体内。这是全球首例猪心脏人体移植手术。用患者David Bennett的话说：“要么死，要么做移植，我想活下去。我知道这是在黑暗中开枪，但这是我最后的选择。”

此前，异种移植均未获得成功，主要障碍是排斥反应。在本次移植中，供体猪接受了基因编辑，以减轻强烈抗体介导的排斥反应。并且，在实际应用于人体患者之前，这种基因编辑猪的心脏移植已经在50只左右的狒狒体内进行了试验。据Science报道，经过基因编辑的猪心脏移植到狒狒体内正常存活195天。

对猪基因组进行的编辑包括：

• 敲除了3个免疫排斥反应相关的猪基因，以降低人体免疫系统的攻击性排异反应；
• 敲除了1个会导致心脏组织过度生长的猪基因，以防止移植后猪心继续生长；
• 插入6个被编辑的人体基因（2个抗炎基因，2个促进正常凝血的基因和2个有助于抑制抗体反应的调节蛋白基因），让猪的器官对人类免疫系统更加耐受。

接受移植后几个星期内，David Bennett情况良好，可以在心肺机器辅助下自主呼吸，甚至与理疗师一起观看超级碗比赛。

然而，3月9日美国UMMC宣布，该名接受猪心移植的患者已经去世，术后存活2个月。确切的死因尚未明确，推测可能与患者基础身体状况、感染等有关。当然也不排除排斥反应的存在，毕竟现有的基因编辑并不能完全解决异种器官排斥的问题。David Bennett在接受猪心移植后仍接受了一种预防器官移植术后排斥反应的创新药物和抑制体内免疫的强化治疗。

除了来自于猪的心脏异种移植外，1984年美国加利福尼亚一位濒临死亡的女性婴儿“Baby Fae”接受来自于狒狒的心脏，并接受免疫抑制治疗，但仅存活了20天。

小结：

（1）人工心脏是心脏终末期治疗中越来越多的治疗选择方式，心脏异种移植代表未来心脏移植的希望。

（2）人工心脏技术进展迅速。尽管国内人工心脏起步晚，但目前国内有多个团队成功研发出血液相容性更好、尺寸更小、重量更轻且续航能力更强的全磁悬浮“中国心“。

（3）人类首例同种心脏移植仅存活18天，而全球首例异种猪心移植患者两个月的存活期说明异种心脏移植仍有很大潜力，但未来需要进一步探索异种基因编辑（编辑多少基因，编辑那些基因？）以适应人体免疫环境。

参考文献

Artif Organs. 2022

Ann Cardiothorac Surg. 2020

Annu Rev Biomed Eng. 2019

Lancet. 2022

Nature. 2022

Pediatr Transplant. 2022

UMB news

美联社

纽约时报

齐鲁晚报

南方都市报