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器官移植是一项与时间赛跑的工作。捐献的肺器官保质期很短，从捐献者体内摘除的那一刻，赛跑的枪声就已打响，要一刻不停地送到幸运的受捐者手中。即使符合器官移植的条件——这脆弱的海绵状器官至多也只能存活六到八小时。
人体死亡以后，肺器官通常会受损、发炎或充满积液。因此，大约只有20%的捐献肺可用于移植手术，这个比例要低于肾脏等其它器官。在美国，目前有超过1000名患者在等待肺移植，这些人可能要等上数月或者数年才能得到一个新的肺器官。
哥伦比亚大学和范德比尔特大学的研究人员曾设法用活猪来提高肺器官存活的可能，争取更多的时间逆转肺损伤。他们把不符合移植手术条件的肺器官连接在猪身上，能在24小时内恢复肺的活性。7月13日在《自然医学》杂志上发表了他们的研究结果。这项技术有一天也许会提高符合移植条件的捐献肺的数量，挽救更多的生命。
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哥伦比亚大学生物医学工程和医学教授、资深作家Gordana Vunjak-Novakovic说到：“我们有能力修复肺器官并显著提升它们的功能。”
英国南曼彻斯特大学医院的移植科学家James Fildes没有参与这项研究，但他表示：“这种方式非常新颖，肯定有前景。肺器官移植主要的运输挑战在于使肺器官的保存时间尽可能地短，因为时间越长，移植手术后的器官功能越差。”但这能否用于等待移植手术的病人身上还有待确定。
一份联邦报告显示，美国在2018年进行了2562例肺移植手术，比过去五年增长了31%。尽管如此，仍有365人在等待肺移植手术的过程中死亡或因病情加重而无法接受手术。
由于新冠疫情，需接受肺移植手术的患者人数可能很快就要攀升。这种病毒会侵害肺部，并且在某些情况下会造成长期性损伤。6月，一位之前身体健康的20多岁的女性成为了美国首位因新冠肺炎而接受双肺移植的患者。
目前，一种叫体外肺灌注（EVLP）的技术可以使捐献肺多呼吸几小时。这种方法被称为“盒子里的肺”——把肺放在一个无菌塑料的圆顶容器中，用泵为它提供氧气和营养物。但并不是所有的捐献肺都能通过这种方法回天有术。
在这项新的研究中，一个由Vunjak-Novakovic和范德比尔特大学胸外科副教授Matthew Bacchetta领导的25人小组希望找到一种更拟真的方式来供养和修复肺器官。“我们的想法是，至少可以暂时供养维持这些肺器官，待它们从这些急性可逆损伤中恢复后，我们就可以用它们进行器官移植，”Bacchetta说道。
研究人员得到了六个捐献肺——五副完整的和一只单独的不适合用于移植手术的肺。他们把每个肺器官都放到一个干净的塑料盒子里，然后把盒子与呼吸机连接起来（呼吸机是一种辅助呼吸的机器）。
然后，他们把肺器官与一头被麻醉的活猪的循环系统连接起来。两根管子一端连接着肺部的主要血管，一端连接着猪的颈部，使猪的血液流经肺部再流回猪体内。在与猪身连接了24小时后，受损的肺器官开始恢复。
在此之前，这只不适合用于移植手术的肺十分肿胀且充满积液。在被多家移植中心拒之门外后，最终辗转用于了研究。它在体外暴露了22小时，用现有的盒装肺法5个小时以后，依然毫无起色。但连接到猪身上后，它达到了移植手术的标准。
在与猪的循环系统相连以后，一只先前被移植手术淘汰的受损的人类肺器官（左）恢复了活性（右）；虚线部分显示的是受损区域前后的对比。 | 《自然医学》（2020）
在之前的一项研究中，Bacchetta和Vunjak-Novakovic用同样的方法修复了从猪身上摘除的受损的肺。他们能够维持猪的肺器官长达四天之久。
这项技术是通过模拟人体的自然修复机制来工作的，如果人类的肺也能够存活这么长时间，很可能会打破器官移植的常规。研究人员认为，除了肺，该系统还可以维持和修复整个四肢，以及肝脏或肾脏等其他器官。
Bacchetta说：“很多等待名单上的人都因为耗不过时间消失了，我们真的希望能够为更多的人提供肺移植。如果我们能提高器官的修复率，就能为需要器官移植的人带来更多机会。”
这项研究有两种可能的应用方向。一是可以用猪来修复捐献的肺器官，二是也可以在移植手术之前，把病人本体与新的肺器官相连。Fildes说，用猪的方法存在风险——猪的细胞残留在肺器官里可能会刺激病人产生免疫反应，导致身体迅速排斥移植器官。猪也会携带病毒，有可能会传染人类。
Bacchetta说，由于这些风险，将受捐患者与肺器官连接起来可能更安全、更实用。加州大学洛杉矶分校心肺移植项目的外科主任Abbas Ardehali说，这项技术看起来前途甚广，但这种方法也将会面临挑战。目前尚不清楚肺移植受捐者——通常患有最严重的肺部疾病——是否能够像健康的猪那样维持供体器官。
“你可以想象，一个健康的人是永远不会成为移植器官的受捐者的，”Ardehali说，“其中一些患者的病情危在旦夕，并且在此过程中，他们的身体状况可能无法保持稳定。”
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研究人员说，在这项技术能够用于肺移植患者之前，他们还需要对更多的肺器官进行研究，需要更长的时间，以确保对猪或肺器官没有任何副作用。但如果他们能够完善这项技术，最终也许会提升可用的捐献器官的供应量。
研究人员已经找到了扩建“捐献池”的方法。多亏了新型治疗药物，C型肝炎检测呈阳性的捐献肺现在可以被移植到患者身上，并且近来“盒装肺”技术的进步使得能够保存和修复一些“命悬一线”的肺器官。
与此同时，科学家们将研究目光投向了更前沿的方向，比如用干细胞培育“实验室人造肺”，尝试对猪进行基因改造，使其器官更适合人类器官移植。
理想很丰满，现实很骨感。由哥伦比亚大学和范德比尔特大学团队开发的交叉循环系统还没有准备好投入常规使用，Ardehali说，有必要进一步测试。随着新冠疫情的持续蔓延，现在是时候考虑如何提高捐献肺的可用性了。
由于新冠病毒尚未完全可知的后续影响，将来需要器官移植的患者可能会成倍增加。未来几年里，肺移植手术可能将迎来海量般的需求。”
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编译组：张泊玉、李林虹
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