多方面的器官移植医学
同一物种之间的器官移植
器官移植有许多种。它可以在同一个体内进行，例如把一个人的臀部健康皮肤移植到他（她）自己受伤的手臂的皮肤上，骨骼移植或者头发移植都属于这种类型。目前通常采用大腿动脉代替通往心脏的不可逆损伤的动脉，这种在同一人体内的冠状动脉旁通手术已经非常成功。
也许更为不寻常的是一位纽约人在一次事故失去了一只手的所有手指后进行的移植手术。整形外科医生把他左脚的大脚趾移植到他受伤的手上。他仍然能够行走，同时他的手也能够恢复使用。同一个体内的器官移植称为同体移植。
器官移植这个术语还包括异源移植，这种移植是把一个人（供体）的组织或器官移植到另一个人（受体）上。异源移植的成功与否决定于供体和受体之间细胞表面的相似程度。可能最佳“匹配”的是双胞胎，因为他们的细胞表面具有相同的特性。其次最好的组织匹配是血缘关系密切的亲属。例如父母和孩子或者兄弟之间。当移植受体必须依赖于没有亲缘关系的供体时，个体的组织被用来测定受体的免疫系统是怎样把供体器官当作“外源器官”并且怎样排斥这个供体器官的。
异源移植供体可以是刚刚意外牺牲的尸体，或者是生活中的志愿者，例如在臂移植中，用于移植的器官可以不定期地干冷贮藏起来，或者使处于死亡边缘的意外事故牺牲者的器官保持“生活”状态，待组织匹配的受体需要时使用。个体间器官移植的范围从复合心脏、肺和肝脏移植到普通的输血。
不同物种之间的器官移植
比异源移植更加引起人们争论的是不同物种之间的移植，这种移植称为异种移植。虽然异种移植已经对数百种动物进行过，但是人类接受动物供体的主要器官的例子极少。最近一个异种移植的受体是一个叫做菲的两周大的婴儿，她的微笑迷住了美国人的心腑，因为一个狒狒的心脏在她的胸膛里跳动，使她生活了二十天。菲患先天性左心室发育不全。如果菲不做异种移植手术，她肯定要面临迅速的死亡。她的移植手术提供了免疫系统功能方面的信息，这将有助于研究婴儿的生长发育。但是许多人以多种理由反对婴儿以及狒狒的这种折磨。
人造器官
合成材料可以用于代替有缺陷的组织和器官。例如查维克心脏是用金属和塑料制造的，它现在（正在写本文的时候）正在它的第二个人类受体的胸膛里跳动。皮肤代用品是有趣的治疗方法，它把合成材料与天然物质结合在一起了。人造代用皮肤是一个“种植”着活皮肤细胞的化学物质网络。随着灼伤皮肤的愈合，细胞不断增殖，合成物质的覆盖部分不断降解，从而产生出生活的皮肤代用品。
器官移植医学的历史
器官移植始于血液的研究
可以移植的身体器官的范畴不断扩大。包括人们所熟悉的心脏、肺、肾、骨髓和角膜的移植，还有可能人们不大熟悉的胰脏、脑垂体、中耳、软骨和肠移植。七岁的斯托迈 · 琼斯将近在一年前接受了移植的心脏和肝脏后，现在生活得很好。
在不久的将来，移植医学将研究细胞本身，因为在基因治疗中可以移植基因来矫正遗传缺陷。用动物所做的实验已经涉及到这个领域，在人类上达到这个目的也不遥远了。
目前越来越多的医院正在进行越来越多的器官移植手术。为了满足对器官的需求量日益增加的需要，大规模的“情报交换所”已经开始沟通供体和受体的联系。例如休斯敦的“生活库”与某种特定器官的器官库合作，根据地理上的接近程度使供体与受体匹配，从而尽可能地为更多的受体提供生活供体器官。其它的设施根据自然条件而制订，例如纽约市为视力恢复而设立的纽约消防人员皮肤库和眼睛库。美国海军拥有一个保存各种生物器官的组织库，提供各种干冷藏的组织。
移植医学的早期历史只不过是一段输血的历史。在古代，人们喝动物的血液，误以为这样可以医治各种病害。在十七世纪，医生把动物的血液通过静脉注射到病人身上，引起了致命的效果。直到十九世纪，人与人之间的输血也遭到同样的失败，因而许多国家规定输血是非法的。
卡尔 · 兰斯坦纳（Karl Landstehier）于1900年在医学上的重大发现才使输血变得安全。在输血成为可能的同时，也为器官移植的诞生打下了基础。兰斯坦纳分析了某些人体之间的输血是致命的，而另一些人体之间的输血则可以救命的观察结果。这到底是怎么回事呢？早期的免疫学家作了这样的推测，血细胞有不同的类型，每种血型的血细胞表面都有独特的分子，如果供体的血型与受体的血型相同，那么这种输血就平安无事，否则血液就会凝块，从而导致病人死亡。
直到第一次世界大战，确定了大规模的血型，并建立起血库满足二千一百万伤员的需要，兰斯坦纳的发现和ABO血型系统的理论才得到了全面正确的评价，今天，输血已经很常见了，而且发现血液相当复杂，因为已经知道有一百多种血型标准。从细胞表面分子的标志已经辨别出多种细胞类型，这种独特的遗传方式用于测定组织的血型，尽可能找到严格匹配的供体与受体。
器官移植的开始
卡尔 · 兰斯坦纳并不是第一个提出人体之间的组织可以相互移植的理论的。古埃及和中世纪时代的书籍中就提到器官移植。一位与兰斯坦纳同时代的美籍法国人亚历克西斯 · 卡罗尔外科医生完善了对从一个人体中取出来的一些器官重新给予充分的血液的技术。他解剖了一些组织，并使用天然的血管给这些组织充血。卡罗尔用这种方法把一位孕妇的胎儿的心脏保持生活，并存活了三十四年。
奥地利眼科医生爱德尔德 · 齐姆在1905年进行了第一个角膜移植手术。一个七岁的男孩在一次事故中把眼睛弄瞎了，而一位工人的眼睛角膜被腐蚀性的药物烧坏了，也导致眼睛瞎了。经过移植手术后，那位工人的眼睛得到了那位男孩的角膜而恢复了视力。
在二十世纪三十年代初，一些研究者开始研究人造心脏，而另一些研究者则对特殊免疫系统移植组织出现“非自身”现象以及产生生物化学的排斥作用作了解释。在1952年，血液的不亲和性首次解释了造成许多移植手术失败的生物组织的排斥现象。在兰斯坦纳的时代可以预测到移植手术发生的组织排斥现象。
1954年首次在双胞胎兄弟间进行肾脏移植获得成功。接受移植者借助新的遗传性相同的肾脏生活了八年，死于与肾脏无关的心脏病。肝脏和肺在1963年也列入了可移植器官的行列。但受体只能存活几天至几个星期。在1966年试图进行了胰腺移植。
世界上对1967年12月3日由南非外科医生克里斯琴 · 巴纳德（Christiaan Barnard）首次进行的人体心脏移植这个新的移植领域非常感兴趣。直到当时，人们把死亡定义为心脏活动的停息，因而巴纳德的心脏移植的成功在伦理上，乃至宗教上都有所影响。一个名叫路易斯 · 沃什卡斯基的借助移植的心脏生活了十八天。“好望角奇迹”的成功马上给死亡这个定义作了新的补充。现在认为，头脑的死亡等于身体的死亡，因此心脏显然可以在另一个人体上继续履行它的功能。继第一个心脏移植之后，其它的心脏移植也蜂拥而起，美国的五十个州在1968年通过了统一解剖捐献法令，市民们都携带着捐献卡，表示愿意在意外事故死亡后贡献自己的器官。
器官移植医学的落与起
直到二十世纪七十年代中期，移植的存活率有所下降，操作技术也落后于形势。然而，由于近年来各种技术的提高，移植医学又经历着一个复苏过程。现在可以移植的器官和组织的种类不断增加。今天的移植受体比他（或她）十年前的长辈接受的外科手术的效率更高。新器官的血管与受体身体的接合更加准确，减少了血液的流失。八十年代的移植病人似乎较少发生严重的组织排斥现象，因为在移植前对组织的匹配都有了详细的了解。
现在，免疫系统有助于接受移植的器官。手术前输血似乎能够防止免疫排斥反应。除掉供体器官的细胞表面分子可以排除受体的排斥机制的触发结构。纯单克隆抗体制剂只消灭那些在病人体中排斥外源组织的白血细胞。
也许新药物Cyclosporin是使移植成功的最革命性因素。这种药是在土壤样品中发现的一种真菌产物，是1976年瑞士巴塞尔市桑多斯公司的研究员吉恩 · 鲍雷尔研究抗体发现的。Cyclosporin原先认为是一种无效的抗体，但在免疫系统细胞的试验中发现它对移植排斥的生化反应有直接的抑制作用。实际上Cyclosporin证明是仅仅对移植医学有用。它抑制移植组织的免疫反应。但是对免疫系统的抗瘤和抗感染能力没有阻碍作用。欧洲从1978年开始在移植受体上使用这种药物，美国从1983年开始使用。
一个典型的移植手术
一个移植手术包括许多的人，而不仅仅是供体、受体和外科医生。事实上5在一次移植中需要有将近一百人参加。例如在一个外事故牺牲者的肾移植到一个与其毫无关系的受体身上的病例中。
假设两辆汽车相撞，有一个司机死亡。她的死亡是由于头部撞伤，但是她的其它器官是健康的，可能可以移植给其它受体。如果把她的肾脏马上取出来，可以挽救一个三用以内患有肾病的病人。如果在她死亡后六小时以内取出她的角膜，可以移植给有眼病的病人，使其恢复视力。如果在她死亡后一天以内得到她的骨骼，也可以用于移植。
希望接受器官移植的人必须预先到医院询问。除了需要器官移植还有其它医学问题的，或者过度肥胖的，或者做外科手术有危险的病人都不能做器官移植手术。因为做移植手术的人都要进行细致的免疫学检查，并且首先要回答一个基本的问题，“该受体能否接受某个特殊的供体器官？”
要在手术前回答这个首要问题必须做一些试验，因为事实上人体有排斥外来器官的可能性。首先对移植受体注射一种抗源，即非自身细胞（例如细菌）的表面分子（通常是糖蛋白），测定免疫反应的强度。通过注射部位的发炎程度就可以知道身体对移植器官的排斥反应的强弱程度。如果发炎程度较轻，就可以进行下一步的试验。把受体的血清与多种供体的白血细胞混合，准确测定受体对免疫系统刺激的反应所产生的抗体。这种抗体每月重复出现，只要有供体器官提供的时候再做实验。
一种更复杂的比较不常用的预测和检查组织排斥的方法是细胞荧光图，方法是用感光染料冲洗血细胞，让其通过激光照射，然后把出现的不同类型的白血细胞的分布分类。白血细胞的特征可以衡量免疫抑制水平，它反过来又表示移植排斥的可能性。
所有人类细胞表面的六个主要抗原的特征已经获得。如果两个人具有六个抗原中的两个是相同的，那么他们之间的器官移植就有百分之六十成功的可能性。父母与孩子具有三至四个相同的抗原，他们接受器官成功的可能性有百分之八十至八十五。兄弟之间所有的六个抗原都相同，他们有百分之九十五成功的可能性。对于毫无亲缘关系的两个人，他们的匹配一般起码要求具有六个抗原中的两个是相同的。
一对匹配的供体和受体确定以后，移植手术就可以开始了。在剖开受体的腹部的同时，供体健康的肾脏也被仔细地取出来。把供体的肾脏与受体的髂动脉和静脉缝合起来，血液开始流过新移植的器官。再把供体肾脏的输尿管与受体的膀胱连接起来，手术就完成了。然而病人的痛苦还没有到此结束。
病人手术后的几个星期需要住在医院里，在那里使用大量的免疫抑制药物抑制病人的免疫系统。细胞荧光图可以在病人出现症状以前检查出组织排斥反应。在这手术后的几个星期里，肾脏受体由于诱导免疫系统的抑制使病人易患瘤症，也由于新的肾脏开始工作引起毒素集结而易于患心脏病。为了减少出现这些并发症的可能性，肾脏受体要遵照为移植后食用特别设计的低脂肪食谱进行饮食。
移植医学中存在的问题
器官的短缺
移植医学发展的最大障碍因素是供与求的关系。疾病控制中心的研究发现每年能够提供器官的事故牺牲者有二万人，但实际的贡献者只占百分之十五。在等候名单中，需要肾脏的就有六千人，需要角膜的有四千人。随着肝脏移植技术的发展，从医治先天缺陷到治理肝硬化都有所成就，因而有成千上万的儿童和数以万计的成年人都在等候着做肝脏移植手术。
怎样才能使医学满足病人对器官的需求量不断增加的要求呢？像查维克心脏和皮肤代用品这类人工合成器官可以是一个途径。动物器官可以是另一个器官来源途径。虽然狒狒的心脏移植在婴儿菲的身上引起了许多争论，但人们对常规医学多年来应用猪的心脏治理心脏病人和应用动物皮肤医治灼伤的病人却没有异议。
伦理学的困境
谁应该得到可供移植的器官呢？像杰米 · 菲斯克的病例那样，可用器官应该理所当然地给它的亲属吗？小杰米接受了她父亲给她的肝脏，当时就有一百五十个杰米也在等待肝脏移植。可用器官应该给地理上相近的受体，还是应该给免疫学上最能匹配的，但居住在离供体几个州远的受体呢？器官应该怎样分配呢？
另一个重要的问题是经济负担问题。谁应该付移植手术这笔高得惊人的费用呢？许多保险公司都拒绝付这个账，他们认为移植是供试验的。像威廉 · 施罗德接受的机械心脏这类早期的手术是由医院负责的，像肾脏移植这类经常进行的手术要超过一万美元的费用。估计如果在五万人中有一个人享受到一个人造的或者是由供体提供的心脏，费用大约从一十五万美元提高到七十五亿美元。
一些人对身体缺陷的移植技术提出疑问。如果威廉 · 施罗德的肾脏垮了，供体也给他肾脏进行移植吗？如果他新移植的心脏的血管崩溃了，还跟他做旁通手术吗？这类的手术到何时结束呢？
从道义上和经济上对器官移植有看法的反对者对一个移植手术的费用和用等值的资金所购买的医疗设备作过比较。一位医院负责人统计过，作一个人造心脏移植手术的费用可以供一百一十三个病人在医院留医一个星期。一个肝脏移植手术的费用相当于市内卫生所价值为三万美元的就诊费。
那么，把作器官移植的努力转移到更为常规的医疗方法上来是有远见吗？其实，今天普通常见的医疗方法在过去也曾经一度是试验性质的，不常见的。随着医学技术的发展，今天一个心脏移植需要花费十万美元，在将来就会便宜得多了。器官移植医学在动荡中诞生，现在还是处于摇篮时代。但是距离高效率、安全经济地从器官库提取所需器官移植到病人身上的时代不会遥远了。
[Biology Digest，1985年1月]