心臟移植是末期心臟衰竭患者的最後希望,移植後,患者可以大幅改善預後和生活品質,然而,移植卻受到是否有可用的捐贈心臟所限制,目前,心臟移植的需求數和可獲得的捐贈數差距很大。以2021年為例,54個國家/地區向「全球捐贈和移植觀察站」(GODT)登錄了 8409 例的心臟移植手術,但對於2021年等候心臟的 2萬1935 名患者而言,仍然遠遠不足,且其中更有 1511 人在等待期間內死亡。
另依據台灣「器官捐贈移植登錄中心」112年5月10日的即時統計數據顯示,台灣登記心臟移植的人數為236人,已經獲贈心臟完成移植的患者為29人,移植比率僅約12%左右。為求能夠擴大器官捐贈數目,英、美各國早已開放「無心跳」器官捐贈,估計可以增加約三成的心臟捐贈數,相當可觀。因此,2017年底台灣也宣布成為亞洲第一個開放「無心跳」器捐的國家。
從歷史上來看,儘管1967年在南非開普敦市的 Groote Schuur 醫院所進行的第一例心臟移植手術,其心臟是從一名「無心跳」器捐者身上獲得的,但「無心跳」器捐隨後便被「腦死」器捐所取而代之,也就是說,全世界的捐贈心臟最早先只有一個來源,那就是「腦死」器捐。直到英國劍橋市的皇家帕普沃斯醫院開始了首例「無心跳」器捐心臟移植手術後,澳大利亞也同時啟動,其次是比利時、荷蘭、西班牙和美國。根據GODT的數據,2021年光在這六個國家中,就總計進行了295例「無心跳」器捐者的心臟移植手術,一定程度的幫助了移植器官短缺的問題。
當然在「無心跳」器捐被核准後,很有可能會發生在不符合神經學死亡判定標準「腦死」的情況下,就必須停止捐贈者的生命維持治療(Withdrawal of Life Sustaining Treatment),於是乎產生了「死亡判定不夠嚴謹」的倫理爭議,為了解決這項爭議,現階段在捐贈者無心跳後,台灣衛福部規定必須再持續觀察5分鐘,確認沒有心跳恢復後,才能開始進行器官摘取(世界各國規定不一)。然而「無心跳」一旦發生後,器官就會立刻面臨缺血的困境(又名:溫缺血)。想想看,當沒有了氧氣和養分的供應下,心臟如果依然在30°C多度下運作,亦即在高細胞代謝率過於活躍的情形下,將迅速耗盡其細胞內的能量儲存,器官即開始受損,因此,盡全力避免「溫缺血」的時間過長,導致器官最終失去功能,不堪移植使用,就變得格外的重要。
為保存「無心跳」捐贈後的器官功能,科學界提出了許多解決方案
其中之一是將捐贈者的器官拿出體外後,再利用「器官照護系統」(Organ Care System)進行「體外機器灌流」(Ex-Situ Machine Perfusion;或稱異位灌流)。而另外一種解決方案是當器官還在體內(In-situ;原位;原來的位置)時,就使用「胸腹常溫區域灌流」(Thoraco-abdominal normothermic regional perfusion;taNRP)。上述這兩種方案,不論是使用體內或體外灌流技術,都可以更大化的讓捐贈心臟保存完好。但是,因為體外灌流必須先將心臟取出,再連接到灌流機器上,其所需要的時間,明顯要比體內原位灌流所需要的時間,來得長。這就會進一步增加捐贈心臟的總缺血時間(Total Ischaemic Time)。所以,在體內原位使用「胸腹常溫區域灌流」,當然就可以保護更多捐贈者的器官。
在成本考量上,如果選擇使用「體外機器灌流」時,就必須購買器官照護系統,每套成本約為40萬美元(1240萬台幣),另外,每個器官在進行灌注時的耗材成本亦需 7萬5000 美元(230萬台幣),所有費用加總起來,相當可觀。
而今天這篇論文所提到的胸腹常溫區域灌流(taNRP)技術,估計僅需3000美元(台幣九萬元),就相當具有競爭性。另外,taNRP技術除了可以保護更多的捐贈心臟,以及,所需成本較低的上述兩個好處外,也可以同時保護捐贈者體內的其他器官,像是肝臟、胰臟和腎臟。不像體外灌流技術,一個器官就需要一個照護系統,兩個器官就需要兩個照護系統,因此使用taNRP技術又可以大大降低處理同一個捐贈者身上多個器官的複雜性和累加成本。
taNRP技術是在捐贈者確認「無心跳」死亡後,進行正中胸骨切開術,並對全身靜脈和動脈系統進行插管,同時,在主動脈弓處施行腦部血流動脈阻斷,阻止腦部灌流,接著啟動胸腹灌流,讓胸腹器官不再缺氧氣/缺養分,整體操作的平均時間僅需16.7分鐘,明顯少於造成心臟細胞永久性損傷的30分鐘。
2023年3月16日,「全球體內原位灌流小組」(Worldwide In-Situ Perfusion Group)在《電子臨床醫學》的國際期刊上發表了一篇研究論文,來自全球15個主要移植中心(包括英國、西班牙、美國和比利時)的臨床科學家和心臟專家組成的國際團隊報告了2015年2月2日至2022年7月29日,約7年期間內,所完成的157顆「無心跳」器捐心臟移植成果,這些心臟均使用taNRP技術予以保護。
研究:taNRP顯著增加「無心跳」器捐者心臟的移植可用率
另外,於此同一個時段內,這些醫學中心「腦死」器捐的673例心臟移植案例,就拿來當作對照組,進行相互比較。結果顯示「無心跳」taNRP組的移植生存率,與「腦死」器捐相比,效果一樣好,沒有統計學上的差別,30天的生存率為96.8%,1年的生存率為93.2%,5年的生存率為84.3%。另外,研究也表明,taNRP顯著增加「無心跳」器捐者心臟的移植可用率(23%)。皇家帕普沃斯醫院心胸外科顧問兼首席調查員拉格醫生(Stephen Large)說道,目前,十分之一的「無心跳」心臟被拒絕移植,利用原位灌流恢復心臟功能確實可以幫助更多的捐贈心臟找到接受者。
劍橋大學醫學院醫學系最後一年的醫學生,也是本篇論文的第一作者盧卡醫生(John Louca)在面對媒體時說道,末期心臟衰竭的患者在成功接受心臟移植後,平均可以再多活13~16年,相當有意義。目前台灣開放的「無心跳」器捐者,必須是無法存活傷病的末期患者(亦即符合安寧緩和醫療條例的第三條第二項)。這些患者在醫院的重症監護中心,通常已經失去知覺並依賴呼吸機,醫生、專科護士和患者家屬之間會進行詳細討論,如果家屬同意器官捐贈,程序才會開始。
最後,本篇論文可以合理的得出以下結論,taNRP顯著增加了「無心跳」器捐心臟移植的使用率約23%,同時也增加了肝移植、腎移植的器官利用率,與「腦死」器捐的黃金標準相比較,「無心跳」taNRP至少有著同樣良好的移植結果,這將會嘉惠數以千計等待移植的病患,也為他們帶來更多的希望。
參考文獻:
(本文作者為陽明大學醫學院藥理學研究所兼任教授)