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可能有一天需要重新评估用于维持生命和保存死亡人类捐赠者器官的程序,因为一项研究表明猪在死后一小时恢复了某些细胞功能。

Brendan Parent

2022年8月3日

柏林的一名移植外科医生正在准备一名脑死亡女性捐赠的器官

2019 年,神经科学家和其他研究人员使用泵、加热器和过滤器网来控制猪脑中溶液的含量、流量和温度。值得注意的是,这种名为BrainEx的灌注系统能够恢复猪脑中的某些结构和功能特性——即使这些动物已经在前4小时被屠宰以生产食物。

在本周的nature杂志上,由BrainEx开发人员领导的康涅狄格州纽黑文耶鲁大学医学院的一个团队展示了他们系统的更新。OrganEx恢复了血液循环并修复了已经死亡一小时的猪体内的受损细胞。

目前,一种称为体外膜肺氧合(ECMO)的灌注技术被用于医院环境中,以支持心脏、肺或两者都已停止功能的患者。耶鲁大学的研究小组表明,在灌注6小时后,OrganEx在使液体在动脉和器官中重新流动方面比ECMO做得好得多。尽管ECMO只能减缓细胞死亡,但OrganEx极大地改善了包括大脑在内的组织中的细胞结构。它甚至激活了猪肾脏、心脏和肝脏中参与细胞修复和恢复正常细胞功能的基因程序。

如今,ECMO主要用于严重心肺疾病患者的救生干预,但人们越来越有兴趣使用ECMO保存复苏失败患者的器官。正如评论员在2013年指出的那样,灌注技术的重大进步有朝一日可能会增加医生能够复苏患者的可能性。这一潜力也可能使外科医生更难从伦理上证明在患者的心脏或肺停止工作后使用灌注恢复可移植器官的合理性。

最新的发现引发了一系列问题——尤其是,对死亡的医学和生物学判断是否需要修改。为了更好地应对这种可能性,医生可能需要重新考虑他们如何使用灌注系统。在这里,我描述的是当前的做法。我还列出了需要采取的不同做法——既要改善现在的护理,又要确保未来的技术能够造福于患者,而不是损害患者。

灌 注 过 程

当患者的心脏或肺——或多个器官——停止工作时,临床医生可能会使用心脏休克疗法、血液稀释剂等药物或维持血液流动和氧合的机器。

ECMO越来越多地成为医生在这种情况下使用的治疗方法之一。该技术使用患者自己的血液,或者在某些情况下使用捐献者的血液,以减轻因缺氧和血流不足而造成的器官损伤。

ECMO在20世纪70年代初首次用于治疗急性呼吸衰竭患者,现在全世界至少有543个中心使用ECMO,包括美国的主要教学医院(参见“人体灌注”)。在过去的三十年里,全球有超过95000名患者(其中许多人曾经历过心脏病发作、心脏炎症或体温过低)在接受ECMO和一种称为体外心肺复苏术(ECPR)的技术治疗后出院。许多人至少已经能够恢复一些日常生活活动。

人体灌注

在过去的50年中,一种称为体外膜肺氧合(ECMO)的灌注系统在人体中的使用稳步增长。

ECMO系统于20世纪70年代初首次用于治疗急性呼吸衰竭患者。它现在被全球500多个中心使用,作为心脏、肺或两者都停止工作的患者的挽救生命的干预措施。

2018年,葡萄牙波尔图的一个中心试行了ECMO的双重用途——既可以作为挽救生命的干预措施,也可以作为保存器官以供捐赠的一种方式。八个欧洲国家现在使用ECMO来保存捐赠者的器官。将近8%的美国器官移植中心也这样做。

ECMO的使用在伦理上变得更加令人担忧的地方是在保存死亡者的器官方面。

大多数器官捐赠发生在所有脑功能不可逆转的丧失(称为脑死亡)之后。但每年都有更多的人因循环和呼吸功能不可逆转的丧失而被宣布死亡,这被称为心肺死亡。例如,2012-2016年,美国医院每50例心肺死亡中就有一例脑死亡。因此,人们对在称为常温区域灌注(NRP)的过程中使用ECMO的兴趣越来越大,该过程可以保留根据心肺标准宣布死亡的捐赠者的器官。

今天在什么情况下可以部署NRP?如果患者的病情在某一时刻未能改善,护理人员可能会认为继续治疗“在医学上是徒劳的”。在法律和政策文件中,医疗无效通常意味着护理不再有合理的机会延长或改善寿命5。但人们对何时达到这一点(即使在同一机构内)的判断有所不同,这取决于他们的价值体系、医疗目标和个人偏见。例如,三项研究(在不同的国家进行)中的估计差异很大,在这些研究中,医生被要求预测患者在各种情况下心脏骤停幸存的可能性。

然而,一旦确定医疗无效,死亡就可以继续进行——只要家庭成员和临床团队同意撤回或拒绝维持生命的治疗。如果根据心肺标准宣布患者死亡,则取ECMO等治疗,或停止除颤电击治疗。心跳停止,组织的所有循环和氧合停止。

在以色列,一名患有严重COVID-19的人正在使用ECMO心肺机进行治疗

此时,在2到20分钟之间的“对峙期”内没有任何操作。然后,如果器官捐赠先前已获得授权,则可以部署NRP。如果ECMO已经被用作挽救生命的干预措施,这可能意味着重新启动ECMO。如果从胸部恢复器官,患者的脑动脉将被阻塞以阻止血液流向大脑。这样做是为了防止死者因灌注而恢复任何经验能力的可能性。

目前,没有中央登记处收集有关NRP使用情况的数据。但来自世界各地移植中心的报告表明,迄今为止,这项技术已被用于保存全球保存数百个器官。

原则上,NRP可以帮助全世界数百万等待移植的人提供高质量的器官。在美国,一项估计表明,如果外科医生能够根据心肺标准从那些被宣布死亡的人身上恢复可移植心脏,捐赠者的数量可以增加20%。

一些伦理学家和医生认为,在NRP中阻断动脉的过程破坏了最初的死亡宣告,而另一种称为“原位保存”的方法,即器官在灌注前从身体中提取,在道德上不那么令人担忧。其他人(包括我自己)反驳说,在使用NRP的情况下,撤回治疗的最初选择取决于临床上的决定,即应允许死亡继续进行,以及观察到,当撤回治疗时,心脏无法自行跳动。

目前,ECPR和NRP都使用相同的技术。这可能会导致一些人质疑ECMO是否可以在NRP中被合乎道德地使用,而不首先被用于在ECPR期间试图挽救患者的生命。研究表明,尽管ECMO可以促进离体器官的部分细胞恢复,但它恢复整个人体的能力有限,即使只有几分钟没有血流。鉴于此,在我看来,在没有ECPR的情况下使用NRP在道德上是合理的——只要死因、没有血流的时间量以及其他因素表明 ECPR 将是徒劳的。

技 术 试 验

OrganEx或类似产品会如何影响这些技术的使用方式?

显然,ECMO无法恢复患者的意识或自发心跳。但是ECMO可以恢复死者的器官进行移植。如果OrganEx在未来的一次迭代中用于人类,那么它可能很少有可以在不恢复某些重要水平的大脑和心脏功能的情况下恢复器官的情况。

在包括大脑在内的所有器官中启动细胞修复的能力,可能意味着这种技术必须经过更长时间的试验——或者在更长时间没有血液流动之后——才能确定医学上的无效性。到那时,可能已经发生了如此多的器官损伤,患者的器官将不再能够移植。

未来的OrganEx迭代也可能会增加被复苏者无法脱离生命支持的风险。这种情况在医学界被称为“无路可走的桥梁”,随着ECPR中ECMO使用的增加,这种情况已经变得更加普遍。

在我看来,对当前做法的三个改变将改善当今的护理,并使医院和患者更好地应对灌注技术进步可能带来的一系列道德问题。

更好的数据。几十年来,直到21世纪初,各种临床医生和研究人员都试图审查用于确定医疗无效性的标准,目的是为物理学家创造更多的定量标准。这些研究为预测同质患者群体在特定情况下是否会存活或死亡创造了可靠的方法。但基于群组的预测似乎没有外推到个体。今天,使用强大的分析方法,如机器学习算法来检查来自数十万患者的数据集,可能会有所帮助。

关于ECPR的使用,缺乏患者特征与特定结果相关的数据。这部分是因为需要昂贵的机器和训练有素的人员的ECMO计划仍未普及。一些接受ECPR的患者将出院。在其他情况下,护理团队将确定医疗无效。在另一些情况下,患者或其家人将不得不做出痛苦的决定,决定是否应撤回生命支持,即使ECPR已使患者恢复知觉。

了解ECPR应该或不应该使用的临床条件是确保该技术对患者有利而不是有害的关键。这些数据还将有助于医生了解何时可以从伦理角度将灌注用于器官恢复。

华盛顿特区的医护人员对病人进行心肺复苏术

如果ECMO研究人员和资助者致力于收集相关大数据,那么两种类型的组织可以带头评估该研究并指导灌注技术的使用。它们是重症监护协会,例如伊利诺伊州芒特普罗普特的重症监护医学协会,以及专业移植协会,例如意大利帕多瓦的欧洲器官移植协会。

理想情况下,这些机构将与医学伦理学家合作,评估当前的临床实践是否符合伦理,以及如何最好地研究OrganEx等新技术。他们还可以评估新的灌注方法是否已准备好用于临床。

更好的沟通。即使获得了更好的数据来支持医生决定停止或维持生命支持,也不应仅根据临床数据来确定医疗无效。未来的患者必须能够指导他们自己的护理过程,并决定他们死后身体会发生什么。

目前,医生、律师、患者和家庭成员之间关于临终关怀目标以及死后器官和组织捐赠的沟通往往是不一致的。例如,到2016年,美国只有大约三分之一的人拥有某些形式的预先指示,例如生前遗嘱。而且,正如一项美国研究指出的那样,一个人的社会经济地位通常会影响他们是否能够与医生和律师就预先护理计划进行对话和获取信息。

根据我阅读过的方案以及我与美国临床团队的对话,在讨论临终治疗偏好时ECPR似乎很少(如果有的话)被提出。此外,在决定是否成为器官捐献者时,很少有人可能了解NRP等技术,更不用说考虑其影响了。

同样,当器官采购组织与死者家属联系以授权捐赠时——在此期间将使用NRP——机构之间的沟通似乎存在很大差异。大多数潜在捐赠者的家庭和大多数器官接受者在同意过程中都没有被告知临床团队将阻止血液流向死者的大脑,或者使捐赠成为可能的相同技术有时被用于试图挽救生命。还不清楚应该告诉人们多少这些信息,特别是考虑到他们可能已经承受的压力。

伦理学家、社会工作者、心理学家和其他参与移植医学的人必须更好地研究和更好地理解捐赠者家庭和器官接受者想要知道什么——以及他们应该知道什么。例如,关于心脏病发作或呼吸衰竭后可能出现的各种情况的对话应该比现在更早进行——甚至可能在大学或学校作为生物学课程的一部分。如果将新的ECPR和器官恢复方法整合到临床中,情况尤其如此。

对公平的承诺。最后,应尽可能公平地提供ECMO和其他灌注技术,以及充足的人员、培训和最新的协议。

根据美国的一项研究,该国东北部的人均ECMO使用率最高,尽管相对较贫穷的南部有更多人死于心脏病和急性呼吸窘迫综合征。在重症和急救中心实施ECMO后,该国唯一死亡率增加的地区是中西部——该地区的资源也比东北部少。

试验和实施OrganEx——尤其是作为促进器官恢复的一种方式——可能首先在欧洲发生,如果在任何地方发生的话。在美国,对器官捐献存在相当大的不信任,特别是在有色人种中,在大约250个移植中心中,不超过20个正在尝试NRP。目前没有美国协议将ECMO用于ECPR和NRP。

然而,无论哪天可能在人体中使用OrganEx,研究人员、医生和政策制定者都必须采取措施,来确保不是某人的邮政编码决定了他们是否因ECPR而存活,或者他们是否成为器官捐赠者。

耶鲁团队的最新发现提出的许多问题,目前还没有人能回答这些问题。重新审视当今临床医生如何使用循环技术是解决这些问题的第一步。

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