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動物器官移植到人身上,異種移植可行嗎?—《BBC 知識》

  • 文/麥可‧瑞斯(Michael Reiss)|英國倫敦大學學院教育學院的教授,也是英國國教的神父。他曾建議英國上議院開放在科學研究中使用動物,於 2004 到 2012 年擔任英國農場動物福利委員會(FAWC)的倫理專家。
  • 譯/王惟芬|英國倫敦大學帝國理工學院科技醫療史碩士,自由譯者。

台灣目前有數千人正在等待器官移植,但捐贈的器官根本不夠用⋯⋯。如今科學界想藉由動物器官補足其中龐大的需求,這樣做行得通嗎?

去年年初,美國國家衛生研究院(NIH)宣布,研究人員成功將基因改造的豬心,移植到狒狒體內,使牠存活了將近三年。這項消息毫無疑問登上頭版,並對研究產生重大的影響。全世界每年有數百萬人因為等不到器官移植而過世,道路交通事故這類悲劇事件所能提供的器官,總不敷使用。現在,有些科學家正在研究一種非常極端的解決方案:使用動物器官。

儘管異種器官移植(Xenotransplantation)聽起來很像科幻電影情節,但醫生和科學家已經花了數十年開發這項技術。1984 年,「菲伊寶寶」史蒂芬妮.菲伊.波克萊(Stephanie Fae Beauclair)出生時就罹患先天性心臟病,估計只能存活一個星期。當時,人類嬰幼兒的心臟移植手術幾乎都不成功。她的外科醫師雷納德.李貝利(Leonard Lee Bailey)是動物器官移植的研究先驅,決定移植一顆狒狒的心臟給她,希望菲伊寶寶能夠撐到第二次手術,屆時更換成人類的心臟。

這項手術一開始很成功,但由於菲伊寶寶的身體排斥狒狒心臟,她仍然在術後第 21 天過世了。儘管如此,她悲傷的故事,仍然是首次異種器官移植的指標性嘗試。如今 30 多年過去了,仍有許多問題懸而未決,異種器官移植真的可行嗎?這麼做合乎倫理嗎?

1984 年,菲伊寶寶接受一顆狒狒心臟的移植手術,但是在術後第 21 天,因為身體排斥那顆心臟而死亡。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

1984 年,菲伊寶寶接受一顆狒狒心臟的移植手術,但是在術後第 21 天,因為身體排斥那顆心臟而死亡。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

精明的免疫系統

我們的免疫系統由細胞和器官組成,它極為奇妙複雜,幫助人體抵抗任何異物入侵,免於疾病。病毒或有害細菌等等入侵者,都會遭到高度特化的細胞攻擊。我們每個人都具有能夠辨識自己身體和器官的生理能力,並區分非我的入侵者。這樣的特性,好處顯而易見:當白血球和免疫系統的其他部分在攻擊並摧毀體內的外來生物時,不會攻擊到我們自身。

這顆受到排斥的移植腎臟充滿著白血球細胞(染色後的細胞核呈紅點狀),它們前來殺死外來的細胞。《BCC 知識 2017 年 1 月號》

這顆受到排斥的移植腎臟充滿著白血球細胞(染色後的細胞核呈紅點狀),它們前來殺死外來的細胞。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

但這點對器官移植來說卻是一大麻煩,因為免疫系統會將移植器官視為外來物,加以攻擊。為了防止這種情況,患者在接受人體捐贈器官時,通常會服用大量的免疫抑制劑,防止免疫系統攻擊移植的器官。不幸的是,患者的免疫系統遭到抑制時,就無法對抗細菌,反而更容易受到感染。一旦免疫系統減弱,任何常見的疾病都可能造成非常嚴重的傷害。不過,這個問題在最新的免疫抑制藥物問世後,已經不是那麼嚴重了。

在接受人體捐贈器官時,讓患者服用環孢素(cyclosporin)免疫抑制劑,以降低排斥風險,但這也會降低其免疫系統的能力。《BCC 知識 2017 年 1 月號》

在接受人體捐贈器官時,讓患者服用環孢素(cyclosporin)免疫抑制劑,以降低排斥風險,但這也會降低其免疫系統的能力。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

現在,難題再次出現。在人類身上移植豬心這類非人體器官時,在移植的數小時內,即使使用免疫抑制藥物,通常還是會發生所謂的「超急性排斥反應」,這等於宣告手術失敗。研究人員企圖克服這項問題,他們利用基因工程讓豬帶有一個人類基因,能夠在其器官表面形成人類的蛋白質,希望藉此矇混免疫系統,使系統誤判這個移植器官來自人體,從而避免超急性排斥反應。

不過在我們接受來自其他物種的器官時,排斥反應不是唯一的問題。在人類異種器官移植上,科學家選擇了豬這個物種,因為豬的體型和我們差不多,而且容易圈養;此外,儘管人豬之間的親緣關係不如和人猿與猴子那樣接近,豬的生理特性卻和我們驚人地相似。然而,許多麻煩的人類疾病都源自動物病毒,例如豬的基因可能攜帶多達 50 個豬內源性反轉錄病毒(PERVs)。

這些病毒大多對豬無害,卻會感染其他物種,例如 2009 年爆發的全球性豬流感,就奪走將近 25 萬條人命。

人的心臟(左)與豬的心臟(右)在結構上展現出驚人的相似性。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

人的心臟(左)與豬的心臟(右)在結構上展現出驚人的相似性。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

我們需要異種移植嗎?

每年有上萬人因為人類器官移植活了下來,但事實上大多數的器官等待者根本就等不到器官。我們能為此做些什麼嗎?人體器官買賣是因應器官短缺而出現的「解決方案」,這種市場導向的機制一般都不合法。伊朗是少數幾個允許腎臟買賣的國家之一,這確實讓伊朗患者等待腎臟移植的時間比起其他各國還短。如果你有興趣的話,現在那裡一顆腎臟大約是 4,000 美元⋯⋯。

但是,大多數器官移植等待者沒有等到器官,主要是因為根本沒有足夠的人體器官可供使用。這個現象涉及許多層面,其一是多虧移植手術日益進步,器官移植受惠人數持續攀升,可以移植的器官越來越多樣,能夠以器官移植治療的疾病也越來越多種。

再來要考慮的是,只有少數死者的器官適合用作移植,且有相當高的比例來自交通事故。但由於道路安全及路況改善、安全帶的使用、汽車設計改良、車速限制更加嚴格、駕駛考試日益嚴謹以及越來越多的摩托車騎士都會戴安全帽,道路交通事故的死亡人數正不斷下降。

最後一個問題是,許多國家的器官捐贈系統都是採行「選擇性參與」,而不是「選擇性退出」。這意味著死者必須在生前表示,希望死後的器官可用作器官移植(簽署器官捐贈同意書),而且醫師還必須獲得捐贈者家屬的同意。

動物福利?

目前科學家對於動物究竟能夠承受多大的痛苦,仍有爭議,但人類漸漸同意我們演化上的近親,具有能夠體驗某種痛苦的能力。越來越多的生物學家和哲學家都認為,至少大多數的哺乳動物都會感受到痛苦。

那麼,異種器官移植是否會造成動物的痛苦呢?首先要考慮的是,最有可能用於器官移植的豬。參與異種移植研究的公司都將他們的豬隻照顧得非常好。事實上,根據以往經驗,實驗用動物比大多數在養殖場的豬活得好,至少就環境條件來看是如此。但是除了居住環境之外,還有更值得關注的豬隻福利議題。畢竟,實驗用豬會經歷許多外科手術。當臨床試驗正式開始時,很可能會需要用到「無菌動物」(gnotobiotic),而這可能要透過所謂的「手術導引」(surgical derivation)方式取得。這意味著在臨盆前,要將豬胎連同整個子宮從母體中取出,隨後在隔離和無菌的條件下將幼豬餵養長大。以豬而言,這確實有些殘忍,因為豬是社會性動物。

為了異種移植而飼養的豬,很可能需要待在無菌的環境中,無法外出覓食,或是與其他同伴玩耍。《BCC 知識 2017 年 1 月號》

為了異種移植而飼養的豬,很可能需要待在無菌的環境中,無法外出覓食,或是與其他同伴玩耍。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

此外,要考慮的不僅是豬的福利而已。目前異種移植的研究大多集中在如何提高成功率,這意味著成千上萬的靈長類動物,包括人工圈養的獼猴和野外捉來的狒狒,都已經接受過器官移植手術。從科學家、外科醫師、受益的患者與投資人的觀點來看,許多這些手術都被視為「成功」的研究;但站在非人靈長類動物的立場來說,這些研究毋庸置疑會造成相當大的痛苦,並且大幅縮短這些實驗動物的壽命。

接受豬肝移植的獼猴,正在復原中。《BCC 知識 2017 年 1 月號》

接受豬肝移植的獼猴,正在復原中。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

違反自然?

讓我們假定異種移植需要藉由基因工程,將一個或多個人類基因植入豬的 DNA 中,以得到基因改造的豬。在某種程度上,這等於是改變豬的「自然」。這在道德上說得過去嗎?「非自然」是反對任何形式基因工程的一大訴求。然而,這種論點其實很薄弱。畢竟,要怎麼定義「自然」呢?天花、海嘯和死亡是自然的,而疫苗、手機和出國度假都不是。換句話說,在日常語言中,「自然」和良善之間似乎沒有什麼太大的關聯。

即便如此,「非自然」的說法還是有不少捍衛者。許多宗教人士認為,至少在一定程度、一定意義上,自然是良善的。在猶太教和基督教的傳統理解中:第六天「上帝看著一切所造的都甚好」。死亡和敗壞是經由原罪進入世界,但即使在人墮落之後,造物中還是有足夠的神之善意,因此「自然」就是好的。整套自然神學就是基於這個概念建立起來。其他許多人,包括那些沒有任何宗教信仰的,也將自然視為良善的指標。直到今天,還是有相當多的輿論認為「自然」的做法,比「人為」更可取。常見的例子像是推廣母乳最營養、提倡有機農業,以及吃新鮮食物而非加工食品等等。

確實,「自然」的優勢是它存在了一段相當長的時間。多數人都有意無意地認為,祖先成功地以「自然」的方式扶養孩子、務農與準備食物,所以這些傳統的方法必定沒有問題。這確實相當符合邏輯,畢竟我們無法確定,任何新技術包括基因工程的長期後果, 除非是那些已經存在相當長一段時間,現在被視為「自然」的做法。

但這類基因工程真的會改變豬的自然本性嗎?從豬的角度來看,這幾乎沒有什麼差別。基因工程確實引發相當重大的動物福利議題,但我們似乎很難從豬的角度論證,基因工程是否改變了其自然的本質。目前看來,豬的行為沒有什麼不同,心智能力和經驗也都沒有改變。唯一的區別在於,現在豬的體內,會產生一種額外的蛋白質。相較之下,傳統的育種技術對農場動物所造成的改變,才令人難以置信,比方說增加動物的馴化性、高飼養密度的耐受性,以及增加動物乳汁、毛皮和肉的產量。

基因工程真的會改變豬的自然本性嗎?我們仍然難下定論。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

基因工程真的會改變豬的自然本性嗎?我們仍然難下定論。圖/《BCC 知識 2017 年 1 月號》

你對此作何感想?

要是你的體內有一顆豬心,你會有什麼感覺?很難說大家會有怎樣的反應,而且每個人看法可能都不同。有些人可能會大聲譴責,認為這樣很噁心,或是違反自然;但另一條路可能就是死亡,大多數人應該也不怎麼喜歡這個選項。值得注意的是,過去首次以人類捐贈的心臟進行移植手術時,一些評論家表示這樣做非常不道德。然而,後來我們很快就習慣以捐贈器官來進行移植的想法,大多數器官受惠者,都對此衷心感謝。異種移植也會出現一樣的狀況嗎?只有時間會告訴我們答案。


《BBC知識國際中文版》第 65 期(2017 年 1 月號)封面。

 

本文摘自《BBC知識國際中文版》第 65 期(2017 年 1 月號)。

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