【科學簡史】奇蹟的聖誕節–雖死猶生的器官移植(2)

為什麼台灣會像坐在搖搖椅上，總是時不時地晃動？這個問題或許有些令人不安，但卻是我們生活在這片土地上的現實。根據氣象署統計，台灣每年有 40,000 次以上的地震，其中有感地震超過 1,000 次。2024年4月3日，花蓮的大地震發生後，台灣就經歷了超過 1,000 次餘震，這些數據被視覺化後形成的圖像，宛如台北101大樓般高聳穿雲，再次引發了全球對台灣地震頻繁性的關注。

地震發生後，許多外國媒體擔心半導體產業會受影響，但更讓他們稱奇的是，台灣竟然能在這麼大的地震之下，將傷害降到這麼低，並迅速恢復。不禁讓人想問，自從 25 年前的 921大地震以來，台灣經歷了哪些改變？哪些地方可能再發生大地震？如果只是遲早，我們該如何做好更萬全的準備？

要找到這些問題的答案，最合適的地點就在一座從地震遺跡中冒出的主題博物館：國立自然科學博物館的 921地震教育園區。

下一個大地震在哪、何時？先聽斷層說了什麼

1999年9月21日凌晨1點47分，台灣發生了一場規模7.3的大地震，震央在南投縣集集鎮，全台 5 萬棟房子遭震垮，罹難人數超過 2,400 人。其中，台中霧峰光復國中校區因車籠埔斷層通過，地面隆起2.6公尺，多棟校舍損毀。政府決定在此設立921地震教育園區，保留這段震撼人心的歷史，並作為防災教育的重要基地。園區內兩處地震遺跡依特性設置為「車籠埔斷層保存館」和「地震工程教育館」。

車籠埔斷層保存館建於原操場位置，為了保存地表破裂及巨大抬升，所以整體設計不採用樑柱結構，而是由82根長12公尺、寬2.4公尺、重約10噸的預鑄預力混凝板組成，外觀為曲線造型，技術難度極高，屬國內外首見，並榮獲多項建築獎。而地震工程教育館保留了原光復國中受損校舍，讓民眾親眼見證地震的驚人破壞力，進一步強調建築結構與安全的重要性。毀損教室旁設有由園區與「國家地震工程研究中心」共同策劃的展示館，透過互動展示，讓參觀者親手操作，學習地震工程相關知識。

國立自然科學博物館地質學組研究員蔣正興博士表示，面積上，台灣是一個狹長的小島，卻擁有高達近4000公尺的山脈，彰顯了板塊激烈擠壓、地質活動極為活躍的背景。回顧過去一百年的地震歷史，從1906年的梅山地震、1935年的新竹-台中地震，到1999年的921大地震，都發生在台灣西部，與西部的活動斷層有密切關聯，震源位於淺層，加上人口密度較高，因此對台灣西部造成了嚴重的災情。

而台灣東部是板塊劇烈擠壓的區域，地震震源分佈更廣。與西部相比，雖然東部地震更頻繁，但由於人口密度相對較低，災情相對較少。此外，台灣東北部和外海也是地震多發區，尤其是菲律賓海板塊往北隱沒至歐亞板塊的隱沒地震帶，至沖繩海槽向北延伸，甚至可能影響到台北下方，發生直下型地震，這種地震因震源位於城市正下方，危害特別大，加上台北市房屋非常老舊，若發生直下型地震，災情將非常嚴重。

除了台北市，蔣正興博士指出在台灣西部，我們特別需要關注的就是彰化斷層的影響，該斷層曾於1848年發生巨大錯動。此外，我們也需要留意西南部的地震風險，如 1906 年的梅山地震。此兩條活動斷層距今皆已超過 100 年沒活動了。至於東部，因為存在眾多活動斷層，當然也需要持續注意。

我們之所以擔心某些斷層，是因為這些區域可能已經累積了相當多的能量，一旦達到臨界點，就會釋放，進而引發地震。地質學家通常會沿著斷層挖掘，尋找過去地震的證據，如受構造擾動沉積物的變化，然後透過定年技術來確定地震發生的時間點，估算出斷層的地震週期，然而，這些數字的計算過程非常複雜，需要綜合大量數據。

挑戰在於，有些斷層的活動時間非常久遠，要找到活動證據並不容易。例如，1906年的梅山地震，即使不算久遠，但挖掘出相關斷層的具體位置仍然困難，更不用說那些數百年才活動一次的斷層，如台北的山腳斷層，因為上頭覆蓋了大量沉積物，要找到並研究這些斷層更加困難。

儘管我們很難預測哪個斷層會再次活動，我們仍然可以預先對這些構造做風險評估，從過往地震事件中找到應變之道。而 921 地震教育園區，就是那個可以發現應變之道的地方。

921 後的 25 年

在園區服務已 11 年的黃英哲擔任志工輔導員，常代表園區到各地進行地震防災宣導。他細數 921 之後，台灣進行的六大改革。制定災害防救法，取代了總統緊急命令。修訂了建築法規，推動斷層帶禁限建與傳統校舍建築改建。組建災難搜救隊伍，在面對未來災害時能更加自主應對。為保存文化資產，增設了歷史建築類別，確保具有保存價值的建築物得到妥善照料。

最後，則是推行防災教育。黃英哲表示，除了在學校定期進行防災演練，提升防災意識外，更建立了921地震教育園區，不僅作為教育場所，也是跨部門合作的平台，例如與交通部氣象署、災害防救辦公室、教育部等單位合作，進行全面的防災教育。園區內保留了斷層線的舊址，讓遊客能夠直觀地了解地震的破壞力，最具可看性；然而除此之外，園區也是 921 地震相關文物和資料的重要儲存地，為未來的地震研究提供了寶貴的資源。

堪稱園區元老，在園區服務將近 19 年，主要負責日語解說工作的陳婉茹認為，園區最大的特色是保存了斷層造成的地景變化，如抬升的操場和毀壞的教室場景，讓造訪的每個人直觀地感受地震的威力，尤其是對於年輕的小朋友，即使他們沒有親身經歷過，也能透過這些真實的展示認識到地震帶來的危險與影響。

陳婉茹回憶，之前有爸媽帶著小學低年級的小朋友來參觀，原本小朋友並不認真聽講，到處跑來跑去，但當他看到隆起的操場，立刻大聲說這他在課本看過，後來便聚精會神地聽完 40 分鐘的解說。

除了每看必震撼的地景，園區也透過持續更新策展，邀請大家深入地震跟防災的各個面向。策展人黃惠瑛負責展示設計、活動規劃、教具設計等工作。她提到，去年推出的搜救犬特展和今年的「921震災啓示展」與她的個人經歷息息相關。921 大地震時的她還是一名台中女中的住宿生，當時她儘管驚恐，依舊背著腿軟的學姊下樓，讓她在策劃這些展覽時充滿了反思。

在地震體驗平臺的設計中，黃惠瑛強調不僅要讓觀眾了解災害的破壞力，更希望觀眾能從中學到防災知識。她與設計師合作，一樓展示區採用了時光機的概念，運用輕鬆、童趣的風格，希望遊客保持積極心態。二樓的地震體驗平臺結合六軸震動臺和影片，讓遊客真實感受921地震的情境。她強調，這次展覽的目標是全民，設計上避免了血腥和悲傷的元素，旨在讓觀眾帶著正向的感受離開，並重視防災意識。

籌備今年展覽的最大挑戰是緊迫的時間。從五月開始，九月完成，為了迅速而有效地與設計師溝通，黃惠瑛使用了AI工具如ChatGPT與生成圖像工具，來加快與設計師溝通的過程。

蔣正興博士說，當初學界建議在此設立地震教育園區，其中一位重要推手是法國地質學家安朔葉。他曾在台灣指導十位台灣博士生，這些博士後來成為地質研究的中堅力量。1999年921大地震後，安朔葉教授立刻趕到台灣，認為光復國中是全球研究斷層和地震的最佳觀察點，建議必須保存。為紀念園區今年成立20週年，在斷層館的展示更新中，便特別強調安朔葉的貢獻與當時的操場圖。

此外，作為 20 週年的相關活動，今年九月也將與日本野島斷層保存館簽署合作備忘錄（MOU），強化合作並展示台日合作歷史。另一重頭戲則是向日本兵庫縣人與自然博物館主任研究員加藤茂弘致贈感謝狀，感謝他不遺餘力，長期協助園區斷層保存館的剖面展品保存工作。

前事不忘，後事之師

盡力保存斷層跟受創校舍，只因不想再重蹈覆徹。蔣正興博士表示，921地震發生在車籠埔斷層，其錯動形式成為全球地質研究的典範，尤其是在研究斷層帶災害方面。統計數據顯示，距離車籠埔斷層約100公尺內，住在上盤的罹難率約為1%，而下盤則約為0.6%。這說明住在斷層附近，特別是上盤，是非常危險的。由於台灣主要是逆斷層活動，這一數據清楚告訴我們，在上盤區域建設居住區應特別小心。

2018年花蓮米崙斷層地震就是一個例證。

在921地震後，政府在斷層帶兩側劃設了「地質敏感區」。因為斷層活動週期較長，全球大部分地區難以測試劃設敏感區的有效性，但台灣不同，斷層活動十分頻繁。例如 1951 年，米崙斷層造成縱谷地震，規模達 7.3，僅隔 67 年後，在 2018 年再次發生花蓮地震，這在全球是罕見的，也因此 2016 年劃設的地質敏感區，在 2018 年的地震中便發現，的確更容易發生地表破裂與建築受損，驗證了地質敏感區劃設的有效性。

在過去的20年裡，921地震教育園區不僅見證了台灣在防災教育上的進步，也承載著無數來訪者的情感與記憶。每一處地震遺跡，每一項展示，都在默默提醒我們，那段傷痛歷史並未走遠。然而，我們對抗自然的力量，並非源自恐懼，而是源自對生命的尊重與守護。當你走進這座園區，感受那因地震而隆起的操場，或是走過曾經遭受重創的教室，你會發現，這不僅僅是歷史的展示，更是我們每一個人的責任與使命。

來吧，今年九月，走進921地震教育園區，一起在這裡找尋對未來的啓示，為台灣的下一代共同築起一個更堅固、更安全的家園。

延伸閱讀：
高風險？ 家踩「斷層帶、地質敏感區」買房留意
「我摸到台灣的心臟！」法國地質學家安朔葉讓「池上斷層」揚名國際
百年驚奇－霧峰九二一地震教育園區｜天下雜誌

哪些人會需要換肝呢？

需要換肝的族群年齡分佈大致上呈兩大族群，一邊是剛出生帶有先天疾病的小朋友，一邊是後天罹病的成年人^[1]。譬如說小兒科會見到的膽道閉鎖，這些小朋友天生膽道就發育不良，膽汁無法順利排到膽管，而淤積在肝臟。如果不處置，會在數個月後快速進展成肝衰竭而有生命危險。

成年人需要換肝的在在台灣以前常見的是因為 HBV 或 HCV 造成的猛爆性肝炎，現在可能就屬肝癌、酒精性肝炎、非酒精性脂肪肝炎、藥物中毒等最為大宗。依照巴賽隆納小細胞肝癌（hepatocellular carcinoma）治療指引^[2]，在肝功能還未受損太嚴重時，若腫瘤數目、大小、位置理想，肝癌病人是可以接受換肝手術，「治癒」肝癌的。這比起許多以延長幾個月的餘命為目標的癌症治療而言，是很難得的。

台灣其實是特例？國際肝臟移植的現況

據衛福部 2020 年統計數據，台灣 2005 至 2018 總計執行了 6211 例的肝臟移植，其中活體肝臟移植就佔了其中的 4915 例^[3]。所謂的「活體」移植就是在幾乎相同的時間內，兩個開刀房、兩組醫護人馬，同時開刀，一邊把受贈者有問題的肝臟取下，一邊把捐贈者的部分肝臟擷取，最後接到受贈者體內。這也常常躍升至媒體，如「捐肝救父」、「捐肝救子」的佳話。

活體移植不僅考驗主刀者的技術、也考驗醫護團隊的默契。開刀只是其中一關，開刀前的配對、開刀後的術後照顧、抗排斥治療等等，皆是重重的考驗。不過台灣日本等國家活體移植的盛行，其實是國際移植界的特例。

活體移植牽涉到的倫理議題，也讓台灣目前活體移植只限於親屬。若非親屬捐贈，則只能排隊，等意外死亡者的肝臟捐贈。所以在國際上行之有年、且更常見的其實是大體捐贈，一般上會是來自因意外或因疾病而腦死的病人。

肝臟從捐贈者體內被取出後，會在 2-5°C 的液態保存液中暫存，並且在數小時內必須移植到受贈者體內。這黃金數小時，是沒有血液灌流的，換句話說，肝臟組織無法有效率的得到生存所需的氧氣，以及排泄代謝廢物，所以一般來說會把這段黃金時間限縮在 12 小時內。如果算上捐贈肝臟組織的運輸以及兩個手術（捐贈以及受贈者）的時間，整個移植是一個跟時間賽跑的過程。如果到目前為止，這個任務還不夠艱鉅的話，我們可以看看美國的統計數字。

在美國大約有 17,000 人在等肝臟捐贈，但實際上每年只有約 6,500 個肝臟被捐贈^[4]。所以肝臟捐贈目前還是非常短缺的，而需要換肝的人在等待過程中，存活機率也一點一滴的流失。

全新的方向：瑞士的跨領域研究

在大體捐贈以及活體移植各有其限制的狀況下，一組在瑞士的人馬開始了一個全新的肝臟移植方式^[5]。這群人結合了工程、生物化學以及醫學專業，一起研發了一台機器，可以在體外模擬許多類似人體內的環境，讓肝臟在移植過程中，有最小的轉換過程。可能的環境衝擊包括溶血、血行動力學不穩、溫度控制、血糖控制、肝醣消耗、以及物理壓力造成的組織壞死。而在今年，他們發表了第一個使用此機器的人體肝臟移植案例。

肝臟組織是來自一個 29 歲的年輕病人，因為腹部硬纖維黏液瘤（desmoid fibromatosis），併發長期感染以及敗血症，為了要控制病情而必須切除部分肝臟組織。一般來說，這樣的肝臟組織是不會再捐出去的，不只因為有腫瘤病史，而且又有進行中的感染，如果腫瘤細胞在受贈者體內繼續生長，或是感染持續進行，那麼受贈者的預後一定也很慘淡。但是這組瑞士人馬，在經過捐贈、受贈者兩方同意後，決定利用手術後剩下的肝臟組織。於是這個被取下來的肝臟組織，在肝門靜脈、肝動脈、下大靜脈、以及總膽管都被恰當的接到機器上後，就開始了這個神奇的體外之旅。

一切的變因都盡量模擬體內環境，包括溫度（37 度）、血液灌流速度、脈衝式血壓，並且持續抗生素（因為捐贈者有細菌以及真菌感染）。三天後，這個肝臟再重回人體中，是位 62 歲的受贈者。

這個嘗試特別的地方在於，雖然肝臟在體外保存了三天，卻沒有在大體捐贈常見的組織再灌流傷害（是指經過一段缺血的時間後，血管重新被打通，血液帶來充足的氧氣，但同時也產生很多自由基），這是只有活體捐贈才比較能看到的優點。而且可能因為肝臟先天免疫功能的保留，後續的排斥反應並不明顯，病人術後的抗排斥藥用量逐步地降低。與此同時，體外保存期間還可以持續治療，譬如在這個例子中的抗生素治療，讓一些本來無法使用的組織，變成可以捐贈的祝福。

肝臟移植的一線曙光

雖然在台灣大體肝臟捐贈比較不常見，反而活體肝臟移植是比較盛行的做法，但活體移植仍存有道德辯證、危害健康捐贈者健康等等的疑慮。畢竟捐贈者一般都是健康人，而捐肝的大手術也是有一定的風險的。

在這個器官需求者眾、捐贈者匱乏的社會中，這個體外保存的技術絕對是一個令人興奮的新發明。只是就像任何新的醫學發明，臨床的資料需要長期而且大量病患的累積，才能有足夠的證據支持。這個幸運的受贈者已經持續被追蹤了一年，也許再五年、十年，再百個、千個病人，而有了世代研究，體外保存技術將會變成移植醫學的顯學。

參考資料

1. Kasper, D. L., Fauci, A. S., Hauser, S. L., Longo, D. L. 1., Jameson, J. L., & Loscalzo, J. (2015). Harrison’s principles of internal medicine (19th edition.). New York: McGraw Hill Education.
2. Llovet, J.M., Fuster, J. and Bruix, J. (2004), The Barcelona approach: Diagnosis, staging, and treatment of hepatocellular carcinoma. Liver Transpl, 10: S115-S120. 
3. 衛福部公布：我肝移植成功率逾八成高雄長庚雙冠王
4. https://hospital.uillinois.edu/primary-and-specialty-care/transplantation-program/liver-transplantation/your-liver-transplant-options/cadaver-liver-transplant
5. Clavien, PA., Dutkowski, P., Mueller, M. et al. Transplantation of a human liver following 3 days of ex situ normothermic preservation. Nat Biotechnol (2022).

「醫生，我哥的手術成功率有多少？」

「零，所有做過這個手術的人，都死了」

兄弟，不夠的地方我給你

腎衰竭正折磨著一名23歲的年輕人。理查德（Richard J. Herrick）躺在床上，理當年少俊俏的臉龐，如今卻因高血壓和浮腫苦痛難當。他的孿生兄弟羅納德（Ronald Lee Herrick）正考慮著切下他身上一顆健康的腎臟，讓他的兄弟重獲新生。羅納德現在唯一的考量是，這個手術的存活率，是零。

但對波士頓的摩爾醫師外科團隊而言，要思考的事情太多了，手術失敗已不是特別的事（反正也沒成功過…），最壞就是病人死亡罷了。然而從活人身上切除一顆腎臟，確實是件有違道德的事。納粹利用活人進行實驗不過是9年前的事情而已，真的有必讓他的兄弟冒著失去生命的風險來換回一條人命嗎？但從學術的角度上來看，這對孿生兄弟，就是天生的複製人，是有機會突破免疫排斥高牆上僅有的缺口－「身體不會拒絕和自己長得一模一樣的器官！」。1954年12月23日，聖誕節的前夕，摩爾醫師等人，不顧外界的抨擊，決意讓病人上手術檯。手術團隊裡的穆雷醫師執起沉重的手術刀，劃開了兄弟倆的身體，同時也劃開了歷史… …[註1]

婚禮對新婚夫婦倆人來說是件意義非凡的大事，而這場婚禮對器官移植界來說更是別具意義。羅納德笑著看著他的兄弟，不久之前，他還躺在波士頓哈佛醫院的病床上，而今日，他的兄弟不僅帶著他分享的一顆腎臟，更牽著當初照顧他的護士小姐（今天的身分是新娘）步入禮堂，這種戲劇張力，恐怕連電影情節都不見得編的出來……

有別於理查德婚禮的溫馨，這個創下歷史新頁的移植團隊，在簡短的病例報告中寫著：「患者原先的高血壓完全消失，移植的腎臟已經在新的身體裡存活11個月…」這短短的幾頁病例報告，其代表的意義是器官移植的時代已經來臨。這對存活的兄弟為全球數以萬計的腎衰竭患者帶來希望，成千上萬的患者湧入波士頓，向摩爾醫師的外科團隊尋求一線生機，也讓當日執刀的穆雷醫師一戰成名，而奠定基石的休姆醫師，也被視為移植界的先鋒者！（36年後，穆雷醫師也因為他持續地在器官移植領域的貢獻，獲得諾貝爾醫學獎的肯定；遺憾的是，休姆醫師在1973年因飛機失事而離世，未能得見他一手打造的器官移植醫學大放異彩。）

儘管值得喜悅，但這對孿生兄弟的手術成功，也大辣辣地打了醫學界一巴掌！代表著先前的手術失敗，並不是因為技術不精良，僅僅就是因為免疫系統排斥新臟器的緣故，以往在手術台上遭受撒旦詛咒而死去的病人，其實最大的敵人就是自己體內的免疫巨人。於是，要繼續挑戰夢想中的器官移植，只需要追尋最後的聖杯－完美的抗排斥藥。

聖杯的追尋

首位碰觸到聖杯的是一對化學合成實驗室的搭檔，艾利昂女士（Gertrude B. Elion）和希青斯先生（George H. Hitchings）。他們在戰火不斷的40年代持續合成核酸（nucleic acids）衍生物，首先登場的是6-mp（6-Mercaptopurine），後來是出名的治療血癌用藥。而在1957年合成出的是azathioprine，則是造福了廣大風濕性關節炎患者。

在6-mp進入移植界之前，也有其他人試圖正面迎戰免疫細胞。首先是類固醇，英國免疫學者梅達瓦爵士（Sir Peter Brain Medawar）[註2]發現它能有效紓緩免疫系統。而在波士頓，身為穆雷醫生前輩的休姆醫師，則採用更激烈的手法：將狗照射X光以破壞全身的免疫系統，休姆醫師也同時進行6-mp化學藥物的實驗。可惜的是，不論他如何調整X光或藥物的劑量，狗不是死於器官排斥（X光或藥物劑量太小），就是被細菌感染而死（X光或藥物劑量太大）。在這座尋找聖杯的戰場上，越來越多的死亡案例及實驗報告指出，使用單一療法來對抗免疫排斥是有效的，但藥物安全劑量的範圍可能極為狹窄，這部份的瓶頸須要有新的思維才能有所突破。

舞台換回1960年大西洋彼岸。法國。古斯醫師（René Küss）改良了許多前輩失敗的案例，採用X光+類固醇+6-mp的雞尾酒療法，終於成功地移植了5例非雙胞胎的腎臟，代表著核酸藥物的初步勝利，也讓下一代核酸藥物azathioprine有了大展身手的舞台。此時接棒的人物是史達策（Thomas E. Starzl）醫師，同時也是前高雄長庚醫院院長陳肇隆醫生的恩師 [註3]。史達策改進雞尾酒混合藥物療法，在1966年發展出抗淋巴球抗體（anti-lymphocyte globulin, ALG）+類固醇+azathioprine的療程，有效提高腎臟移植患者的術後存活率。此時的歐美各國，腎臟移植技術漸漸普及到各地的醫院，而其他器官的移植，也開始有了新的曙光。

隔年，史達策醫師即將再次挑戰體內最大的臟器－肝臟移植。此時，是1967年，距離首例腎臟移植成功已跨過遙遠但卻意義非凡的13年。 [註4]

下一章：用器官拼圖的人

【科學簡史】雖死猶生的器官移植系列：

• 第一章：從必死無疑開始說起
• 第二章：奇蹟的聖誕節
• 第三章：用器官拼圖的人
• 最終章：那台灣呢？

• 註1：為求書寫流利和情節起伏，本文所出現的對話皆為模擬情境
• 註2：梅達瓦爵士和弗蘭克·麥克法蘭·伯內特爵士（Sir Frank Macfarlane Burnet）因為對於免疫系統和移植物之間的交互作用，及胚胎早期的免疫耐受性的研究，而獲得1960年的諾貝爾醫學獎
• 註3：史達策醫生，全球首位肝臟移植成功的醫師。陳肇隆醫生，台灣首位，同時也是亞洲首位肝臟移植成功的醫師。
• 註4：當時有許多的醫師在各個臟器上都歷經了巨大的研究和失敗，其中的努力很難以寥寥數語表達，有興趣的讀者可閱讀「拼圖人：一個器官移植外科醫師的回憶錄」。

2022/3/10 更新： 雖然本次案例中的豬心移植並未發生超級排斥反應，可謂跨過一大門檻。有了豬心，甚至讓貝內特得以回家與家人共度時光。但在進行手術兩個月後，他的病情仍舊惡化，近日報導傳出貝內特於 2022 年 3 月 8 日死亡。 目前確切的死因仍舊不明，尚待團隊發表調查結果。

新聞連結：https://www.bbc.com/news/health-60681493

2022 年 1 月，COVID-19 疫情陰影之下，器官移植的技術翻過了重大的一頁。美國馬里蘭大學宣布完成首例基改豬心移植人體的手術，至目前為止，患者尚未出現排斥現象，也創下心臟「異種移植」（Xenotransplantation）在人類身上成功的首例。

救人性命的「器官移植」面臨哪些挑戰？

細胞、組織、器官、系統，這是我們在學習人體構造的時候就耳熟能詳的層級概念。如果將動物體視作一個密切協作的機械，那麼各個器官就會像是其中的關鍵零件：心臟主要輸送血液到全身上下，肺臟從事氣體交換，腎臟將血液的雜質濾出製成尿液，肝臟則主司代謝調控身體中的各種物質。這些器官只要有一個失去功能，就會導致生物體的死亡。但既然是「零件」，現今的醫學已經可以在一定的程度上做到「更換零件」，讓生命延續下去──也就是「器官移植」。

在台灣，自從 1968 年台大醫學院李俊仁教授完成亞洲第一例活體腎臟移植手術，開啟器官移植的新頁迄今，器官的捐贈與移植已經一路擴展到心臟、肺臟、肝臟、胰臟、腸。雖然我們將器官移植比喻為換零件，然而實質上器官移植所要克服的難關，遠比機械換零件要嚴苛、複雜許多。

• 延伸閱讀：【科學簡史】那台灣呢？–雖死猶生的器官移植(終章)

首先第一道難關，就是「器官排斥」。人體的免疫系統會辨識外來物質。在大多數的情況下，這些外來物屬於會讓身體生病的「病原體」，而免疫系統的工作便是不管是細菌、病毒、寄生蟲，一律加以攻擊，避免進一步感染。因此，移植時放入的器官，也會被免疫系統視作「外來物」攻擊。這樣的反應，就是一般所說的「移植排斥」（transplant rejection）或是器官排斥。

一般來說，器官移植之前，會進行幾項配對檢測，包括 ABO 血型、組織抗原（major histocompatibility complex，MHC）交叉試驗，以盡可能找到合適的配對、減少免疫反應發生的機率與嚴重程度 ^[註1]。而即使經過這些配對檢測，器官的受贈者也需終身服用「抗排斥藥物」免疫抑制劑，抑制原有的免疫反應，在器官排斥與外來感染間取得平衡。

此外，器官移植的另一道難關，就是如何取得合適的器官。隨著器官移植的技術發展，肝臟與腎臟尚有機會接受活體捐贈，但如心臟等器官，卻必須來自腦死判定的捐贈者，數量稀少且不穩定。以台灣 2020 年統計，共有 79 例心臟捐贈，然而全台等待移植者接近 200 人，許多患者只能坐等時間流逝，寄望大愛的遺贈能有機會降臨，拯救自己一命。

捐贈的器官不夠，以至於許多病人在等待的過程中逐步邁向死亡，這也是為什麼人們把腦筋動到其他動物身上，尤其是豬。

使用豬作為器官來源有哪些缺優點？

事實上，異種移植完全不是什麼新概念，人類利用動物製劑作為醫療材料已經超過百年。早在 1930 年代，我們就使用豬胰島素治療糖尿病；而使用豬的心臟瓣膜來修補瓣膜出現問題的人心，也已經有幾十年的歷史。然而，如前面所述，人與人之間的器官尚且有排斥的情況，更何況來自豬或者狒狒的器官，其表面的組織抗原跟人體差異更大，排斥反應會更劇烈、更難以抑制。

可是，使用豬隻作為器官來源，仍有許多優點。靈長類動物（如黑猩猩或狒狒）與人的親緣較為接近，但其飼養與繁殖相對於豬困難許多，而且靈長類多為保育類，存在更多倫理上的限制。此外，豬在生理與解剖結構上與人類足夠接近，扣除排斥的問題，豬隻的器官相當有機會勝任維繫人體功能的角色。

因此，長久以來豬隻基因改造（genetic modification, GM）的一個重要議題，就是如何使其更「人類化」，以避免排斥 ^[註2]。隨著對基因體表現的瞭解逐年深入，加上近十年來 CRISPR 技術發展，因應器官移植需求而打造的「基因編輯豬」，從科幻構想，一躍而成為發展中的現實。

現階段，有許多團隊都在發展供器官移植的基因改造豬，除了聯合治療公司（United Therapeutics）以外，還包括 eGenesis 研發的無豬內源性反轉錄病毒（PERV）豬、紐西蘭 NZeno 的迷你豬等，或許還有更多尚未浮現檯面的團隊。

第一例豬心移植可以告訴我們的事

2022 年 1 月 7 日，57 歲的大衛．貝內特（David Bennett）在馬里蘭大學醫學中心（UMMC）成功獲移植了一顆經基因改造的豬心，這顆豬心來自聯合治療公司旗下的生技公司 Revivicor 的基因改造豬。這個系列的基因改造豬有 10 個基因位點經過改造，其中剔除了 3 個豬原有的基因，以免引發人體免疫反應，然後加入 6 個人類基因，讓身體願意接受外來器官，最後一個改造則讓豬心不會對生長激素持續反應，讓心臟可以維持在人體所需的大小。

在此之前（2021 年），紐約大學朗格尼醫學中心（NYU Langone Medical Center）曾將同系列豬隻的腎臟接到兩位已被判定腦死的病人身上，確認了豬腎可以在人身上運作，不但沒有發生排斥反應，而且代謝運作良好。相關研究人員曾進一步向美國 FDA 申請進行豬心的臨床試驗，但是遭到駁回。根據馬里蘭大學醫學中心移植小組外科醫師曼蘇爾．莫希丁（Muhammad Mohiuddin）的說法，團隊被要求先完成 10 次豬心移植到狒狒身上的實驗，才可以進一步進行人體試驗。以靈長類動物如狒狒作為移植模型，以瞭解潛在的副作用與改進之道，是這類研究常見的作法。2000 年國際心肺移植學會（ISHLT）曾提出綱要，認為接受移植的靈長類動物需有 60% 存活超過 3 個月，存活個體至少 10 隻，且顯然有機會繼續活下去，才能考慮進入臨床試驗。

然而，貝內特的特殊狀況讓此次的豬心移植成為可能。貝內特患有心律不整，無法外接機械式的心臟輔助裝置，加上有過不遵醫囑的醫療紀錄，使其獲准得到心臟的機會微乎極微 ^[註3]。而貝內特的心臟狀況若不移植就只能等死，因此 FDA 特別通過了本次的豬心使用。貝內特獲得的是死中求生的機會，而對研究人員來說，則是獲得了豬心在人類患者身上如何運作的臨床資料。

使用靈長類動物進行研究一舉，讓科學家獲得許多異種移植的重要資訊，比如從針對狒狒的研究中，獲得了不少異種移植的用藥資訊，更發現早期接受移植的狒狒，都由於豬心快速生長而死亡。然而，許多研究人員或許已經非常期待將動物實驗逐步轉向臨床，因為將豬心放到健康狒狒身上所得到的數據，仍與重病纏身的人類有很大的不同。無論是免疫或藥理方面，研究人員當然更希望獲得與人體有直接關聯的資訊。

豬心移植創下先河，進入臨床仍待研究

然而，要看到豬隻的器官正式被納入臨床移植使用，恐怕還有許多問題有待釐清。這些問題包括（但不限於）使用異種器官潛藏的感染風險，縱使這些基因改造豬可以被養在高規格的飼養環境，避開一般豬隻帶有的病毒與細菌，豬隻基因體內的「內源病毒」對人體的風險仍有待釐清 ^[註4]。即使豬隻經過多種基因編輯，並且順利熬過異種移植的急性排斥期後，是否還有潛在的問題需要克服，目前尚無人得以逆料。

此外，隨著醫療設備近二十年的發展，使用血液透析（替代腎臟）或機械輔助設備協助血液運行（替代心臟）的方法亦越來越常見。或許，在等待豬心獲得臨床認可，加入器官庫的行列的同時，醫學技術亦會有所發展，使得器官需求不再如今日這般迫切。由於腎臟或肝臟可由活體移植、不似心臟需求極端迫切；因此肝腎兩者的異種移植研發進展或許將較為緩慢。目前，豬隻的器官移植還處在動物實驗的階段，尚未步入臨床，在人體的研究資料尚且闕如的情況下，相關單位應如何考量患者需求、判斷移植風險，亦將成為倫理與制度需要克服之一大考驗。

醫療技術進展，本就來自於在各種未知中承擔風險、勇敢做出前人未曾做過的事。我們感念這其中的各種參與者，不管是技術研發人員、受試者或是醫師的參與，也希望未來在器官移植的領域，能有更多的好消息，讓那些苦苦等待的人們，盡早獲得救贖。

註解

1. 器官移植的排斥反應通常分成超急排斥反應（hyperacute rejection），發生在器官接上血管後的數分鐘到數小時內；急性排斥反應（acute rejection），發生在數周到一年內；慢性排斥反應（chronic rejeaction），發生在移植數月甚至數年之後。因此貝內特此案例之「成功」僅代表現階段並未發生排斥反應，且豬心基本上可在人體運作，未來是否可能發生慢性排斥反應尚未可知。
2. 異種移植的排斥反應通常更劇烈也更複雜。
3. 器官移植排序的規定各國、各州不同，有些地方的規範會考量患者遵循醫囑的程度或求生意志等。臺灣的規範可見財團法人器官捐贈移植登錄中心 – 附表(各器官分配辦法) 
4. 2017 年已有團隊培育出內源病毒去活化的豬寶寶（詳見：豬隻器官移植新突破：CRISPR技術攻破了「豬內源病毒」的瑪利亞之牆！），但本次的移植豬心應無經過相關的處理。

參考資料

1. 醫學與倫理：美國首例豬心器官移植面臨的三大倫理爭議 – BBC News 中文
2. 全球首例！豬心移植人體手術完成，可望解決器官短缺問題 – INSIDE
3. First pig-to-human heart transplant: what can scientists learn? (nature.com)
4. In a First, Man Receives a Heart From a Genetically Altered Pig – The New York Times (nytimes.com)
5. 豬腎成功移植人體，異種移植會成為救命稻草嗎？ | GeneOnline News
6. 《基因編輯大革命》： 「基因編輯豬」是器官移植新希望？ The News Lens 關鍵評論網
7. 豬隻器官移植新突破：CRISPR技術攻破了「豬內源病毒」的瑪利亞之牆！ – PanSci 泛科學