罗伯特·蒙哥马利(Robert Montgomery)小心翼翼地走在医院的走廊上，手里拿着一个不锈钢碗，里面装着一个放在冰床上的活人肾脏。几分钟前，这个器官还在一名男子体内。它将被植入另一个人的体内以维持他的生命。
那是去年春天的一个周一上午11点左右。蒙哥马利是一名腹部移植外科医生，也是纽约大学朗格尼移植研究所的主任。我跟着他走进手术室，49岁的约翰·普里马韦拉(John Primavera)正等着接受这个珍贵的肾脏。监控机;夏奇拉在音响里播放。蒙哥马利已经做过数千例移植手术，他走到手术台上，轻轻地把器官放入普里马维拉的腹部。这颗肾是由他的密友托马斯·肯尼(Thomas Kenny)提供给普利马维拉的，它的颜色很苍白，大小和形状都和芒果差不多。蒙哥马利示意我走向桌子。我看着他取下刚刚缝在移植器官上的动脉上的夹子。肾脏因血而泛红，开始跳动。
这是Primavera的第二次肾移植手术。他出生时患有肾发育不全症，这使得他的肾脏无法完全发育。他在14岁时接受了第一次移植手术，这个器官持续了大约35年。但在2022年，血液开始衰竭，他不得不进行透析，并加入了移植等待名单。肯尼从小学开始就和Primavera是朋友，他自愿接受了检测，发现他的组织与Primavera非常吻合。对肯尼来说，这个决定很容易。“我只是觉得这是在正确的时间做的正确的事情，”他在手术几周后告诉我。
不是每个人都像Primavera一样幸运。目前，美国有超过10万人在等待器官移植，其中绝大多数是肾脏移植。每天有17人死于等待器官移植。由于后勤和医疗障碍以及有争议的分配系统，采购系统在任何特定时间只使用可用器官的一小部分。移植对太多人来说仍然遥不可及，尤其是那些有色人种和低收入者;许多人甚至从未被列入等候名单。
最近在治疗丙型肝炎和艾滋病毒等感染方面的医学进展使以前无法使用的器官变得可用。此外，技术已经使器官在移植前在体外存活更长时间成为可能，甚至提高了它们的质量。然而，对器官的需求仍然远远超过供应。
人们在漫长的等待名单上等待死亡的悲剧持续不断，这促使蒙哥马利和其他几位科学家开始了一项大胆的实验:将其他物种的器官——特别是转基因猪的器官——移植到人类身上。在过去的两年里，他们在这些被称为异种移植的手术中取得了重大进展。这个词源于希腊语xenos，意思是“外来的”或“外来的”。在今年的测试中，猪肾脏在人体内可以正常工作长达两个月而不会衰竭。科学家们已经发现了这些器官的基因调整，使它们更适合人体，减少不良反应或人体免疫系统完全排斥的风险。
蒙哥马利将目前不完善的器官移植系统比作依赖化石燃料的经济。“你可以让它燃烧得更清洁，你可以做各种各样的改变，”他说，“但它永远不会成为你真正需要的东西，也就是可再生的、可持续的东西。”对蒙哥马利来说，异种移植是一种可再生能源。
然而，它们在很大程度上仍处于实验阶段。它们带来了棘手的伦理问题，比如谁应该接受这种治疗，以及如何传达所涉及的风险。一些人批评异种移植分散了解决现有移植系统问题的注意力。但蒙哥马利强烈反对这种说法。他说:“我的整个职业生涯都在努力做出这些渐进式的改变。”他认为，现在是时候做一些更大的事情了，而异种器官移植就是答案。
我能体会到等待一个可能永远不会到来的器官的焦虑。我的母亲在2019年被诊断出患有肺纤维化，这是一种进行性和致命的肺瘢痕疾病，诊断后平均预后为两到五年。这种病无法治愈，但肺移植有可能延长她的生命。像许多有需要的人一样，我们不得不等到她病得很重，被列入移植名单(如果她有资格的话)，同时希望她能在病得太重而无法在手术中存活之前得到一个器官。我知道期待手术奇迹的同时又为失去亲人的父母感到悲伤的痛苦。
蒙哥马利也理解这种焦虑:他在2018年接受了心脏移植手术，以治疗一种危及生命的先天性心脏病，他的父亲和一个兄弟都死于这种疾病。“我对移植的兴趣实际上要追溯到我父亲生病的时候，”他在普利马维拉手术前几个月告诉我。我们在他的办公室里，俯瞰曼哈顿中城。墙上挂着他在纪念他或他的妻子(大都会歌剧院的女中音歌唱家)的仪式上遇到的总统的照片。蒙哥马利的父亲在50岁时被诊断出患有危险的心脏病，心脏移植可能挽救了他的生命。但当时，他被认为年纪太大，不适合做手术。蒙哥马利的一个兄弟在等待器官移植时死亡;另一个人接受了移植，现在还活着。当蒙哥马利病得很重时，他不知道自己是否能及时接受移植手术。后来有了心脏，蒙哥马利自己的同事在纽约大学朗格尼医疗中心(NYU Langone Health)进行了手术，蒙哥马利目前就在那里工作。
大多数移植器官来自已故捐赠者，但肾脏和其他器官的一部分，包括肝脏，可以通过慷慨的活体捐赠者获得。在21世纪初，为了增加活体供体器官的供应，蒙哥马利在美国进行了第一批“多米诺骨牌”配对肾脏移植手术，其中多个供体和受体以一种手术雏菊链的方式提供和接受器官。这个过程增加了可能匹配的数量:如果一个器官的血液或组织类型与捐赠者的预期接受者不匹配，它可以匹配链中的其他人，而该链中的另一个捐赠者可能拥有与原接受者匹配良好的器官。蒙哥马利说，然而这种方法并没有显著增加活体肾脏移植的数量。
器官的另一个主要来源——已故捐赠者——依赖于那些过早死亡的人，他们的器官可以及时被取出来进行移植。这些人通常是意外事故或脑损伤的受害者，他们被宣布脑死亡，但只要身体依靠生命维持系统，他们的其他器官就会继续工作。2022年，美国有近1.5万名已登记的器官捐赠者或其家人代表他们同意提供器官。从历史上看，很大一部分已故捐赠者是机动车事故的受害者。随着交通和车辆安全水平的提高，车祸的存活率也越来越高。然而，安全性的提高也减少了可供移植的器官数量。
一项发展推动了捐赠器官的增加，但这没什么好庆祝的。是阿片类药物泛滥。死于药物过量的人现在占了捐赠者的很大一部分，从2000年的1%上升到2017年的13%以上，而且危机似乎不会很快缓解。蒙哥马利说:“我们现在的成功是基于我们社会的失败。”过量服用药物而死亡的人的器官移植数量增加，一方面是因为死亡人数庞大，另一方面是因为医学进步使更多的器官可用。一些阿片类药物成瘾的人也会感染丙型肝炎，这种疾病会导致严重的肝脏炎症。直到几年前，由于有感染受者的风险，来自这类捐赠者的器官还被认为是不可用的。但是新的抗病毒药物已经使这种疾病可以治愈。在约翰霍普金斯大学和宾夕法尼亚大学的工作基础上，蒙哥马利和他的同事们帮助率先从丙型肝炎阳性供体中移植器官;蒙哥马利接受的心脏就来自这样一位捐赠者。2019年，约翰·霍普金斯医学院的外科医生在美国进行了首例艾滋病毒感染者之间的肾脏移植手术，这种手术现在很少做，但越来越频繁。
尽管取得了这些成功，但多年来潜在器官接受者的数量已经超过了供给量。2022年，美国移植了超过42800个器官，创历史新高，比2021年增加了3.7%。随着对终末期器官疾病的医疗护理的改善，越来越多的人活得足够长，可以进入移植名单，从而产生了对更多器官的需求。
这种未满足的需求一直困扰着Martine Rothblatt，她有资源也有雄心为此做点什么。我第一次见到罗斯布拉特是在2013年的一次关于未来主义和超人类主义的会议上。罗斯布拉特是一名生物技术企业家和律师，创立了卫星广播公司SiriusXM。她在演讲中谈到了她的目标，即通过将人类意识上传到电脑上，实现数字永生。尽管有这些遥不可及的野心，Rothblatt几十年来资助了大量有根据的研究，她的联合治疗公司推动了最近异种移植的许多进展。
当她6岁的女儿被诊断出患有肺动脉高压时，Rothblatt开始对移植产生兴趣。肺动脉高压是一种肺部疾病，可以进展，有时是致命的。医生告诉Rothblatt唯一的治疗方法是肺移植，但是移植的机会很小，尤其是对一个孩子来说。罗斯布拉特成立了一个基金会——后来又成立了联合治疗公司——来开发治疗这种疾病的药物，正是这些药物让她的女儿活了下来。但对于许多患有这种疾病的人来说，肺移植仍然是唯一的选择，罗斯布拉特很清楚，根本没有足够的器官可供移植。罗斯布拉特说:“我的近期计划是，在我们的女儿珍妮丝需要移植之前，想出一些办法来拯救她。”“我的长期计划是提供无限量的移植手术。”
Rothblatt和联合治疗公司正在寻求几种方法来实现这一目标。该公司正在投资研发能够让肺在体外存活的系统，直到它们准备好进行移植。这些机器将氧气和营养物质泵入肺部，保持肺部温暖——这一过程被称为体外肺灌注。多年来，类似的系统一直用于肾脏和某些情况下的肝脏。联合治疗公司(United Therapeutics)旗下肺生物工程公司(Lung Bioengineering)的高级主管布兰迪·佐夫基(Brandi Zofkie)表示，只有20%的供体肺是可用的，因为这些器官很容易受到损伤或感染。肺生物工程公司使用一种名为XPS的设备，由美国食品和药物管理局批准，由XVIVO公司制造，用于灌注和监测供体肺。捐赠的肺被送到肺生物工程公司的设施，其工作人员与移植外科医生进行实时视频和音频通话，以评估一对肺是否合适。“我们(试图)排除他们可能拒绝移植器官的所有原因，”佐夫基说。她解释说，目标是在移植前通过治疗任何感染和稳定肺的功能来维持或改善肺的质量。
尽管取得了这些进步，但仍然没有足够的器官来满足所有需要的人。因此，蒙哥马利和其他科学家开始探索更丰富的器官来源，方法是在为此目的而培育的动物身上培育器官。
异种移植至少可以追溯到19世纪，当时医生使用青蛙的皮肤进行皮肤移植。其他的尝试则更为怪诞怪诞:20世纪20年代，法国的一名外科医生将黑猩猩的睾丸移植到老年人体内，试图让他们“返老回生”。更严重的尝试发生在20世纪60年代，当时一些勇敢的外科医生将黑猩猩和狒狒的肾脏、肝脏和心脏移植到人类身上。有些人在移植后不久就去世了;其他人存活了几个月，但最终经历了感染、排斥或其他致命的并发症。
在20世纪70年代和80年代，免疫抑制药物的进步使移植其他物种器官的前景更加可行。1984年，一名被称为“小费”的婴儿接受了狒狒心脏移植，并在免疫系统排斥该器官前存活了三周。这个手术引起了公众对缺乏可移植婴儿器官的关注，但它也强调了跨物种移植的免疫学挑战。在那之后，该领域经历了短暂的停顿，直到20世纪90年代初。蒙哥马利说:“在我们能够随着一些新技术的出现进一步发展之前，任何进一步的异种移植都被暂停了。”
20世纪90年代又进行了一些异种移植，但很明显，单靠更好的免疫抑制并不能解决这个问题。因此，科学家们开始修改触发免疫反应的基因。2000年，PPL治疗公司(现为Revivicor)创造了第一批克隆猪，并开始对它们进行基因工程改造，作为人类移植器官的来源。2011年，联合治疗公司收购了Revivicor。该公司选择猪，一方面是因为猪容易饲养，另一方面是因为它们的器官与人类相似，可以长到适合人类受体的大小。
此外，使用数量丰富且已经为人类培育的猪，被认为比使用非人类灵长类动物在道德上更可接受。Revivicor公司的科学家培育了一种猪，他们敲除或使α -半乳糖基因失活，这种基因会使动物产生一种糖，从而引发人类的免疫反应。2020年，FDA批准这些“GalSafe”猪用于医疗产品或食品。
两年后，马里兰大学医学院(University of Maryland School of Medicine)的外科医生将一颗Revivicor猪心脏移植到一位名叫大卫·贝内特(David Bennett, Sr.)的男子身上，成为头条新闻。贝内特患有致命的心脏病，没有资格接受人类心脏移植手术;根据FDA的扩展准入协议(有时被称为“同情使用”例外)，他获得了猪心脏，因为他的死亡迫在眉睫。
移植的心脏在衰竭前工作了近两个月。目前还不完全清楚心脏衰竭的原因;原因可能是一种未被发现的猪病毒，尽管马里兰大学研究小组在《柳叶刀》杂志上发表的一项分析表明，失控的炎症和免疫抑制减弱也可能起作用。“外科医生不希望失去病人，”本内特的外科医生巴特利·格里菲斯(Bartley Griffith)说。“但这是一个打破天花板的事件。”有些人认为班尼特病得太重，无法从移植手术中获益，但格里菲斯说，猪心脏是班尼特的最佳选择，而且手术提供了猪器官如何在人体中发挥作用的宝贵信息。他和他的同事们在2023年9月完成了第二次猪心脏移植手术，病人是劳伦斯·福赛特(Lawrence Faucette)，也是在同情使用途径下进行的。
2021年，蒙哥马利和他在纽约大学朗格尼分校的同事，以及阿拉巴马大学伯明翰分校的移植外科医生杰米·洛克和她的同事，在征得患者家属同意的情况下，分别将猪肾移植到脑死亡患者(即死者)体内。这些实验是为了证明猪的器官可以在人体中发挥作用而不会造成伤害。
在纽约大学的前两次手术中，肾脏被连接到接受者靠近腹股沟的大腿上，在那里更容易监测，然后连接到腿部的动脉和静脉。阿拉巴马大学的研究小组将其肾脏移植到死者的腹部。所有移植的肾脏都产生了尿液——这是肾脏功能健康的标志。几天后，研究小组结束了实验，但在那段时间里，器官没有立即出现排斥迹象。2022年6月和7月，由心脏外科医生纳达尔·莫扎米(Nadar Moazami)领导的纽约大学研究小组将两颗转基因猪心脏移植到已故的接受者体内。在为期三天的实验中，移植的心脏功能良好。
阿拉巴马大学综合移植研究所所长洛克说，她参与异种移植是为了帮助将基础科学家的工作转化为延长生命的治疗方法。她说:“每周我都会看到大量的病人，我们最终把他们排在了等待名单上。”“我知道，由于器官短缺，许多人在有机会接受移植之前就会死亡。我认为异种器官移植有可能给更多人带来希望。”
2023年7月，纽约大学邀请我观察第三例猪肾移植到人类死者身上的手术。我在医院的屋顶上看着肾脏被直升机运送到纽约东河上空。一个小团队拿着一个装着冰冻器官的纸板箱，用轮椅推着它穿过医院的走廊。我跟着团队一直走到手术楼层——我不能进入手术室，因为有接触猪病毒的风险。猪可以携带猪巨细胞病毒等病毒，这种病毒就是在贝内特身上检测到的，贝内特于2022年接受了猪心脏移植。纽约大学已经开发出一种对这类病毒更敏感的检测方法，但作为预防措施，外科医生和观察员也要定期接受血液检测。
我通过医院“控制室”的视频观看了移植过程，控制室里挤满了医生和研究人员，他们给小瓶打上了标签，这些小瓶随后将含有肾脏和死者的尿液、血液和组织，以供后续分析。
蒙哥马利和他的同事们将猪肾脏的血管和输尿管连接到死者的肾脏上，我们焦急地等待着。猪的胸腺——免疫细胞的来源——也被移植，以帮助降低免疫排斥的风险。当医生移除新器官血管上的钳子时，肾脏开始排尿。移植成功了。
手术后，蒙哥马利和他的同事们在死者的床边做了一个简报。我花了一点时间私下对死者家属的慷慨表示感谢，他们在经历了巨大的个人悲剧之后，选择捐献他们所爱的人的遗体，让未来的人有更好的生活机会。这名男子姓莫，死于脑瘤并发症。他的妹妹玛丽·米勒-达菲(Mary Miller-Duffy)说，她之所以决定捐献他的遗体，是因为她觉得他会想帮助别人。肾病夺去了她的另一个弟弟的生命，当时他只有三个月大。她告诉我，在做出捐赠莫的遗体的决定时，她很纠结，但纽约大学医生的同情心帮助她轻松了下来。“如果让我再来一次，我不会改变任何东西，”她说。
与以往的异种移植不同，以前的异种移植只会持续几天，这次移植计划持续一个月，只要身体和器官都能正常工作，没有出现不可逆转的器官排斥现象。手术进行得比预期的好。8月底，实验又延长了一个月。肾脏表现出轻微的排斥反应，但在实验结束前，这种反应被逆转了。今年8月，洛克和她在阿拉巴马州的团队报告了另一例异种肾脏移植手术。在实验停止之前，这个器官被保存了一个星期。
尽管像这样的实验提供了有用的数据，但要证明这种移植是安全有效的，还需要在活体患者中进行临床试验。FDA已经发出信号，一旦有足够的临床前数据，就可以开始异种移植的I期临床试验。来自马里兰大学、纽约大学朗格尼分校和阿拉巴马大学的研究小组希望成为第一批完成这些实验的人。黑斯廷斯中心(Hastings Center)研究异种移植伦理的高级研究学者卡伦·马什克(Karen Maschke)说，在活人身上进行试验的前景引发了一些问题，比如谁可以参与试验，以及如何传达这些风险。她说:“应该制定什么样的资格标准?”“因为不是每个人都能参加第一次审判。”
只有极少数人会参加第一次现场测试。Maschke说，领导试验的研究人员将不得不决定是招募移植等待名单上的人，还是招募没有资格进行人体器官移植的人，因此没有其他选择。由于后勤方面的原因，参与者也可能是住在移植中心附近的人。
尽管人类的福利是最大的担忧，异种移植也带来了饲养动物获取器官的伦理问题。动物福利组织质疑，杀死一只动物来拯救一个人的生命是否道德。异种移植的支持者反驳说，用来喂养人类的动物数量远远超过用于移植的动物数量。Maschke指出，后者可能会受到FDA的严格监管，因为它们的器官会被视为药物。最大的障碍可能是存在性的——将猪器官移植到人体内的想法可能会让一些人感到不安。然而，历史表明，曾经被认为不自然的医疗程序可以变成常规。例如，猪心脏瓣膜和牛心脏组织现在被广泛用于医学。
生产更多器官的宏伟计划正在进行中。蒙哥马利和其他研究人员正在研究如何提取动物器官，剥去它们的细胞，然后植入来自人类受体的干细胞，这样人体就不会排斥移植。蒙哥马利说，纽约大学的研究小组计划在不久的将来把这种“去细胞化”的器官移植到一个最近去世的人身上。联合治疗公司正致力于用细胞和组织制造3d打印器官，这种器官可以为任何人定制。还有一些研究正在改变死亡本身的定义:耶鲁大学的研究人员开发了一种灌注系统，可以在猪死后让脑细胞和身体“活着”几个小时。有一天，这个系统可能能够保存人体器官用于移植，甚至使濒临死亡的人复活。
然而，即使科学家们扩大了移植科学的界限，目前的系统仍有巨大的改进空间。外科医生经常放弃好的器官，因为他们缺乏工作人员和其他资源来使用它们。自20世纪70年代以来，器官共享联合网络(UNOS)一直是美国唯一负责匹配器官捐赠者和接受者的实体。它与卫生与公众服务部(Department of Health and Human Services)签约的几十个非营利组织合作，将捐赠者的器官运送到医院。但是这个系统的缺陷，比如缺乏问责制和过时的软件，限制了它的有效性。今年3月，拜登政府宣布了使器官移植系统更具竞争力的现代化计划。7月，美国国会通过立法，打破了UNOS的垄断地位。
我妈妈在2021年秋天上了移植名单。那一年的12月15日，她接到了“电话”:有一对肺可能与她匹配，请她尽快到医院登记做移植手术。进入移植名单是一个艰难的过程，花了将近一年的时间。这涉及到大量的测试，有很多可能不合格的地方，与此同时，我妈妈的健康状况继续恶化。在她列好名单并花了几个月的时间后，我们在医院里忍受了痛苦的一天，等待外科医生确定肺的质量是否合适。(往往不是这样，病人就被送回家了。)肺部状况良好，妈妈被推进了手术室。七个小时后，她被推了出来，有了新的生存机会。
我妈妈用她的新肺已经一年半了。康复并不容易——她经历了胸腔的剧烈疼痛，她的外科医生不得不切开胸腔放入器官，她还短暂地害怕过淋巴瘤。移植的恢复过程给我和我的兄弟姐妹带来了沉重的情感损失，我们花了近两个月的时间照顾她。但她后来恢复得很好。
凭借着她的健康和时间，她现在搬回了夏威夷，她在那里住了很多年才接受移植手术。她回国后做的第一件事就是和她的旧独木舟俱乐部一起在夏威夷的支腿独木舟上划桨，以及多年来第一次不带氧气罐在太平洋上游泳。我非常感谢她的捐赠者和他们的家人，感谢为她做手术并在手术后照顾她的专业医疗团队，感谢在此之前几代人取得的医学进步。多亏了他们，我妈妈还在。
