摘要
手移植在其他臟器器官移植數十年之後,成為臨床上可行的手術。雖然肢體喪失並不足以危及生命,但可能導致嚴重的生活功能障礙以及巨大的心理負擔。關於手移植病人的篩選及免疫抑制藥物的組合,我們回顧了相關的資料。潛在的免疫抑制劑和移植照護遵醫囑性高;對於術後可獲得的功能、手完整性的期待與現實相符合;教育程度和接受訊息的能力高;非潛在性術後精神異常病人;長期復健無法正常工作,而仍可經濟無虞均為手移植術後成功的要素。現行手移植的免疫抑制療法,以 tacrolimus 為基礎、合併 mycophenolate mofetil 和皮質類固醇,為全身性或局部使用的藥物組合。提高病人的生活品質,並減少免疫抑制劑長期使用的併發症,為手移植未來努力之方向。
關鍵字: 手移植、異體複合組織移植、免疫抑制劑
壹、前言
手移植是一種複合組織形式的同種異體移植 (composite tissue allotransplantation;CTA)1。CTA 的定義為將一個人血管化或非血管化的組織,包括皮膚、脂肪、肌肉、神經、淋巴結、硬骨、軟骨、韌帶和骨髓,攜帶著多樣化的抗原,移植到另一個人身上。為病人遭受到複雜性外傷後,發生無法以其他方式處理的結構性、功能性和美學上的缺陷,提供一個治療的選項。隨著免疫學和手術技術的進步,CTA 持續不斷發展2,3。
貳、異體複合組織移植發展史
CTA 的執行開始於第二次世界大戰期間,當時嚴重燒傷病人本身沒有足夠健康的皮膚可自體移植至燒傷的缺陷部位。曾任北卡羅來納大學整形外科主任 Peacock,進行了重要的同種異體移植基礎科學研究,創造複合組織同種異體移植的專業術語,並於1957年進行第一次人類複合屈肌腱同種異體移植4。
第一個手移植於1964年在厄瓜多爾,Gilbert 為雙側上肢截肢者施行單側手移植手術。術後的免疫抑制劑為 azathioprine 和 prednisolone。不幸的是,病人發生嚴重急性排斥,並於移植3週後截肢。這次臨床的失敗顯示,皮膚具有非常高的免疫抗原性,不適合同種異體移植。之後,手移植的重點轉向有效的免疫抑制療法發展,藉以改善移植成效5。
幾十年後 (1996年) Benhaim 團隊發表,使用 cyclosporine 和 mycophenolate mofetil 組合的免疫抑制療法,成功地控制住大鼠 CTA 術後排斥的發生6。第一個成功的手移植病人為48歲男性,中前臂曾於1984年被圓鋸截斷,當時立刻緊急接回。5年後因肢體無法發揮功能而截肢。在1998年由 Dubernard 等人,於法國里昂再一次手術,執行異體複合組織移植。捐贈者是一位41歲腦死的心臟捐贈者。手術的技術面是成功的,但因病人未確實遵行術後免疫抑制療法和復健方案,所移植的手臂於2001年截肢7。
緊跟著於1999年,Breidenbach 等人學習 Dubernard 的方法,在路易斯維爾大學為一位在火災中,失去主要前臂的37歲男性病人完成手移植。他是為目前 CTA 領域中,移植手臂存活時間最長的成功個案。可執行的功能包括冷熱感、觸感、寫字、綁鞋帶、打電話、開門、抓球、丟球,並且沒有嚴重免疫抑制劑相關的併發症8。
國際手及複合組織異體移植學會 (International Hand and Composite Tissue Allotransplantation Society; IRHCTT) 最近一次於 2015年於菲律賓第十二屆年會後,約翰斯霍金斯大學醫學院整型重建外科 Shores 等人,整理了自1998以來的登錄病例,共移植了107個手或上肢於72個病人身上9。
參、手移植術前評估
年輕人的截肢通常是續發於先天性異常、創傷或感染,而年長的截肢病人較可能起因於藥物毒性或周邊血管疾病2。手移植是一種選擇性而非救命的手術,遴選適合的病人和術前加強衛教,有助於後續臨床成功的最大化。
一、手移植的醫學倫理問題
儘管顯微外科技術和移植手術的不斷改進,CTA 於臟器器官移植上,相較於肝疑植和腎移植較晚開拓的領域。2016年,Gruber 提出針對手移植,須考量的醫學及倫理問題如下:要做雙側或單側截肢的移植;所獲得的效益是否夠大到足以抵消掉使用免疫抑制劑的風險;這只是一隻手,而不是一個實體“救命”的器官;與義肢相比,能得到多大的好處;透過客觀的旁觀者或評估者的分析,是否真的會獲得好處。最後,須考量渴望成為正常人而改善身體外表形象、提升身體的完整感、自主意識的增強,達到與親人及人際關係的預期可改善的目標10。
二、手移植病人的篩選流程
由於手移植是一個選擇性的手術,特別強調選擇適當的病人和執行術前教育,其次為醫學界提供最佳的專業訊息,以提高成功率。手移植並沒有非常明確的適應症。廣泛可接受的手移植適應症為雙側或主要使用的手截肢、遠端至中前臂截肢和尖銳截肢。由於對目標肌肉群需要重建較少的神經再生距離,首選為遠端截肢。
整體評估包括醫療、心理和社會層面,評估潛在的手移植候選者,與篩選臟器器官受贈者的過程類似。幾項研究顯示,心理和社會評量為臟器器官移植中,遵循術後用藥方案的重要預測因素。術前用藥不依從、缺乏社會支持、較低的教育程度和責任心,都是一年內不遵從免疫抑制療法的預測指標。不穩定的家庭關係,是手移植後6至12個月截肢的預測指標。適當的選擇受贈者,對於手移植比其他臟器器官移植更為重要。因為,除了免疫抑制療法的長期治療之外,必須有一定的收入,以維持嚴格的手部長期復健方案,依個人差異至少每天需花費3至6小時、每週5天、延續一段時間。
如果病人符合納入標準,在與移植團隊進行面對面訪視之前,須提供相關必要訊息,如性別、慣用左右手的習慣、截肢類型和程度、受傷日期、完整的醫療和手術史、肢體照片、康復情形和義肢病史。在初次訪視期間,討論之前的手術、相關的病史、移植的風險和益處,以及病人的期望。訪視完成後,各方均表示有興趣進行可能的移植,經人體試驗委員會批准,才能進一步評估。待評估完成後,移植委員會會對移植名單的資格作出最終決定3。
肆、手移植免疫抑制劑的組合
為何長久以來含皮膚的複合組織無法成功移植?1971年 Murray 的研究指出,皮膚的抗原性是所有測試組織中最強。可能與表皮中的皮膚特異性抗原有關,內含大量的抗原表現細胞,會快速參與同種異體抗原的直接傳遞。皮膚是身體最大的器官,與外部環境間的第一個接觸點,使得皮膚和周圍組織間,產生專一而有效的免疫機制11。
手移植初期最重要的目標,盡可能地增強免疫抑制療法,以預防皮膚排斥反應;同時,由於手外科醫生不願意讓截肢病人暴露於相對較高風險的免疫抑制劑,盡可能地減少副作用發生。透過全面多種藥物或方法的應用,從阻斷淋巴細胞的形成、刺激、增殖和分化,以干擾各個部位的免疫反應。同樣於在臟器器官移植中,免疫抑制藥物以兩種、三種或連續多種變化組合使用。合併不同機轉的免疫抑制劑,可提高抑制皮膚排斥反應的成效及降低相關的副作用,已成為 CTA 一般的免疫療法。這些藥物在移植器官或組織後立即使用 (誘導療法),須固定且終生 (維持療法) 或用以處理排斥事件發作 (治療或救援療法)12。
一、誘導療法 (Induction Therapy)
誘導療法的目標是在移植後,快速地呈現深度的免疫抑制效果,以減少立即排斥 (移植後7至14天內) 和早期急性排斥 (移植後3至6個月內) 的發生。整體而言,誘導療法降低了首次排斥反應的嚴重程度,延緩首次排斥反應的時間,同時允許移植後立即達到維持療法的免疫抑制目標。臨床上,用於臟器器官移植誘導治療的主要藥物是:多株抗體之抗胸腺細胞免疫球蛋白 (Antithymocyte globulin;ATG);抗 interleukin-2 的單株抗體 (Daclizumab 和 Basiliximab)13。除了這些藥物外,還有在實驗階段的透過微嵌合體動物模型中誘導耐受度,但對人類的有效性仍有爭議。
二、維持療法 (Maintenance therapy)
維持療法的目標是降低免疫系統識別和排斥外來器官或組織的能力,同時限制使用藥物引發的毒性。 隨著病人手移植後免疫系統逐漸適應移植物,排斥風險降低,隨時調整並量身定制須終生使用的免疫抑制方案。用於 CTA 的免疫抑制療法並沒有標準的組合,主要為 Calcineurin 抑制劑的 tacrolimus、抗代謝藥物 mycophenolatemofetil 或 mycophenolate sodium 和皮質類固醇的三合一療法。2011年文獻中指出,在大多數的手移植中心,tacrolimus 的血中濃度範圍,移植後一到三個月內控制於10-15 ng/mL,之後可降至5-10 ng/mL。而術後 prednisolone 可快速調降至20 mg/d,6個月後可調整到15 mg/d12。
三、 治療或救援療法 (Treatment or rescue therapy)
皮質類固醇是急性或慢性排斥發作的第一線治療藥物。然而,當它們失敗時,可以使用誘導期的免疫抗體製劑為基礎的療法,如抗胸腺細胞免疫球蛋白等。高劑量的 tacrolimus 和 sirolimus 也曾報導能有效地治療排斥反應。另外,也有成功使用局部皮質類固醇和 tacrolimus 外用藥膏的文獻報告12。
伍、手移植免疫療法的風險
免疫抑制相關的風險可能是進行常規手移植的最大障礙。 目前用於手移植的免疫抑制藥物相關的風險眾所周知,也還沒有評估免疫抑制總體狀態的客觀方法。免疫抑制不足 (排斥反應) 和過度的免疫抑制 (感染和惡性腫瘤) 的臨床表現,僅提供了免疫系統抑制程度的一般指標。
對於手移植而言,慢性排斥反應發生的機率相對其他臟器器官移植來得低,可能歸因於三個主要因素:(1)後續追蹤時間相對較短;(2)CTA 似乎不會受到免疫抑制藥物對所移植臟器器官的影響,如 tacrolimus 對腎移植病人的腎臟毒性;(3)皮膚的排斥過敏反應為眼睛可見的,配合組織切片分析,以期早期發現,及早治療以便能快速逆轉急性排斥反應。
依據 IRHCTT 於2010年的資料顯示,49例手移植、33位病人發生手移植相關的併發症,包括急性排斥及截肢等。而全身性的併發症和免疫抑制療法相關:主要為伺機性感染及代謝性併發症。前者主要為巨細胞病毒和細菌感染,後者則發生高血壓、高血糖、肌酐值增加和末期腎病等。文獻中統計,大於百分之七十五的病人生活品質獲得改善,而且大多數人都可回到職場一直工作。感覺神經及運動協調恢復的速度與截肢的程度相關14。
本院於2017年3月6日成功完成國內第一例雙側手移植案例。45歲男性,於2015年9月12日因不明原因感染導致嚴重敗血症。使用升壓劑後,發現四肢發疳,於兩個月後進行四肢截肢。出院後,在義肢的輔助下,定期接受復健。由整型外科轉介精神科評估後,接受了雙側手移植手術。免疫抑制療法採用(1) 誘導療法:抗胸腺細胞免疫球蛋白 (2) 維持療法:口服或外用 tacrolimus 製劑、mycophenolate mofetil、口服或外用的皮質類固醇 (3) 治療療法:同維持療法的藥物,依臨床排斥情形做劑量調整。其中,tacrolimus 的血中濃度範圍控制如前文所述。術後一年,排斥情形控制良好,且無免疫抑制療法相關的副作用發生。在持續的回診醫療照護及復健下,已逐漸進步可以做套杯子等簡單的動作。
陸、結論
鑑於手移植是一個選擇性的手術,特別強調挑選適當的病人和執行術前教育,其次為醫藥界持續導入最先進的移植專業,以促進該領域的發展。透過與病人及其家人術前進行社會心理篩檢,術後定期復健及追蹤病人遵醫囑性,以提高手移植的成功率。儘管皮膚具有相當大的抗原性,由於免疫抑制劑的進步,手移植與其他臟器器官移植同樣於臨床是充分可行的。如何在降低整體術後免疫抑制劑所導致併發症的前提下,提高病人移植後生活品質,是手移植當前最關鍵的課題。
A Brief Review and Immunologic Considerations of Hand Transplantation
Li-Huei Chiang1, Tzu-Cheng Tsai1,2
Department of Pharmacy, Chang-Gung Memorial Hospital, Linkou1
Department of Long Term Care, Hsin Sheng College of Medical Care and Management2
Abstract
Hand transplantation has become a clinically feasible surgery even several decades after other solid organ transplantation. Although loss of limbs is not enough to endanger life, it can cause serious life dysfunction and enhance psychological burden. Regarding the selection of hand transplant recipients and the combination of immunosuppressive drugs, we reviewed the relevant information. The major elements of successful hand transplantation are described below: potential adherence to immunosuppressive agents and transplant care; expectations of post-operatively available features and aesthetics consistent with reality; capability to follow the instruction; non-potential psychiatric disorders after hand transplantation; no need to worry about the economy sources. Current immunosuppressive strategies used in hand transplantation are systemic or topical tacrolimus-based regimen combined with mycophenolate mofetil and corticosteroids. Improving the quality of life and minimizing the long-term complications of immunosuppression are the major task of hand transplantation.
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