在器官捐献中，时间几乎决定一切。器官从捐献者体内取出后，便会开始逐渐受损。医生通常只有几个小时，必须尽快将它移植到受者体内。拖得越久，器官失去活性的风险就越高，最终可能无法使用。目前，大多数捐献器官会被保存在约 4℃ 的冰上运输。它们不能直接冷冻，因为此前的尝试中，器官内部会形成冰晶，进而造成严重损伤。
得克萨斯农工大学的马修·鲍威尔·帕姆（Matthew Powell Palm）和同事提出了另一种方案：他们开发了一台设备，可以把器官冷却到零下 4℃，同时避免结冰。在一项最新的猪器官实验中，研究团队发现，至少对于肾脏而言，这套设备可以将其过冷保存数天。复温之后，这些肾脏能够成功移植回动物体内，而且恢复情况似乎优于传统冰上保存的器官。
总部位于得克萨斯州的器官获取组织 LifeGift 总裁兼首席执行官凯文·迈尔（Kevin Myer）评价称，这项工作是一项里程碑式的成果。
鲍威尔·帕姆希望，这项技术最终能帮助缓解器官短缺问题。目前，仅美国就有超过 10.4 万人在等待肾脏移植。据估计，美国每天约有 17 人在等待器官移植的过程中死亡。问题不只是捐献肾脏数量不足。即使已有器官可供移植，其中相当一部分也没能真正到达受者体内。有些年份，大约三分之一的捐献肾脏最终会被丢弃，原因往往是运输和匹配耗时过长，器官在抵达受者之前已经受损，无法继续使用。
肾脏通常可以在冰上保存约 24 小时，也可以放入模拟人体环境的设备中维持运转，但保存时间一般同样不超过 24 小时。迈尔表示，这段时间并不总是足够医生找到合适的受者，并将器官运送到位。
全球许多研究团队都在尝试通过进一步降低温度，延长器官的保存时间。器官温度越低，新陈代谢速度就越慢，理论上能够保存的时间也就越长。目前，卵子、精子和胚胎已经可以通过低温技术长期保存，但大型器官的冷冻要困难得多。研究人员尝试过不同温度和多种冷冻保护剂——这类化学物质的作用类似防冻液——但迄今为止，还没有人能够成功冷冻可供移植的人体器官。
作为一名热力学研究者，鲍威尔·帕姆选择了另一条路线。从理论上说，只要将器官浸没在液体中，并维持稳定压力，就有可能在略低于 0℃ 的环境中阻止冰晶形成，而且不需要加入冷冻保护剂。后者可能带来副作用，若用于人体移植，也需要经过额外的监管审批。
为了验证这一设想，鲍威尔·帕姆和同事开发了一套相应设备。它本质上是一个带透明盖的密封舱。舱体底部装有监测装置，用于持续测量器官温度，并检测是否出现结冰。器官则被浸泡在一种临床上已经广泛用于移植保存的溶液中。鲍威尔·帕姆说，“我通常会把它形容为‘低技术，高科学’。我们花了大量时间研究这个系统背后的动力学机制，但真正做成设备之后，其实相当简单。”
为了测试这套设备，鲍威尔·帕姆和同事首先从猪体内取出一侧肾脏。研究人员使用临床常见的保存液冲洗肾脏，清除其中的血液，操作方式与人体器官移植基本一致。随后，一部分肾脏被放在冰上保存 2 小时或 24 小时，用来模拟目前人体移植中的标准条件；另一部分肾脏则被放入新设备中，分别过冷保存 24 小时、48 小时和 72 小时。
保存结束后，每枚肾脏都会被重新移植回原来的供体猪体内。手术过程中，研究人员同时切除了猪的另一侧肾脏，使每只动物最终只能依靠这枚经过保存并重新植入的肾脏存活。经过 24 小时过冷保存的肾脏在移植后立刻开始产生尿液，这是判断肾脏是否恢复功能的重要指标。研究人员还检测了其他肾功能指标，结果显示，这些肾脏在移植后大约 10 天内便恢复至接近正常水平。
相比之下，它们的恢复速度比仅在冰上保存 2 小时的肾脏更慢，但明显快于冰上保存 24 小时的肾脏。鲍威尔·帕姆表示，过冷保存 48 小时和 72 小时的肾脏，整体表现也十分接近。“即使保存了三天（相当于当前临床标准的三倍）的肾脏，它们的恢复速度，依然快于过去 30 年的传统标准。”他说，“所以我们真的非常兴奋。”
美国麻省总医院布里格姆儿童医院的移植外科医生海蒂·叶（Heidi Yeh）也认为，这一结果令人印象深刻。“在其他研究中，保存 48 小时的肾脏往往需要一到两周才会重新开始工作。”她说。
而这些经过过冷保存的器官，长期表现同样良好。在 30 天的观察期内，实验猪的体重增长了约 30%。移植后的肾脏也随之生长，体积几乎扩大了一倍，去适应猪本身的生长，以及猪体内只剩一枚肾脏的情况。
研究团队还对其中一只实验猪进行了长达 200 天的追踪。鲍威尔-帕姆表示，即使到了这一阶段，器官看起来依然健康。他和同事已于上个月在波士顿举行的美国移植大会上公布了这项研究结果。
今年早些时候，加拿大的一支研究团队也曾将猪肾降至零下保存，并成功移植回猪体内。不过，他们使用了冷冻保护剂，肾脏最长保存了 48 小时，移植后的观察期则只有一周。鲍威尔·帕姆团队在此基础上又向前推进了一步：他们在不使用冷冻保护剂的情况下，将猪肾的保存时间延长至 72 小时，并证实这些肾脏在移植后至少 30 天内仍能维持正常功能。
“这是历史上第一次有人报告这样的结果。”鲍威尔·帕姆说。而迈尔认为，多出来的几十个小时，可能彻底改变器官移植的运作方式。更长的保存时间意味着医生可以更充分地评估肾脏质量，为器官寻找最合适的受者，并有更多时间完成运输。它甚至可能让跨国器官捐献成为现实，同时也能使用成本更低的运输方式。
“目前，肾脏移植通常默认的时间上限是 18 到 24 小时。”迈尔说，“如果能延长到 72 小时，那将改变一切。”
鲍威尔·帕姆和同事认为，保存时间或许还能进一步延长。在初步实验中，一些保存了 120 小时的器官看起来依然健康。不过，这些器官尚未进行移植测试。
由于整个过程不需要使用任何冷冻保护剂，研究团队希望能够获得美国食品药品监督管理局的加速审批，从而尽快在人类器官移植中测试这套设备。这套保存装置结构简单、体积紧凑，鲍威尔·帕姆认为，它在运输方面也具有明显优势目前，设备尚未在航空运输环境中测试，但研究团队已经用一辆起亚索兰托，将过冷保存的肾脏横跨美国运送。“从稳定性角度看，我们甚至认为，这种路面运输比航空运输的要求更高。”
此外，鲍威尔·帕姆还表示，他和同事塞巴斯蒂安·吉瓦（Sebastian Giwa）计划在未来几个月内成立一家公司，专门开发这项技术，以及其他能够延缓器官和组织衰变的保存方案。
https://www.technologyreview.com/2026/07/23/1140765/supercooled-kidneys-have-been-transplanted-into-pigs-in-a-landmark-achievement/
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