移植可能な臓器および組織

心臓移植は、末期心不全または重度の冠動脈疾患の患者に対して行われます。最も一般的な方法は、最近亡くなった臓器提供者から機能する心臓を取り出し（同種移植）、患者に移植することです。患者自身の心臓は摘出される場合（同所性移植）もあれば、まれに提供された心臓を支えるために残される場合もあります（異所性移植）。また、別の動物種から心臓を取り出し（異種移植）、人工心臓を移植することも可能ですが、これら2つの手術の成功率は、はるかに一般的に行われている同種移植に比べて低いことがわかっています。

肺移植には一定のリスクが伴うものの、末期肺疾患患者の平均余命を延ばし、生活の質を向上させる効果もある。

手術の具体的な手順は移植の種類によって異なりますが、これらの手順すべてに共通する多くのステップがあります。移植外科医は、レシピエントの手術に先立ち、ドナーの肺に損傷や疾患の兆候がないか検査します。肺が承認された場合、レシピエントはIVラインとパルスオキシメトリーを含むさまざまなモニタリング機器に接続されます。患者には全身麻酔が施され、機械が呼吸を補助します。^{[ 1 ]}

患者の術前準備には約1時間かかります。片肺移植は約4～8時間、両肺移植は約6～12時間かかります。過去に胸部手術を受けたことがあると、手術が複雑になり、さらに時間がかかる場合があります。^{[ 1 ]}

心肺移植とは、心臓と肺の両方を一度の​​手術で置き換える手術です。適切なドナーが不足しているため、この手術は稀であり、米国では年間約100件しか行われていません。

患者は麻酔をかけられます。提供臓器が到着すると、適合性が確認されます。損傷の兆候が見られる臓器は廃棄され、手術は中止されます。提供臓器が適合しない場合にレシピエントの臓器を摘出することを避けるため、たとえ時間がかかっても、提供臓器が到着して適合と判断されるまで患者の手術は行わないのが標準的な手順です。

適切な臓器提供者が見つかったら、外科医は胸骨の上部から下部まで切開し、骨まで達する深さまで切開します。皮膚の縁を引っ張って胸骨を露出させます。骨鋸を使って胸骨を中央から切断します。切開部に肋骨開創器を挿入し、肋骨を広げて患者の心臓と肺にアクセスできるようにします。

患者は人工心肺装置に接続され、血液の循環と酸素化が行われます。外科医は機能不全に陥った心臓と肺を摘出します。特にドナー心臓が元の臓器と大きさが異なる場合、ほとんどの外科医は切除のためのスペースを確保するため、できるだけ心臓に近い位置で血管を切断するように努めます。

ドナーの心臓と肺は所定の位置に縫合されます。ドナー臓器が体温まで温まると、肺が膨らみ始めます。心臓は最初は細動を起こすことがありますが、これは心筋線維が同期して収縮していないために起こります。体内に埋め込まれた電極を用いて心臓に微弱な電気刺激を与えることで、正常なリズムを取り戻すことができます。

提供された臓器が正常に機能するようになったら、人工心肺装置を取り外し、胸部を閉じます。

腎移植とは、末期腎不全の患者に腎臓を移植する手術のことです。腎移植は、移植を受ける臓器の提供元によって、通常、死体ドナー移植（旧称：死体ドナー移植）または生体ドナー移植に分類されます。生体ドナー腎移植は、ドナーとレシピエントの間に生物学的な血縁関係があるかどうかによって、遺伝的に関連のある移植（生体関連移植）または血縁関係のない移植（生体非血縁移植）にさらに分類されます。

肝移植とは、病んだ肝臓を健康な肝臓移植片に置き換える手術です。最も一般的に用いられる方法は同所性移植で、これは元の肝臓を摘出し、ドナーの肝臓を元の肝臓と同じ解剖学的位置に移植する方法です。現在、肝移植は末期肝疾患や急性肝不全に対する治療選択肢として広く受け入れられています。

膵臓移植とは、健康な膵臓（インスリンを産生できるもの）を糖尿病患者に移植する手術です。膵臓は消化過程に必要な機能を果たすため、移植を受ける患者自身の膵臓はそのまま残され、移植された膵臓は別の場所に取り付けられます。移植された膵臓が拒絶反応を起こした場合、移植を受ける患者は自身の膵臓が残っていないと生存できません。移植される健康な膵臓は、亡くなったばかりのドナーから提供される場合もあれば、生体ドナーから部分的な膵臓が提供される場合もあります。^{[ 2 ]}膵臓は消化に必要な臓器であるため、生体ドナーからの膵臓全体の移植は不可能です。現在、膵臓移植は通常、重篤な合併症を伴うインスリン依存性糖尿病患者に対して行われています。

現在、移植を受けた患者の約半数は小児である。^{[ 3 ]}成人における最も一般的な適応症は虚血（22%）、クローン病（13%）、外傷（12%）、デスモイド腫瘍（10%）であり、小児では腹壁破裂（21%）、腸捻転（18%）、壊死性腸炎（12%）である。移植経験の豊富な施設では、移植片および患者の生存率が高い。ここ数年で、経験豊富な施設における1年後の移植片および患者の生存率は、それぞれ60%～70%および65%～80%に達している。^{[ 4 ]}

角膜移植とは、損傷または疾患のある角膜を、最近亡くなった方から提供された角膜組織に置き換える外科手術です。提供された角膜組織は、移植後の組織の生存に影響を与える可能性のある既知の疾患がない方から採取されます。角膜は、虹彩と瞳孔の前にある目の透明な部分です。この手術は、眼科専門医によって行われ、多くの場合、外来で行われます（患者は手術後すぐに帰宅できます）。

皮膚移植は、以下のような治療によく用いられます。

• 広範囲にわたる負傷または外傷
• バーンズ
• 広範囲の皮膚欠損を伴う過去の感染部位
• 治癒のために皮膚移植が必要となる可能性のある特定の外科手術

皮膚移植は、重度の外傷で体の皮膚の一部が損傷した場合によく用いられます。損傷した皮膚を外科的に切除（デブリードマン）した後、皮膚移植が行われます。皮膚移植には2つの目的があります。1つは必要な治療期間（および入院期間）を短縮できること、もう1つは皮膚移植を受けた部位の機能と外観を改善できることです。

輸血とは、血液または血液製剤をある人から別の人の循環器系に移す処置のことです。輸血は、外傷による大量出血など、場合によっては命を救うことができます。また、手術中に失われた血液を補充するためにも用いられます。輸血は、血液疾患によって引き起こされる重度の貧血や血小板減少症の治療にも用いられます。血友病や鎌状赤血球症の患者は、頻繁な輸血が必要となる場合があります。初期の輸血では全血が用いられていましたが、現代の医療では血液成分のみが使用されます。

造血幹細胞移植（HSCT）とは、骨髄（すなわち骨髄移植）または血液から採取した血液幹細胞を移植することです。幹細胞移植は、血液学および腫瘍学の分野における医療処置であり、血液疾患、骨髄疾患、または特定の種類のがんを患う人々に対して最も頻繁に行われます。

幹細胞移植は、1950年代から1970年代にかけてフレッド・ハッチンソンがん研究センターのE・ドナル・トーマス率いるチームによって骨髄由来幹細胞を用いて開拓され、トーマスの研究は後にノーベル生理学・医学賞を受賞しました。トーマスの研究は、静脈内投与された骨髄細胞が骨髄を再生し、新しい血液細胞を産生できることを示しました。また、彼の研究は、移植片対宿主病と呼ばれる生命を脅かす合併症を発症する可能性を低減しました。^{[ 5 ]}

ヒトの骨髄移植を初めて成功させた医師は、ロバート・A・グッドであった。

幹細胞成長因子GM-CSFおよびG-CSFが利用可能になったことで、現在ではほとんどの造血幹細胞移植手術は骨髄ではなく末梢血から採取した幹細胞を使用して行われています。末梢血幹細胞を採取すると^{[ 6 ]} 、より大きな移植片が得られ、移植片を採取するためにドナーに全身麻酔を施す必要がなく、生着までの時間が短縮され、長期的な再発率が低くなる可能性があります。

造血幹細胞移植は依然として多くの合併症の可能性がある危険な処置であり、従来は生命を脅かす疾患の患者に限定されていました。重度の障害を引き起こす自己免疫疾患や心血管疾患などの非悪性および非血液学的適応症で実験的に使用されることもありますが、致命的な合併症のリスクが高すぎるため、広く受け入れられるには至っていません。^{[ 7 ] [ 8 ]}

陰茎は、ヒトのドナーからの同種移植片である場合もあれば、人工的に培養される場合もあるが、後者はヒトでの試験は行われていない。

子宮移植とは、壊死した子宮を置き換える手術です。この手術には大きな可能性が秘められていますが、依然として稀な手術です。ペン・メディシンによると、2025年現在、「約100件の移植手術が行われ、約70人の生児が誕生している。20以上の異なる施設で少なくとも1件の子宮移植手術が行われている」とのことです。^{[ 9 ]}

胸腺移植は、胸腺の欠損または低形成を引き起こし、結果として免疫系のT細胞介在性反応に問題が生じるディジョージ症候群の乳児の治療に使用できます。これは、完全に胸腺がない完全ディジョージ異常の人にのみ使用されます。このサブグループは、ディジョージ症候群患者の1%未満を占めます。^{[ 10 ]}

2023年にスイスのEnte Ospedaliero Cantonaleで、Stefano Cafarotti教授（Torre、Patella、Demertzisと共同）により、胸腺癌の治療の可能性を広げる肺動脈移植（同種移植）が初めて報告された。^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

生体弁とは、豚などの動物の弁を、人間の心臓への移植に適した形にするために、いくつかの化学的処理を施したものです。豚の心臓は人間の心臓に最もよく似ているため、置換手術において解剖学的に最も適合します。豚の弁の移植は異種移植、または異種移植の一種であり、ある種（この場合は豚）から別の種への移植を意味します。異種移植には、人体が異物を拒絶する傾向があるなど、いくつかのリスクが伴います。薬物療法によってこの拒絶反応を遅らせることはできますが、必ずしも成功するとは限りません。

骨移植とは、欠損した骨を患者自身の体から採取した組織、人工材料、合成材料、または天然の代替材料で置き換える外科手術です。骨移植は、非常に複雑な骨折、患者の健康に重大なリスクをもたらす骨折、または適切に治癒しない骨折の修復に用いられます。

顔面移植はまだ実験段階の手術である。移植には皮膚に加え、骨、筋肉、血管、神経などが含まれるのが理想的である。

手術は、骨の固定、腱の修復、動脈の修復、神経の修復、そして静脈の修復という順序で行われます。手術時間は通常8～12時間です。ちなみに、一般的な心臓移植手術は6～8時間です。

手の移植を受けた患者は、免疫抑制剤を服用する必要があります。なぜなら、体の自然な免疫系が移植された手を拒絶、つまり破壊しようとするからです。これらの薬剤によって患者の免疫力は低下し、軽度の感染症でも重篤な反応を示すようになります。

2008年、ミュンヘンの外科医は両腕を移植した。^{[ 20 ]}長期的な結果はまだ明らかになっていない。

坐骨結合双生児の場合、死にかけている結合双生児から健康な脚が姉妹に移植された。^{[ 21 ]}ドナーとレシピエントの遺伝子構成が同一であるため、免疫抑制は必要ない。

遺伝的に異なる人々の間で行われた初の脚移植手術は、2011年に外科医ペドロ・カバダス医師の主導で行われた。この手術により両足切断患者に2本の脚が移植され、約8ヶ月間は順調に回復した。その頃には男性はプールの中で立ち上がれるようになっていた。しかし、無関係の病気のため免疫抑制剤の投与を中止せざるを得なくなり、結果として両足を切断する必要が生じた。

卵巣移植は妊娠を成功させるが、その結果生まれる子供は臓器提供者の遺伝的形質を受け継ぎ、レシピエントの遺伝的形質を受け継ぐことはない。これまでのところ、卵巣移植は一卵性双生児に対してのみ行われてきた。これは、遺伝的に同一のドナーからの卵巣移植を用いることで、提供された臓器の拒絶反応を防ぐことができるためである。これにより、生存に不可欠ではない提供卵巣の機能を維持するために免疫抑制剤を使用する必要がなくなる。^{[ 22 ]}さらに重要なことに、ミコフェノール酸モフェチルなどの多くの免疫抑制剤は、先天異常を引き起こす可能性がある。^{[ 23 ]}

遺伝的に同一でない個体への卵巣移植が試みられてきたが、最終的には失敗に終わった。その一例が、 1930年代初頭に卵巣移植を受けたリリ・エルベである。彼女はその後まもなく様々な合併症により死亡した。^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

膵島細胞移植は、β細胞を回復させ、糖尿病を治癒させる可能性を秘めている。

イリノイ大学シカゴ校医療センターが率いるシカゴプロジェクトは、生体内でβ細胞を再生する方法を研究している。とはいえ、β細胞は早期にアポトーシスを起こし、正常に機能する膵臓内で破壊される。この原因は、 RNAに付着することで機能する遺伝子であるPanderの導入にあるようだ。^{[ 27 ]} Panderが活性化すると、β細胞はS期で停止し、アポトーシスが誘導される。このβ細胞量の減少は、最終的に移植されたβ細胞のほとんどを失うことにつながる。