一个微小的传感器比指尖还要小，但它们有可能改变检测肾移植排斥迹象的游戏规则。美国西北大学的科学家们在小鼠身上试验成功地制造出了一种设备，它能比目前的监测方法提前三周检测到肾脏排斥的警告信号。

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器官移植后数年，人体仍有可能发生排斥反应，因此，尽可能为病人和临床医生争取更多的干预时间，是恢复体内平衡与重新开始漫长而艰辛的移植过程之间的差别所在--如果这还能成为一种选择的话。虽然寻找更好的供肾来源的竞赛正在进行，但这是一个缓慢的过程。在美国，目前等待新肾脏的时间长达三到五年。

因此，能够持续监测珍贵的新肾脏的健康状况自然会改变患者的生活。

这种新型监测装置仅 0.3 厘米 x 0.7 厘米，厚 220 微米，设计安装在肾脏上，位于其纤维肾囊层之下，肾囊层环绕并保护着肾脏器官。这种柔软的植入物能检测到与炎症和其他早期排斥反应有关的温度变化。如果检测到变化，警报就会以无线方式发送到附近的智能手机或平板电脑上。

由于排斥反应往往是在悄无声息中开始的，因此这种装置可以帮助病人在没有明显症状的情况下警惕关键的变化。因此，对于那些生命系于移植成功与否的人来说，它能让他们感到安心。

这项研究的临床负责人、西北医学中心移植肾科医生洛伦佐-加隆（Lorenzo Gallon）博士说："我注意到，我的许多病人总是感到焦虑--不知道自己的身体是否会排斥移植器官。他们可能已经为移植等待了数年，然后终于从亲人或已故捐赠者那里接受了移植。然后，他们的余生都在担心器官的健康。我们的新设备可以提供一些保护，持续监测可以让他们放心。"

在美国，有超过 25 万人的肾脏不是与生俱来的，移植手术本身只是整个过程中重要但微小的一部分。目前，器官的健康状况是通过跟踪肌酐和血尿素氮水平的血液检测来监测的，但这些检测结果可能会因一些无关的原因而波动，并导致假阴性和假阳性。活组织检查需要插入长长的探针从器官中提取组织，是一种侵入性检查，出血、感染、疼痛和损伤附近组织的风险较高。

"周转时间可能相当长，而且监测频率有限，需要进行异地分析，"加隆说。"可能需要四五天才能得到结果。而这四、五天对于及时做出治疗病人的决定至关重要。"

西北大学的研究人员在寻找一种替代方法时，将温度作为初期移植排斥反应的关键生物标志物。体温升高通常伴随着炎症，科学家们在动物模型中也看到了这一点。高达0.6 °C（1.08 °F）的温度跃升是准确的红旗，警告着即将发生的器官排斥事件。

"器官温度在正常情况下以每天为周期波动，"第一作者、西北大学研究生苏拉比-马德瓦帕西（Surabhi Madhvapathy）说。"我们观察到，在移植排斥病例中，温度会在8小时和12小时内出现频率较高的异常变化。"

该设备有一个高灵敏度的温度计，可以检测到肾脏局部微小的温度变化。它还可以测量血流量（但事实证明，温度作为预警系统更为有效）。

软传感器与器官旁边的小型电子设备相连；纽扣电池为设备供电，蓝牙功能将数据传输到附近的外部智能设备。

"所有电子元件都包裹在柔软的生物相容性塑料中，对肾脏娇嫩的组织温和而有弹性，"Madhvapathy 说。"整个系统比四分之一硬币还小，手术插入过程快速简便。"

电子系统配有纽扣电池和蓝牙 图/西北大学

将它放置在肾囊下方的器官上，无论身体如何活动，它都能保持在原位。

罗杰斯说："肾囊能使设备与下层肾脏保持良好的热接触。人体是运动的，因此需要处理大量的运动。甚至肾脏本身也会移动。而且肾脏是软组织，没有良好的缝合锚点。这些都是令人生畏的工程挑战，但这个装置是一个温和、无缝的接口，避免了损伤器官的风险。"

虽然这项首创技术还需要更大规模的研究和人体试验，但科学家们已经在着手改进设计，以便为纽扣电池充电，从而使该装置可以终身使用。研究人员还认为，这项技术有可能用于监测其他移植器官。

参与该项目的科学家之一华金-布里瓦博士（Dr. Joaquin Brieva）于2022年9月接受了肾移植手术，他非常清楚这种实时监测设备对患者生活质量的影响。

布里瓦说："移植后两天内，我的肾功能就恢复正常了。但会担心肾脏排斥的可能性。这就是为什么要使用这些强效抗排斥药物和类固醇。肾脏移植就像在走钢丝，担心感染、药物并发症、各种副作用和肾脏排斥反应。可以通过调整药物来缓解部分担忧，但肾脏排斥反应仍然普遍存在，毕竟移植的肾脏非常珍贵。"

他说："有了这个设备，我就放心了。它可以捕捉到肾移植中的任何突然变化，并检测出急性排斥反应，而急性排斥反应目前没有任何警告信号。"

这项研究发表在《科学》杂志上。请观看下面的视频，了解该装置的设计原理。