唐纳尔·托马斯

唐纳尔·托马斯1920年出生于美国德克萨斯州马特镇。1937年就读于马特高中。1941年，他在奥斯丁的德克萨斯大学获得了文学学士，1943年取得硕士学位。之后，他转学入哈佛医学院并于1946年获得了医学硕士学位。获得硕士学位后，他进入了波士顿的彼得·本特·布利格汉姆医院（Peter Bent Brigham Hospital）实习，在那里学习血液学。1948年到1950年间，他应征入伍，在陆军中担任内科医生。退役后，他进入马萨诸塞科技学院以博士后学术研究员身份钻研白血病的治疗方法。1951年，他成为麻省理工学院学者，1955-1963年间为哥伦比亚大学医学讲师，1963年做为华盛顿大学医学教授。1955年到1963年，他被纽约州库伯斯敦的玛丽·伊莫格尼·巴塞特医院（Mary Imogene BAssett Hospital）聘为主治医师  。

唐纳尔·托马斯主攻人类骨髓移植方面的研究。1956年，他成功地应用双胞胎间的骨髓移植治疗白血病。但是如何为不同骨髓的捐献者进行移植手术的问题一直未被解决。

托马斯在实验室

在动物身上试验的研究表明，这种移植手术有两个主要的障碍：首先，接受者的免疫系统必须被压制，以防它被攻击并毁灭新移植的骨髓；第二，成功移植后所产生的白血球很可能会把接受者的其它组织器官当作异物，并进行攻击。1963年，托马斯加入了一个华盛顿大学医学院的研究小组，开始试验一种能够压制免疫系统的新药-氨甲碟呤。其他的研究人员则致力于研发出一种能够确认有着相似或者相容的免疫系统人群的方法，用来把捐献者与接受者进行配对。这种配对的新方法是基于一种被称作组织相容性抗原分子的基础上。1969年，经过组织配型和抗抑制剂药物的作用，首次成功地进行异体骨髓移植，在接下来的许多年里，这种方法被逐渐完善，手术的成功率也从大约12%上升到了50%。70年代建立狗组织配型系统。实验证实，经组织配型选择的非同胞狗如在放射线照射之后进行骨髓移植，加上免疫抑制剂治疗，可出现长期存活，而不作上述处理的非同胞狗骨髓移植后死于GVHR（移植物抗宿主反应）。70年代末托马斯将此研究结果用于临床，成功地在不同个体之间移植了骨髓，找到了一种可以有效治疗一些严重的遗传性疾病，如地中海贫血，和一些免疫性疾病如白血病和再生障碍性贫血的方法，托马斯也成为现代骨髓移植治疗白血病和急性放射性损伤的先驱者之一 。

荣誉

1990年，与约瑟夫·默里一起由于在“人体器官和细胞移植的研究”的贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖。

1990获奖后在西雅图的合影（中）

1990年，托马斯荣获美国国家科学奖章。

著作

《including Aplastic Anemia 》（再生障碍性贫血）（1978）

《Frontiers on Bone Marrow Transplantation: Fetal Hematopoiesis 》（骨髓移植前沿：胎儿造血）（1991）

《Hematopoietic Cell Transplantation 》（造血干细胞移植）（1999年与人合著）

四百多年前，列子汤问篇曾经记载，我国古代名医扁鹊为两位心脏阴阳失调的病患，互换心脏，古代的外科技术，免疫学观念及药物的疗效不能和现代医疗相比，但是移植的观念已经开始萌芽了，事实上，四千多年前的埃及人就希望能将聪明的人类移植到强壮的狮子身上，创造人面狮身的造型。

在1990年诺贝尔生理医学奖就颁给了美国西雅图华盛顿大学佛雷德-哈金森（Fred-Hutchison）医学中心的托马斯（E. donnall Thomas）医师，及波士顿哈佛大学布利格汉姆医院的默里（J. Murray）外科医生。托马斯医生的贡献在于骨髓移植，而默里则为肾脏移植的开创者。

这是长久以来，诺贝尔医学奖颁给临床医师而非基础医学研究者。一般而言，临床医学较倾向于应用科学，其创造性及影响层面比不上基础科学的成就。然而，移植（transplantation）医学的发展，除了为了人类疾病的治疗开启了一条崭新的途径外，也开启了免疫学很重要的一页。而默里及托马斯则分别代表移植医学两个大分枝的开创、奠基及实际工作者，因此获奖也就实至名归了。

移植手术乃将甲[捐赠者（donor）]的器官或组织移给乙[病人或受体（recipient）]。在1950年代之前，免疫学尚未十分发达，所有尝试把甲的器官捐赠给乙病人的移植手术（或称异体移植）皆无法成功，而原因为何也不明了。移植手术最初是由肾脏移植开始，因肾有两个且解剖学构造较单纯。1936年俄国的一个外科医师佛洛诺伊（Voronov）第一次进行了肾脏的异体移植手术，但并未成功。其后另有一些医师尝试同样的手术，病人也均在短期内死亡而失败。

近代器官移植的发展以肾脏移植最早，1930年代，俄国医生Veronoy 开始尝试人体的肾脏移植，直到1954年，默里在波士顿成功地完成第一例同卵双生子间的肾脏移植，医学界始认识到异体移植间可能牵涉到器官彼此的「排斥」（rejection）现象，而「器官移植免疫学」（transplantation immunology）概念始焉萌芽。（图一）

（图一）欧洲从1965到1990肾脏移植的数目

为了解决异体移植间的排斥现象，1959年默里及法国巴黎的汉伯格（Hamburger），利用全身大量辐射以抑制受体的免疫攻击，他们同时在两地进行了两例成的非双生子间的异体肾移植，更进一步确认了免疫排斥的重要概念。

默里的这两项开创性工作，可能是他超越众多同侪竞争而获得诺贝尔奖的原因。后来在肾脏移植的进展上，虽另有众多研究者的一些贡献（肾脏移植病患的存活时间正逐年提升） （图二），但皆在观念上延续默里的工作，而只做药物及技术上的改进而已。

（图二）由尸体器官移植后1-3年的存活率

由于尔后免疫学的发展，目前已知人体有一套很完整的免疫辨识系统，存在于所有组织的细胞表面。这一套系统就称为「主要组织兼容系统」（major histocompatibility system），用以辨别所有外来异物。移植的成功与否，就决定于捐赠器官组织与受体间的主要组织兼容系就是否相配。负责这一组织符合系统的是细胞表面上的一系列蛋白质，称为「人类淋巴球抗原」（human leukocyte antigen，HLA），现已知其基因位于第六对染色体上。这些基因在人与人间彼此互异，也成了免疫系统辨识你我的标记，就像每人的身分证一样。同卵双生的挛生子因承袭相同的染色体，因此，人类淋巴球抗原系统也相同，故彼此间的器官移植不会排斥。

人体中负责执行这一排斥任务的是T细胞淋巴球，当T细胞淋巴球发现外来的人类淋巴球抗原蛋白，马上就会受到激化，进而破坏移植体（graft）。所以当初默里从事同卵双生子的肾移植，以及后来以放射线破坏免疫系统而成功地进行异体肾移植，以目前免疫学的发展来说，都是一种开创性的工作，也奠定了日后移植免疫学的发展。

默里于1961年又与英国剑桥大学的卡尔尼（Calne）合作，以一种免疫抑制药物：azathioprine，成功地使用于肾脏移植患者的身上，克服了排斥的重大障碍，使肾脏移植于1960至1980年间，成了全世界各医学中心用来治疗肾衰竭或尿毒病人的重要医疗措施。1980年起，英国的卡尔尼小组又发现了一种到目前为止最理想的免疫抑制剂：环孢灵素（cyclosporin），配合血液透析技术的应用，肾脏移植成了全世界尿毒患者的新生希望。目前在捐赠器官的主要组织符合抗原配合要求，已因理想免疫抑制剂（immunosuppressive regimen）的使用而比过去宽松，这些完全拜赐于移植免疫学的发展，以及新的理想免疫抑制剂的发现，默里等人在这方面的理论及实际上的贡献，居功厥伟。

肾脏移植的进展也带动了人体其他器官移植的进展，如肝、胰、心脏、肺脏等，其成功率也日益改善。

默里的父母、家庭医师都是有知识的人，并且他们都运用所掌握的知识为社会服务、为他人服务，并赢得了他人的尊敬。也因此使得童年的他懂得了：要做一个有知识的人，并且回报社会。所以他坚定信念，长大后要当一名医生，为千千万万受病痛折磨的人服务。他认为要做好医生，要先做好人；因此他选择了先上文科大学，再进入哈佛大学医学院。也因为出于对病人的强烈同情心和对事业的高度责任心，使他敏锐的捕捉到了其他人以视若无睹的课题-----皮肤异体移植的排斥现象。如今，他对移植方面的成就使成千上万的人透过器官移植挽救了生命、获得了新生。

骨髓移植的托马斯医师，则代表着移植医学另一大分枝的大师型人物。托马斯于1920年出生德州，和默里一样，也毕业于哈佛大学医学院，且亦工作于布利格汉姆医院。托马斯后来由东部搬移到西部的华盛顿大学，华大的托马斯骨髓移植中心自一九七○年代起，因杰出的骨髓移植，成为血液及肿瘤医师的麦加圣城。进入一九九○年代，该中心每年的进行三百五十例骨髓移植，成功率达百分之七十到八十，救活了无数白血病病人。

骨髓移植与肾脏及其他器官移植有一项截然不同的问题存在，使得骨髓移植变得更为复杂与困难。在骨髓移植中，因输入的骨髓细胞内即存在着捐赠者的免疫细胞，因此一旦移植成功，除了一般器官移植所发生的宿主对植体的可能排斥外，植入的免疫细胞亦会发挥辨识功能，反而攻击宿主的组织，而导致一种严重的「植体对宿主反应」 （graft versus host disease，GVHD）。植体对宿主的反应有可能严重破坏皮肤及肠胃等器官。

托马斯于1950年起，即以狗进行骨髓的移植实验。他们以药物及放射破坏狗本身的骨髓及免疫系统，而后经由静脉将另一只狗的新骨髓滴进，这些骨髓细胞即可经由静脉而停留于破坏的骨髓中重新生长。在进行狗的实验中，他们也开始尝试于人体进行同样的实验，但在1968年以前的十多年间，所进行的近两百例骨髓移植中，只有三例存活，而这三例皆是人类淋巴球抗原完全配合的兄弟间的移植。因此，托马斯得到一个结论，除非捐赠者与病人的白血球抗原配合，否则骨髓移植很难成功。病人主要死于植体到宿主反应。（图三）

（图三）骨髓移植治疗严重的骨髓白血病

自1969年起，托马斯即采取一连串措施，以克服植体到宿主反应的发生及防治，使得骨髓移植的成功率大增。除了在人类淋巴球抗原配合捐赠者的选择外，托马斯更首次以methotrexate来抑制免疫攻击所引起的植体到宿主反应，以后类固醇的使用以及近年来环孢灵素的应用，使植体对宿主反应的控制更加理想，而骨髓移植的成功率也大为改善。

每年都有许多人面临白血病（俗称血癌）、恶性淋巴瘤、严重再生不良性贫血、严重海洋性贫血、先天性造血系疾病、先天性代谢异常…等血液疾病的威胁与痛苦。传统的化学疗法、放射线治疗、或输血治疗，只能让病情达到缓解的地步，无法根治，且复发的机率非常高。一旦疾病复发，患者便只能静待死亡的来临…然而，随着医疗科技不断提升，「骨髓移植」被认为是目前治疗上述严重血液疾病的最好方法。（图四）

（图四）同种异体间骨髓移植的数目

很清楚地，骨髓移植除了要应付宿主免疫系统到输入骨髓细胞的攻击外，还要克服植体到宿主反应，而后者的严重性更甚于前者，其中的关键仍是人类淋巴球抗原系统的配合与否，在这方面骨髓移植的要求比肾移植更严格，捐赠者的选择往往只限于人类淋巴球抗原配合的兄弟姊妹。然而，因为异基因骨髓移植必须是在捐髓、及受髓者双方，「人类白血球抗原」即HLA相符下才得以进行。每个人的HLA型分别从父母双方各获一半的遗传，因此兄弟姊妹间各有四分之一相同的机率；但往往患者在兄弟姊妹中找到「HLA」相符者的机会不多，以致许多病患丧失了此唯一机会，只能陷入死亡的绝望中。

幸运的，在1982年左右，一次偶然的机缘，医界又证实，在非血亲间也可能找到「HLA」相符的捐髓者进行捐赠移植，只是无血缘关系的人，能有相同HLA型机率那就更小了。

因此医界提出，如果收集足够爱心人士的HLA资料，供病人寻找配对，将能挽救更多珍贵的生命。

所以，在1986至1987年间，美国、欧洲等先进国家都先后成立了「骨髓捐赠资料中心」，将所有有心捐赠骨髓者的「HLA」资料集中起来，存入计算机，一旦有任何需做骨髓移植的病患，就能透过此资料中心寻找HLA型相符合的有缘人，以进行移植  。