機體喪失功能的器官，可以通過器官移植重建其生理功能。器官移植的實驗研究則在本世紀初開始。Carrel等首先發現，狗的自體腎移植可維持良好的功能，而同種異體腎移植則總是在移植後1周左右被排斥。器官移植排斥的機制不清。直到40年代，英國科學家Medawar應用家兔皮膚植實驗模型，進行了一系列研究，證實了移植排斥反應本質是受體免疫系統對移植器官的免疫排斥反應。進一步的研究證明，引起小鼠移植排斥的主要抗原存在於第17對染色體上的主要組織相溶性基因複合物（H-2）編碼的抗原。這些移植排斥的免疫學基礎研究，大大促進了臨床器官移植的發展。一般將器官移植分為自體移植（autologous transplantation）同種移植（isogeneic transplantation），和異種移植（heterogous transplantation）。在人的同種移植中，同卵雙生子之間，由於遺傳背景完全相同,互相之間移植的器官不會受到排斥,臨床上進行的器官移植主要是遺傳背景不完全相同的同種異基因移植（allogeneic transplantation）。1954年國醫生Murray第一次施行同卵雙生姐妹之間的腎移植獲得長期生存，此後許多同種異基因腎移植也獲得成功。腎移植已是臨床治療晚期腎功能衰竭的主要手段。1956年，美國醫生Thomas第一次給一位白血病患者進行骨髓移植獲得成功，目前異基因骨髓移植已成為臨床許多疾病，包括遺傳病、血液系統疾病贓物射病的重要治療方法，Murray和Thomas的工作標誌著器官移植已成為臨床疾病治療的手段，對醫學的發展具有重要的意義。為表彰他們的貢獻，1990年他們被授予諾貝爾醫學獎。
60年代後期起，由於HLA配型技術和免疫抑製藥物的應用，使臨床器官移植成功率大幅度提高。除腎移植和骨髓移植外，肝、胰、心、肺及心肺聯合移植也都相繼在臨床開展。80年代以後，由於環孢素A及FK-506等高效免疫抑制的臨床應用，進一步提高了移植器官的存活率，使臨床器官移植進入了一個的階段。
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