原来每个人的细胞表面都带有属于自己的独特的抗原，这是由许多基因控制的、性状多样的抗原，称为人类组织相容性抗原，简称HLA，是一组多种抗原的总称。除遗传密码完全相同的同卵双生子女和“克隆人”与其模型人以外，人与人之间的HLA各不相同，这就像人与人之间的脸蛋和指纹不会完全相同一样。理所当然，当外来的器官进入人体后，只要免疫威力能达到的地方，免疫系统就会识别出外来器官上的抗原与自己身体内的抗原不同，对其加以攻击，最终引起移植进来的器官功能迅速衰竭、死亡，称排斥反应。按排斥反应发生的程度和时间，排斥反应可分为超急性、急性和慢性三种。
临床上导致器官移植失败的主要原因是急性排斥反应，由T淋巴细胞系统参与，包括四个连续的阶段：①移植术后，移植器官活性细胞表面所带的HLA抗原，被T淋巴细胞所“识别”、“判定”为异物；②T淋巴细胞受到刺激后进入“致敏”状态；③致敏了的淋巴细胞大量增殖、分化；④致敏淋巴细胞及各种淋巴因子吸引来的单核细胞等对移植器官进行攻击，即为急性排斥反应。以上每一阶段都要一定的时间，因此，首次急性排斥最早发生在移植术后5～14天。
在“转基因器官”大量用于临床以前，大量的器官移植术只能在不同的人之间进行，因为同卵双胞胎太少，得了某种病需要进行器官移植的同卵双胞胎更少。
好在HLA系统中只有一部分是强抗原，目前进行器官移植的大夫认为，只要供体与受体间的强抗原有一半以上相同时，就可以进行器官移植，那些弱的HLA引起的免疫反应轻微，只需应用免疫抑制剂，就可以了。
器官移植前首先应对供者和受者间的HLA的相容性进行检查，二者相容越好，排斥反应就越小。当然，相容性再好，亦不可能完全相同。因此，器官移植后就得用免疫抑制剂。
但是，骨髓移植比其他器官移植更麻烦，因为我们置入受者体内的是造血干细胞，这种造血干细胞除分化为红、白细胞外，当然也要源源不断地分裂、分化为淋巴细胞。这些淋巴细胞分裂、分化成熟后，发现周围全是别人的抗原HLA，立即继续致敏，对受体产生全面攻击，引起患者全身严重反应，即“移植物抗宿主反应”，是骨髓移植失败的主要原因。
为了“避免”移植物抗宿主反应，骨髓移植的HLA相容性要求要高得多，除同卵双生的双胞胎外，在兄弟姐妹间移植的可能性较大，在无血缘关系的人群中找到合适的骨髓供者机会较少。
目前由于各大医疗中心“骨髓库”的建立，国际医学互联网络的开通，在无血缘关系的人中找到合适的骨髓供者机会已较大——解决了“独生子女”社会无兄弟姐妹提供骨髓的麻烦和难题。
早期解决排斥反应的方法是：用大剂量射线照射受者身体，或应用大剂量的非选择性免疫抑制剂，或细胞毒性药物，这样虽然能大大减轻排斥反应，但代价却是惨重的。这些方法在抑制了T淋巴细胞系统的同时，也不可避免地全面抑制了整个免疫系统，使受者对病原微生物的抵抗能力锐减，即使移植术后把受者“泡”在抗生素中，患者仍不可避免地产生机会性感染，最终，大部分患者因感染而死亡，器官移植也进入了六七十年的维谷境地之中。
1978年，环孢霉素的发现犹若一道划破万里长空的闪电，宣告了医学史上划时代的“环孢霉素时代”的来临；由于该药独特而又优秀的品质，高度选择性地、强有力地作用于T淋巴细胞的特点，使抑制排斥反应和免疫系统其他部分不受影响的作用得以并存，在有力地保护移植物的同时又不致明显减低机体抵抗力——使受者的寿命及移植物的存活率大大延长。至此，器官移植进入了一个全面腾飞时期。
然而，由于T淋巴细胞系统的高度抑制，相应地就丧失了T细胞对机体“突变”的肿瘤细胞的“免疫监视”作用——果然不出所料，在应用环孢霉素后的10年、15年长期存活人群中，恶性肿瘤特别是皮肤癌的发生率明显高于一般人群！