人的生命是有限的。死亡不可避免。
在心脏停止跳动,血液不再循环之后,人体的基础单位细胞很快就开始死亡,这种死亡是一种恶性循环,死掉细胞里的各种酶、细胞因子加速了其他细胞的死亡,由细胞组成的器官结构随之崩塌再也回不来了。
其中大脑又是对死亡最敏感的。从心脏停跳几秒钟就开始,用不了几分钟大脑各区就逐渐出现永久不可逆的损伤死亡了。别的器官、细胞死是个过程,大脑的死几乎就是按一下开关。
人类目前对死亡的判定,有的是以心脏停跳为标准,有的是以大脑完全停止功能为标准,但只要不做特别干预,也不会相差太多。
耶鲁大学医学院的团队,致力于突破这一限制,希望通过人工干预的方式,让看上去死透的大脑恢复最基本的电信号,也就是重新启动,死而复生。今天用在猪身上的 OrganEx 系统,就是他们拿出来的产品。
建立在前人努力基础上的 OrganEx
这并不是人类最初的复生努力。
没有心跳和供血就没有生命,人类其实早就有了替代心肺功能的膜氧合系统,也就是我们熟悉的 ECMO。但 ECMO 主要用于重症患者心肺功能暂时替代,死后的使用,只能让器官达到初步的灌注恢复,血管压力很低,没有正常的循环。
这个现象的原因是死后血液细胞的变化,各种成分导致了血管微阻塞无法正常充盈。所以死后的这种支持系统还需要特殊的灌注液体。灌注液需要尽量保护器官,预防进一步的血液凝固。
2019 年,团队有了初代的 BrainEx 系统。BrainEx 系统包含灌注动力系统和灌注液,专注于脑功能的恢复。试验中,离体的死猪大脑在死亡 4 小时后,经由 BrainEx 的工作,大脑恢复了正常血液循环,细胞也有了基本功能,少数脑电信号出现。大脑有了很初步的复活信号。当然,离真正意义上的活还有很远。
那颗特殊待遇的猪脑 图片来源:nationalgeographic
今天,系统有了全新升级,灌注系统和灌注液都有革新变化。新的一批试验用猪在死亡后(放心,安乐死的)1 小时,以全猪的形式接入了新的 OrganEx 系统。
生与死:器官的「重生」和大脑的部分「重生」
新系统让研究人员和公众都吃了一惊,效果超过了预期。
图片来源:https://www.nature.com/articles/s41586-022-05016-1
6 个小时的灌注之后,死猪整体恢复了正常的血液循环,包括重要的肾脏、大脑血供都正常,血压血氧也在正常范围。死亡之后身体内部的电解质紊乱已经纠正,连尸斑也消失了。
再到细胞和器官水平,「死猪」也发生了很大变化。尤其是大脑以外的器官,跟各种对照组(不干预或者只用 ECMO)比较,细胞状态和代表器官功能的代谢水平都正常或者获得极大恢复。包括猪心已经有了稳定的 QRS 波群出现,心肌细胞有了复跳条件。
这些器官和细胞一定程度上说已经「复生」。
最娇贵的大脑,也出现了惊人变化。
跟 2019 年一样,大脑的细胞活了,有了自我代谢的能力。更进一步说,大脑作为整体器官,也恢复了部分神经功能和活性。虽然没有复杂的整体神经网络的恢复,但部分神经元也有了一定的功能,监测到脑电活动,「死猪」的头部及身体出现了一些不自主抽动。
大脑算是活了一部分。
后续的伦理困境
受制于伦理要求限制,试验停止在灌注 6 小时后。后续的研究也许会取得更多进步,也势必会面临更多伦理难题。
未来,我们将更难回答什么是死亡。是不是可以开展更多的人体研究?甚至我们不知道经历了这一切的猪猪,是不是知道它们「又活了」……
但我们起码看到了曙光,起死回生也许未来不是禁忌,不是梦想。
器官移植有可能受益于 OrganEx
明天的问题明天回答,今天我们也能看到 OrganEx 当下最可能的帮助。
离开可能有伦理问题的整体生命支持,这种新的支持系统如果用于单一器官,对器官在离体后的正常灌注、功能维持会有明显的提升帮助。那些苦苦等待器官的患者,未来能获取到的供体器官范围将进一步扩大,更多生命有可能因此被拯救。
梦想很大,未来很远,那就先帮助一部分人吧。
最新最热医学话题,今日热议给你解读
策划制作
策划:Eric | 监制:Feidi
封面图来源:丁香医生设计团队
原创文章:丁香园版权所有,未经许可不得转载。
参考文献:
Andrijevic D, Vrselja Z, Lysyy T, Zhang S, Skarica M, Spajic A, Dellal D, Thorn SL, Duckrow RB, Ma S, Duy PQ, Isiktas AU, Liang D, Li M, Kim SK, Daniele SG, Banu K, Perincheri S, Menon MC, Huttner A, Sheth KN, Gobeske KT, Tietjen GT, Zaveri HP, Latham SR, Sinusas AJ, Sestan N. Cellular recovery after prolonged warm ischaemia of the whole body. Nature. 2022 Aug 3. doi: 10.1038/s41586-022-05016-1. Epub ahead of print. PMID: 35922506.