人類離“死而復生”還有多遠

霍思伊

對于豬的“復活”實驗，只證明多器官在細胞層面是“活躍的”，但也帶來重新定義死亡的思考，而探索人類死而復生，要考慮倫理、科學等多重因素。

這是一頭死去的母豬。它已經死亡一小時，一種特殊的灌注液正被緩緩注入它的身體，在它的靜脈和動脈中循環，新鮮的氧氣也在其中流動。

接下來的六小時中，研究人員很快發現，豬的心臟、肝臟、腎臟和大腦中部分細胞開始恢復功能與活性，豬體內的循環系統也逐步恢復。豬的心臟雖未完全恢復跳動，但可以掃描到電生理活動，說明它具有收縮能力。每個重要器官中，細胞對葡萄糖的反應都較強，說明它們正重啟部分新陳代謝。

整個過程中，人們還驚訝地觀察到它的頭、頸開始出現不自主的肌肉運動。而且，作為一只在醫學上已死亡的動物，它并沒有僵硬，也沒有出現水腫和尸斑。

看起來，這頭豬在緩慢地“復活”。

2022年8月3日，美國耶魯大學醫學院神經生物學家內納德·塞斯坦團隊在期刊《自然》上發表了這一“復活”實驗及其結果，引發廣泛關注和討論。上一次，相似的討論發生在三年前，2019年4月，塞斯坦團隊在豬死亡四小時后“復活”了它的大腦，這顛覆了多年來的固有觀念：腦死亡是不可逆轉的。

從大腦到全身器官，此刻，一個自然的疑問是：沿著這條技術路徑走下去，人類未來是否可能實現真正的死而復生？

“為器官移植的未來打開大門”

這是第一次有人能同時“復活”哺乳動物身體上的各個器官，有專家指出這項成果是“顛覆性”的。一般來說，哺乳動物的器官缺氧15分鐘左右，就會徹底死亡。

這次實驗中，塞斯坦團隊在豬缺血缺氧一小時后，給豬注射了“復活藥劑”，主要由豬血、人工血紅蛋白、細胞需要的營養物質、抗氧化藥物和防止細胞死亡的藥物等多種化合物混合而成。

這項研究共同作者之一、耶魯大學醫學院博士候選人張樹培指出，這是對2019年豬腦實驗中灌注液的優化和改良。人工血紅蛋白的攜氧能力非常強。這次用于實驗的是一個名為OrganEx的系統。OrganEx灌注液中，血紅蛋白和血液比例是1：1，“這樣細胞接受氧氣的效率最高。”此外，灌注液中的抗氧化等藥物能用來抑制和緩解細胞損傷，“和針對單一器官大腦相比，改良版方案對全身各種器官更具兼容性。”她說。

讓豬“復活”的一個關鍵系統

實驗還設置了一組使用體外膜肺氧合設備（ECMO）的對照組。ECMO在臨床中常作為搶救心肺衰竭病人的重要工具，可以部分或完全替代患者的心肺功能，相當于一個人工心肺機。但ECMO一般使用靜脈血灌注。近年來，ECMO作為移植器官保存設施的功能逐漸被開發出來，因為ECMO可在心死亡時立刻提供穩定的氧合血液灌注，從而更好維護移植器官的質量，提高移植效率。

器官移植多年來存在的一個難題是“再灌注損傷”，即細胞在缺氧缺血后重新注入氧氣，會帶來血管塌陷等細胞損傷。研究發現，與ECMO組相比，OrganEx組灌注后細胞受到的破壞更少，出血和組織腫脹的情況也較少，能實現灌注效率的最大化。OrganEx組豬的所有主要器官中，細胞功能都得到了更好修復。豬的腎臟細胞中，還出現了細胞增殖現象。

張樹培指出，臨床中，ECMO灌注效率“其實是非常低的”，對使用時間要求很嚴格，時間越往后效果越差。“這就是為什么我們選擇在豬死亡一小時后進行灌注，因為在美國，救護車平均轉運危急病人的時間大約是一小時。”她解釋說。

在她看來，讓豬“復活”的關鍵是灌注系統OrganEx，這是一個由計算機控制的體外循環灌注系統，通過該系統，灌注液被注入豬全身的不同器官。這個過程中，實時傳感器會監控重要的循環指標、代謝物和“與細胞修復相關”的信號通路，以便研究人員隨時干預。該系統還包括氧合器和血液透析裝置，能夠保持灌注液中電解質和其他必需分子的穩定水平。

“這是實驗最難的部分，”張樹培說，OrganEx要更好地模擬全身器官的功能，以腎臟為例，OrganEx最重要的功能是“做交換”，將有毒的物質排出去，血紅蛋白留下來，而系統需要通過“很好地控制”對應的血液動力學，來實現“更有效的交換”。

復旦大學上海醫學院副院長朱同玉是國內知名的器官移植專家之一，他指出，下一步，器官移植中灌注技術的難點是增加和不同器官的適配度，因為每個器官大小、血管的形態不一樣。比如腎臟的血管“比筷子還細”，肝臟的血管中，肝動脈和靜脈也有差異，心臟有很大的血管，因此對于這些不同器官，應配備更有針對性的灌注液和灌注系統。

“死而復生”是一個非常遙遠的計劃

對大腦研究而言，塞斯坦團隊的豬腦“復活”實驗，運用的系統為BrainEx，這是一個“新的開始”。

多年來，對人類大腦的專門研究由于倫理原因一直難以進行，而豬腦實驗使大腦在體外可以完整地“存活”。張樹培指出，以前研究僅限于死去動物的大腦切片，所以人類對大腦的精細結構缺乏了解。而現在，人類第一次能在三維條件下研究大腦。

對這些復雜神經網絡的更深刻理解，有助于科學家進一步研究阿爾茨海默病、自閉癥等腦部疾病的原理和測試藥物。“我們相當于提供一個平臺，可以在上面做一些藥物篩選。”張樹培說。

更重要的是，BrainEx實驗可能幫助科學家們突破大腦研究中最敏感的問題：“意識”。到目前為止，還沒有人在實驗室中創造出意識，一些專家認為，BrainEx實驗“是最有可能的一個”。不過，塞斯坦團隊對此非常謹慎，反復在公開場合強調“意識的恢復從來都不是這項研究的目標”。

張樹培解釋，出于倫理的考量，BrainEx實驗從根源上就隔絕了“意識的產生”，因為研究人員為豬注射了神經元活動阻滯劑，可以阻止任何可能導致意識的神經相互作用，并配有腦電圖時刻監測大腦活動。如果監測到任何意識活動，即腦電圖顯示不是一條直線，就會立刻結束實驗。

在此前提下，為測試大腦細胞的活度，研究人員在灌注結束后將大腦切成300微米左右的薄片，通過對切片內神經元細胞的電流刺激，觀察是否有信號波動，最后證明“單個神經元細胞是活的”。但張樹培指出，意識一定誕生于“全腦神經元細胞之間的整體聯動”。

因此悖論在于，如果人類想進一步理解大腦的本質，必然要觸碰到的領域是：數百萬個腦神經細胞和它們之間的數萬億個聯結，是如何協同工作的？未來的某一天，人類將不愿止步于“復活”腦細胞，而是思想和性格，我們為此做好準備了嗎？如果人類可以“創造意識”，那又會是一個怎樣的世界？

張樹培指出，從細胞到組織、器官層面，以及整個身體的功能，要想實現“死而復生”，“這是一個非常非常遠的計劃”。

摘編自《中國新聞周刊》2022年第31期