科学家“复活”一头猪在《自然》刊文,人类离死而复生还有多远?(2)

2022-08-23 13:48  中国新闻周刊

一般而言,在获得患者同意后,医生会关闭患者的呼吸机和任何其他生命支持设备,并在患者心脏停止跳动2~5分钟后即宣布死亡。这里潜藏着一场"时间竞赛"。扬格纳等人指出,为了让器官尽快从捐赠者体内取出并尽可能保持健康,通常不可能对脑死亡进行充分的测试。

扬格纳等人认为,外科医生在捐赠者心脏骤停后有时使用ECMO进行灌注,使供体器官在死亡后仍能恢复氧气和血液流动,以保证器官的健康。这里争议的焦点是:一些患者在接受ECMO灌注后,大脑的功能可能会恢复。简而言之,医生应该何时从挽救一个人的生命转向为另一个人的生存而抢救器官?而"BrainEx可能会让事情变得更加复杂",扬格纳等人写道。

目前,各国对是否、如何使用ECMO的道德和法律考量存在"相当大的差异"。在法国和西班牙,ECMO设备可以用特殊的救护车运送到患者所在的任何地方;但在美国,该技术存在争议且在器官移植中很少使用。

专家们认为,BrainEx及随后的研究需要伴有"更公开的讨论":哪些标准使某人有资格获得器官捐赠?如何确保器官捐赠能够以"最小的争议"融入临终关怀?帕伦特强调,在任何情况下,都应该更优先考虑器官捐赠者的价值观和权利,而不是器官捐赠的可能性。

"死而复生"是一个非常遥远的计划

对大脑研究而言,BrainEx是一个"新的开始"。

多年来,对人类大脑的专门研究由于伦理原因一直难以进行,而猪脑实验使大脑在体外可以完整地"存活"。张树培指出,以前研究仅限于死去动物的大脑切片,所以人类对大脑的精细结构缺乏了解。比如,大脑神经元和神经元间通过什么方式连接,具体的神经环路是怎样的?而现在,人类第一次能在三维条件下研究大脑。

对这些复杂神经网络的更深刻理解,有助于科学家进一步研究阿尔茨海默病、自闭症等脑部疾病的原理和测试药物。"我们相当于提供一个平台,可以在上面做一些药物筛选。"张树培说。

更重要的是,BrainEx实验可能帮助科学家们突破大脑研究中最敏感的问题:"意识"。到目前为止,还没有人在实验室中创造出意识,一些专家认为,BrainEx实验"是最有可能的一个"。不过,塞斯坦团队对此非常谨慎,反复在公开场合强调"意识的恢复从来都不是这项研究的目标"。

张树培解释,出于伦理的考量,BrainEx实验从根源上就隔绝了"意识的产生",因为研究人员为猪注射了神经元活动阻滞剂,可以阻止任何可能导致意识的神经相互作用,并配有脑电图时刻监测大脑活动。如果监测到任何意识活动,即脑电图显示不是一条直线,就会立刻结束实验。

在此前提下,为测试大脑细胞的活度,研究人员在灌注结束后将大脑切成300微米左右的薄片,通过对切片内神经元细胞的电流刺激,观察是否有信号波动,最后证明"单个神经元细胞是活的"。但张树培指出,意识一定诞生于"全脑神经元细胞之间的整体联动"。

因此悖论在于,如果人类想进一步理解大脑的本质,必然要触碰到的领域是:数百万个脑神经细胞和它们之间的数万亿个联结,是如何协同工作的?未来的某一天,人类将不愿止步于"复活"脑细胞,而是思想和性格,我们为此做好准备了吗?如果人类可以"创造意识",那又会是一个怎样的世界?

猪脑实验的伦理指导之一、杜克大学法律和哲学教授妮塔·法拉哈尼在2019年发表的《部分"复活"的猪脑所引发的道德困境》一文中建议,就像为人类胚胎干细胞研究制定伦理指南一样,未来,关于"脑复活"的相关研究也需要获得同样的科学、伦理指导,并且在国际层面形成共识。而且,公民必须参与这一过程,只有科学家参与制定的伦理界限"并不能保证未来被公众接受"。

帕伦特则指出,如果要将这项技术发展到可以帮助人类的程度,我们将不得不看看"在没有神经阻滞剂的情况下,大脑会发生什么?"

对于OrganEx技术而言,这些讨论还很遥远。张树培指出,从细胞到组织、器官层面,以及整个身体的功能,要想实现"死而复生","这是一个非常非常远的计划"。

她说,如果将"复活"拓展到组织层面,OrganEx技术能否实现功能上的修复是不确定的。比如人体最重要的器官之一--肾脏,它的主要功能是产生尿液,但实验由于是低温灌注,可能对尿液产生了影响,"实际上我们在实验中也确实没有收集到很多尿液"。这也意味着肾脏在此时"不一定是真正有功能的",只是在细胞层面是"活跃的"。因此,器官经过灌注之后,作为器官本身能否恢复自身的功能,"是我们下一步要论证的最重要的事情"。

事实上,实验中的猪心脏和大脑这两个重要器官也仅仅是恢复了"非常小部分"的功能,其他重要功能如心脑血管循环并未恢复。研究的另一个共同作者之一、耶鲁大学医学院神经科学家兹沃尼米尔·弗尔塞利亚对此解释得很清楚。他说,研究只是表明当动物死亡时,我们可以让细胞做到一些"它们原本无法做到的事情",但这些细胞的活动"与生死状态并无临床相关性"。也就是说,这一结果并未表明猪在死亡以后以某种方式复活了。

朱同玉也指出,这项研究的一个重要前提,是在猪死后的一小时内注入了肝素以保持血液不凝固,这是保证细胞"复活"的基础,"没有肝素就没有后面的故事"。所以这项研究只是一种概念性的验证,主要模拟的是器官移植时的身体条件,而不是真正死亡后的状态,"动物和人在自然死亡状态下一小时内血液一定会凝固。"

研究人员承认,先不提"死而复生"这种近乎科幻的设想,即使是在器官移植方面,这项研究距离临床应用仍然很远。首先要跨越的一个障碍就是时间问题,研究只对猪全身器官进行6小时灌注,6小时之后呢?OrganEx究竟可以让这些细胞存活多久?"我们只是飞了几百米,但我们真的能飞吗?"塞斯坦感慨。

张树培解释,灌注时限是出于动物实验的伦理审查等原因,今后会考虑延长灌注时间。"如果是延长灌注后,依然能促进对细胞的修复,在人类身上的临床试验可能就会提前,我们需要更多数据。"她还透露,在更短期,研究团队下一步计划把猪的器官"移植到另一头猪体内",观察器官功能是否恢复。"至于在人体身上实验,可能至少10年至20年以后了。"