砰砰跳动的人造心脏

迪亚利卡·诺伊菲尔德+崔恒

奥地利医生哈拉尔德·奥托在其位于波士顿的实验室里培育出了心脏等人体器官，移植器官不足的问题似乎有望解决了。

小女孩的心脏如同深海水母一样在液体中轻轻颤动。它大约橘子大小，存放在一只玻璃容器里，摆在波士顿实验室的柜子上。玻璃容器周围杂乱地堆着无菌手套和装满软管及软管的纸箱。在来到这里之前，这颗心脏在一个小小的胸膛里跳动了10个月，然后停止了跳动。

容器被用塑料盖子拧好，上面用黑色马克笔写着“奥托”。当这个名字出现在一些没有生命迹象的人体器官上，比如婴儿的心脏、年轻女人的肺和男人的肾脏，就意味着它们还可能发生奇迹。

这个努力创造奇迹的人名叫哈拉尔德·奥托。他领导着一个实验室。实验室成员们全力以赴的愿景，似乎正是200年前的小说《科学怪人》里所描述的那样，令人有些毛骨悚然：他们试图超越自然法则，人工培育生命。用原本会腐烂的身体部位，制造出能够重复利用的器官。

奥托复活心、肺，培育肾脏。他相信，有一天这些器官都可以被移植进人体。

39岁的奥地利人哈拉尔德·奥托是两个孩子的父亲。他还自称“一位有耐心的太太”的丈夫。奥托喜欢吹制玻璃，喜歡在车库里做手工，还喜欢兰花。他说：“我就是喜欢东西在自己手中发生变化。”

这周一，奥托早早就去上班了。实验室在城市的最西边，一栋实验中心大楼的4层。他穿着一件深蓝色的外套，戴着一条绿蓝条纹的领带，看起来更像是一名药代，而不是在实验室主攻器官移植的研究员。“早上好，丽萨！”他跟秘书打招呼，“10点30分有会，对吧？”他提前到达办公室，参加几个电话会议，然后去医院为一名癌症患者进行活检。

哈拉尔德·奥托是麻省总医院的胸外科医生。为病人提供咨询，为肺病患者做手术，这些都是他工作的一部分，另一部分则是科研。

在美国，有12万重病患者在等待器官移植；在德国，等待人数超过1万。在奥托的诊室里，总有病人因为等不到合适的器官而死亡，或者是移植后因排斥反应而丧命。奥托收到来自世界各地病人的信和邮件，比如突尼斯、中国、英国和印度。

“您好，先生！我来自孟买，39岁，身患慢性肾功能衰竭。我希望参加人工肾脏移植手术的首次试验。谢谢！”

“人工培育的肺何时能够进行移植呢？谢谢！我是一名在肺移植等待名单上的病人。我知道，可能要等很久。”

“您可以尽快联系我吗？这真的很可能救我的命。”

奥托说：“什么时候能够用病人自己的细胞培育出肺或心脏，问题就解决了。”

全世界的科学家都在致力于在实验室培育人体器官。他们自称“人体器官培育员”，使用3D打印技术打印皮肤，打印材料是细胞；他们将肌肉纤维放置在培养皿中，培育出血管、鼻子、耳朵和气管。如今，研究人员已经成功做出了结构和功能相对简单的身体部位。这是一项革命性的医学成果。科学给人们带来了希望，而最令人切实可感的应该是奥托博士波士顿实验室里的长期试验。

奥托负责培育一个高度复杂的器官——人类的心脏，是人体血液循环的泵和发动机。人们相信，心可以感知、爱和信任，还有人认为心是灵魂的居所。

心脏位于胸骨之后，两肺之间，是一个中空的器官，跟人的拳头差不多大。它和房子一样，有四个腔室，左右心室、左右心房，由间隔隔开。心脏由肌肉组成，因此它能够收缩舒张。

它的作用就相当于一台压力泵，每天在心肌、腔室、瓣膜的共同作用下促使血液流动。一分钟之内，心脏将血液输送至全身，5升血液，60-80次跳动，带着氧气和能量流经所有器官、肌肉、细胞。它是大自然的艺术，是进化的杰作。同时，它也是人类的脆弱点。世界上最常见的致命原因是冠心病和心梗。

刚刚过了中午，奥托穿着天蓝色的外科医生工作服，两腿交叉，坐在办公室里。他刚在医院里给一位癌症病人做了肿瘤穿刺，现在他来回地推着桌子上装着一颗苍白猪心的玻璃容器，谈着将来的可能性：再也没有人需要忍受漫长的等待。病人可以预订器官，就像在超市里预订一块去骨肉一样。捐献的心脏或猪的心脏被分尺寸大小存放在一个超大冷柜里。人体器官培育员从中取出需要的心脏，然后使用病人自己的细胞，为其定制一颗适合的心脏。这颗心将承载病人自己的基因信息。奥托说：“一举两得，可以解决排斥反应和器官短缺两个问题。”

奥托的这句话似乎说得很随意，他的工作就是像做手工一样培育身体部位。如果未来人们看待身体就像看待可以替换的句子成分，可以轻易替换脆弱的心脏、坏了的肾脏、有问题的肺，我们会有多长寿？另外，如果除了皮肤、耳朵、鼻子，还可以制造出复杂的器官，那么距离实验室生物的出现又会有多远？

不过，奥托并不是这样的革命者，他更像一个正在寻找完美培育方法的修理工。

走进奥托的实验室，最先引人注意的是气味，一种消毒剂和烘烤过的贝果面包圈的混合气味；然后是声音，泵的嗡嗡声、冰箱和恒温箱的声音；接着是一只手臂，它微微弯曲在溶液里，半握拳，仿佛在从彼岸招手。实验室里摆着8张有编号的长工作台。在狭长的走道里，16个人只能挤挤挨挨地走。他们是自信的年轻科学家。任曦（音译）来自北京，大家叫他查理。孔拉德说，查理“最近刚培育出了相当好的肺”。孔拉德来自图宾根，他把这个肺移植进了一只猪体内。两周前，他还把一颗培育心脏移植进老鼠的体内。他说：“这只老鼠情况极好。”

还有来自马里兰的马提亚，来自加拿大的琳达，来自新罕布什尔的杰奎琳。马提亚在努力复活那只手臂。来自马来西亚的谭俊杰（音译）放弃了自己的实验室，来了这里。

在H2号工作台上的玻璃容器里，有一块乌灰色的类似海绵样的鼓鼓的东西，那是人的半边肺叶。斜对着的是老鼠的心脏、大腿和肺，像包裹面包的透明油纸一样挂在那里。在生物反应器里，一颗新鲜猪心晃动着，它被连接在一个泵上，刚被放过血；而存放在螺口盖玻璃容器里的婴儿心脏，已经做好了重生的准备。endprint

哈拉尔德·奥托首次使心脏跳动是在他27岁的时候。那时他还是明尼苏达大学著名的人体器官培育者多丽丝·泰勒的博士后。奥托研究猪的心肌细胞修复，例如如何通过注射新鲜细胞修复心梗后的心脏。“后来我明白了，这种方法行不通。”心梗之后，只是注射细胞根本不能解决问题。他想：“我们是否应该另寻途径，培育新的心肌。”

很多研究者耗费时间在如何仿造人体器官的结构上。与他们不同，奥托走了一条回收利用的路。心脏的主要支架、瓣膜和隔膜被保留，蛋白纤维和糖类则都被清除。血液循环系统的血管完美得就像出自神之手。

奥托喜欢把这一过程比作修复桁架建筑：去除灰浆、隔音隔热材料、石头，只留下房屋的框架结构。以此方式建造出一些崭新的东西。最后，房子是新的，但是内核还是原来的。

奥托说：“我用小鼠心脏成功实现了血液循环。”为了彻底清洗心脏，他费力研究了很多化学试剂，测试酶、酸、碱。在毁了几十颗心脏后，他终于找到了办法——十二烷基硫酸钠。这是一种表面活性剂，是洗洁精和沐浴乳的主要成分。

奥托说：“在作为溶剂注入心脏后，十二烷基硫酸钠突然变得透明。这让所有同事都惊讶不已。”这颗心脏被除去了原本属于小鼠的细胞、大部分的基因以及全部填充物。剩下的是透明、无细胞的蛋白质支架。当时，奥托很清楚：“这足以改变一切。”

奥托用此方法清洗了更多心脏，这一过程在医学中被称为“去细胞”。奥托的革新之处在于：他没有试图将心脏放在溶剂中使其丧失细胞，而是通过血管系统进行清洗。很快，他就着手在蛋白质支架上种植新的心肌细胞。

奥托说：“那时很多人认为我的做法相当愚蠢。”他把沙发推到存放心脏的自制反应器前。反应器为人工营养液提供氧气，在心脏中循环。为了制造有用的组织，心肌细胞需要机械刺激，因此奥托在反应器里设置了“压力激发器”。这颗心脏何时能自己跳动起来呢？还是说它需要外力帮助？

奥托、一位同事以及一名在星巴克偶遇的马来西亚学生轮流在沙发上过夜，看守反应器。奥托说：“可是我们从来没能记录到它砰砰跳的情形。”好几百回，他凌晨3点去到实验室，但每次都只是误判。直到这一夜，奥托睡着时，电话响了。

“哈拉尔德，跳了！”同事托马斯说。

“没有，不过又是桌子晃了。”奥托说。

“不，真的跳了！”同事說。

奥托翻身起床，奔向实验室。真的成功了！那颗心脏跳动了！“砰，它在跳着，砰砰。”来自因斯布鲁克的博士后奥托培育出了实验室人体器官。他在那个时期培育出来的几颗心脏跳动了40天。

4个月前，器官银行打来电话：一颗小心脏刚刚停止跳动。孩子很小，原本是正当学爬的年龄，也许刚会扶椅子站起来，或是把碎屑塞进刚会说话的嘴里。

孩子父母希望能帮助到别的孩子，于是捐出了这颗心脏。不过因为某种原因，它并不适合用来移植，所以被转为科研之用，送到了麻省总医院雅克·古耶特的手中，放进溶液里，然后被放入冰箱，上面用红色马克笔写着：“非食品”。

古耶特主持实验室的心脏项目。35岁的他是一位年轻的组织工程师。他每天跑步6英里，皮肤因此变成了棕色。有时候，他看着玻璃瓶中的器官，常能识别出捐助者的生活方式。很多心脏来自年轻吸毒者，很多来自肥胖者。胖人的心脏常常像一团黄油，古耶特说：“有一次，我们得到一颗年轻女人的心脏，她的身高体重指数达32。脂肪太多了，根本看不见红色组织。”

小女孩的心脏则不一样。它很纯净。雅克·古耶特把玻璃罐子拿在手里，转了一下，似乎想把瓶子转起来，并说：“这真的很特别。我们的冰箱里有过很多心脏，但是几乎从来没有过婴儿的心脏。”

古耶特第一次拿到这颗心脏的时候，它还是红色的。他立刻开始行动起来，去除血液、细胞还有大部分DNA。古耶特把心脏和一根管子连接起来，放在一个玻璃的生物反应器中，开始使用清洗剂彻底清洗血管。奇迹出现了：心脏先是变成粉色，然后浅粉，两个星期之后，就变成了不真实的白色。

4个星期之后，去细胞的婴儿心脏被放进了冰箱，等到足够的新心肌细胞培育出来，它就会复活。来自马来西亚的谭俊杰负责培育细胞，大家叫他JJ。31岁的他性格开朗，戴着眼镜，穿着白色罩衫。为了用心肌填充左心室的一部分，需要3亿个细胞。JJ的每个培养皿中都有1000万个所谓的诱导干细胞，如果进展得好，它们可以转变为900万个心肌细胞。

约十年前，制造心肌细胞还具有道德争议。因为要制造心肌细胞，科研人员需要用到胚胎干细胞，而这只能从5天大的胚胎上得到。

一名日本科学家研究出了一种方法，使事情变得容易起来：可以在实验室里通过成人的皮肤细胞得到干细胞——诱导干细胞。这样，道德问题解决了，排斥反应也没有了。添加不同的生长物质后，这些干细胞可以分化成很多不同种类的细胞，还可以进行编程。JJ向培养皿里加入不同的营养，它们就可以变成血管细胞或心肌细胞。

JJ说起细胞的样子更像是父亲谈到孩子。他说：“它们喜欢粘在一起，它们需要能一起聊天的朋友。”他为它们添加粉色人工营养液，它们会在37度的环境中生长一个月时间。“如果我哪天心情不好，”古耶特说，“就会来看看这些细胞。每次我都会觉得：哇哦，这太赞了。然后就会感觉开心许多。”

“这里！”JJ指着自己的成果：一堆心肌细胞，在培养皿里收缩，“砰砰”跳动，这是生命。细胞是一切的起源，是最小的生命单位。细胞核里藏着遗传信息，线粒体转化为能量，细胞膜调节物质交换。这是细胞的天性：成长，分裂营养物质，加工。它们适应环境，对外在刺激作出反应，一切都区别于无生命的物质。一切我们视为生命的，都是细胞的杰作。兆亿个细胞是生命的乐高积木，不存在无细胞的生命。

雅克·古耶特从纸包里拿出无菌手套，慢慢戴在手上，拧开玻璃罐子的盖子，小心翼翼地拿出小女孩的心脏，就像把一只受伤的小鸟捧在手中。endprint

与此同时，奥托博士走了进来。他问，孩子的心脏怎么样了。啊哈，很漂亮。他查看查理的肺部试验，评价孔拉德的老鼠，说着以“这儿没人……”和“什么，要是我们那时…”开头的句子。这位设计师仿佛在巡视人体器官工厂。

奥托的同事对猪实施了培育肺叶移植，对老鼠进行了心脏移植。他们已研究了80多颗人心，实现了心肌组织的收缩。心肌组织有能力传导电子信号，在左心室可以测量到压力，显示出物质交换活动。它活着。14天后，这些心脏大多数被切开分析。研究人员还有很多没有弄明白的地方。

尽管如此，依然不断有病人请求参加奥托的器官移植试验。“有希望，当然也很危险。”他说，“我很清楚，距离临床应用还比较遥远。”但是人们相信有一天他能够成功移植实验室培育出来的心脏、肺叶、肾脏，这已经给病人们带来了莫大的安慰。“医生口中最糟糕的话语就是：没有办法。”人们想抓住最小的希望，“这也是我们特有的生存策略。”奥托这么说。

雅克·古耶特将心肌细胞注射进婴儿心脏的左心室。它们应当在这里扎根，生长，成为一块可以收缩的肌肉。

哈拉尔德·奥托坐在办公室里，谈着刚才施行手术的病人。“病人曾经心力衰竭，还有肺癌，只有一点点心功能，不能做肺癌手术。”奥托说。病人很可能活不了了。他还能在哪份移植名单上有机会？

评论家们说，奥托培育人体器官，随之产生的长寿首先可能引发社会问题。谁能承担替换身体部位的费用，谁又不能？一颗定制心脏要多少钱，一条生命又要多少钱？要是只有成功的企业家能负担，而护士却不能，会怎样？奥托说，他也在不断问自己：一切只是为了一小部分想要永生的富人吗？

奥托说：“但是如果因为人们认为可能会太贵，就不去研究，无疑是错误的。”他相信培育心脏有很高的性价比。“一个心功能不全的病人并不会立刻因心脏病而死。”奥托说，“病人每月来医院，并且要长年不间断治疗。”也许定制心脏对于病人來说更加合算。

雅克·古耶特复活了小女孩的心脏。两周半之后，这颗心脏的第二次生命也到了尽头。注入的细胞长成了一块还不成熟的心肌，心脏组织没有像计划的那样收缩，生物反应器的表面飘浮着一些杂质。心脏受到了感染，可能是真菌或细菌。

对古耶特和同事来说，这令人大为失望，但至少可以说是漫长征途中的一个小进展。他们将把心脏切成极细的薄片，放在玻璃片上，在显微镜下分析。他们将会得出结论，再获取一颗新的心脏。如果顺利，心脏就会砰砰砰地跳动起来。

[译自德国《明镜周刊》]endprint