在猪死后一小时内,一种新的系统阻止了猪器官细胞的退化,这一发现表明,细胞的死亡速度并不像人们之前理解的那样快。这项技术成功地恢复了猪的血液循环,修复了受损的细胞。
来自耶鲁大学医学院的研究小组使用一种名为“器官轻段”的计算机控制器来模拟心肺功能。在猪死后一小时,它向猪全身注入了一种灌注液——一种混合了合成血红蛋白、抗生素、以及保护细胞并防止血栓的分子的液体。传感器实时监测猪的血液循环并测量动脉内的压力。
然后,他们将接受“器官轻段”治疗的猪与连接在更传统机器上的猪进行比较,测试“器官轻段”的疗效。医院使用这种更传统的机器来恢复严重心肺疾病患者的循环,这一过程被称为体外膜肺氧合。
研究发现,与体外膜肺氧合治疗的器官相比,使用“器官轻段”治疗的器官在出血、细胞损伤或组织肿胀等方面的迹象更少。研究人员表示,这表明该系统可以修复多个重要器官细胞的某些功能,否则这些细胞可能会死亡。例如,研究人员观察了从“器官轻段”猪身上收集的心脏细胞是如何收缩的,但他们在体外膜肺氧合组的样本中没有看到相同的收缩。
耶鲁大学医学院神经生物学教授内拉德·斯坦在新闻发布会上告诉记者:“这些细胞在本不应该工作的几个小时后仍能正常工作,这告诉我们,即使在死亡一小时后,细胞的凋亡也能停止,它们的功能可以在多个重要器官中恢复。但我们不知道这些器官是否可以移植。”
这项研究利用了同一团队之前开发的一台机器——“器官轻段”,用于在猪死后数小时内部分恢复猪的大脑。研究人员还使用了一系列泵和过滤器来模拟自然血液循环的节奏,将类似的化学混合物通过猪大脑的血管泵入,以在猪死后6小时内恢复氧气流向器官。这项研究使大脑内的许多细胞存活并运作了一天以上,尽管研究团队没有检测到任何表明大脑恢复意识的脑电活动。
当哺乳动物的血液流动受到限制时,比如中风或心脏病发作后,细胞会因血液携带的氧气和营养物质缺乏而死亡,这最终会导致组织和器官死亡。心脏停止跳动后,器官开始肿胀,血管衰竭,血液循环受阻。而“器官轻段”灌注液可以避免这种情况,因为它不能凝固。参与这项研究的耶鲁医学院神经系统副研究员维塞加将“器官轻段”比作“类固醇的体外膜肺氧合”。
他说,这些发现表明,细胞的死亡速度并不像我们想象的那么快,这为干预措施提供了可能性,从而可以有效地“告诉它们不要死亡”。
他补充说:“我们证明了,这种大规模永久性细胞衰竭的进展不会发生得太快,以至于无法避免或可能的纠正。”
纽约大学格罗斯曼医学院重症监护医学副教授帕尼亚虽然没有参与这项研究,但他称这些发现“非常了不起”。他认为,“器官轻段”可以保存那些死亡人的器官,但像溺水或心脏病发作这些人的潜在死因,仍然是可治疗的。
帕尼亚还认为:“这项研究表明,我们将死亡视为绝对非黑即白的社会习俗在科学上是不成立的。相比之下,从科学上讲,死亡是一个生物过程,并且在发生后数小时内仍可治疗或可逆。”
赛斯坦表示,该团队正在计划未来在动物身上进行研究,很明显,下一步是尝试研究使用“器官轻段”灌注的器官是否可用于移植。
然而,研究人员热衷于强调,这项技术仍处于实验阶段。参与该项目的耶鲁大学生物伦理学跨学科中心主任斯蒂芬说:“这项研究离用于人类还很远。”
虽然,在研究团队开始考虑将同样的全身方法应用于人类之前,还需要进行大量的实验,但这并不意味着它永远不会发生。斯蒂芬认为,这种灌注液需要适应人体,以确保它不会损害任何组织。他指出,逆转部分(而非全部)组织损伤将是一件“可怕的事情”。
他补充说:“我认为,以这项研究为基础,抢救和维护器官以供移植是一个更接近、更现实的临床目标。”
斯坦福大学法律和伦理学教授格里认为,虽然该系统可能对人体器官移植有用,并因此拯救更多生命,但它并没有征得伦理问题上的“许可”。虽然格里审查了2019年的研究结果,但他并没有参与最新的“器官轻段”研究。
“如果你在人类身上做这个实验,那么很重要的一点是,人们不仅要被告知他们是自愿接受器官移植的,而且还要让他们的身体存活一段时间以协助移植。”他说道,“但这并没有回答猪脑实验遗留的问题:你真的能让大脑复活吗?他们坚决不去寻找这个问题的答案。”