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真的能起死回生嗎:研究人員發現豬死后其器官還能部分存活!
在豬死后一小時,研究人員已經恢復了豬的心臟和大腦等重要器官的循環和細胞活動。這項研究挑戰了心臟死亡——血液循環和氧合停止時發生的死亡——是不可逆轉的觀點,并對死亡的定義提出了倫理問題。在這項研究之前,這些科學家在2019年進行了實驗,他們在豬死后4小時復活了豬的無實體大腦,這對腦死亡是最終決定的想法提出了質疑。
北卡羅來納州達勒姆市杜克大學的神經倫理學家妮塔·法拉哈尼說,最新的實驗“令人震驚”。雖然這項研究是初步的,她說,它表明,一些認識到的人體局限性可能會被克服。
在8月3日發表在《自然》雜志上的這項研究中,研究人員將死亡一小時的豬連接到一個名為OrganEx的系統中,該系統將一種血液替代品泵入動物的全身。這種溶液含有動物的血液和抗凝劑等13種化合物,可以減緩動物身體的分解,并迅速恢復一些器官功能,如心臟收縮和肝、腎的活動。盡管OrganEx幫助保存了一些腦組織的完整性,但研究人員并沒有觀察到任何表明動物恢復意識或感覺的大腦活動。
與2019年的論文一樣,這項研究可能會重振關于死亡定義和死后器官捐贈倫理的辯論。作者警告說,這些結果并不表明豬死后以某種方式復活了,特別是在大腦沒有電活動的情況下。康涅狄格州紐黑文市耶魯大學的神經科學家、研究小組成員Zvonimir Vrselja說,“我們讓細胞做了一些它們不能做的事情”。“我們并不是說它與臨床相關,但它正朝著正確的方向發展。”
循環重新開始
耶魯大學神經科學家兼團隊成員內納德·塞斯坦預測,鑒于2019年的豬腦研究,這些實驗可能會奏效,因為大腦是最容易缺氧的器官。“如果你可以恢復死豬大腦的某些功能,你也可以在其他器官中恢復,”他說。
為了找到答案,他和他的合作者修改了BrainEx解決方案和用于該研究的技術。“BrainEx是為一個特定的器官量身定制的,但我們必須找到一個適用于所有器官的共同點,”Vrselja說。他說,在細胞器溶液中,研究人員加入了抑制血液凝固和免疫系統的化合物,免疫系統在身體其他部位比大腦更活躍。
塞斯坦的團隊從當地農場飼養員那里獲得了豬,并對它們進行了三天的監測,然后給它們打鎮靜劑,給它們戴上呼吸機,并通過電擊它們的心臟來誘導心臟驟停。在確認沒有脈搏后,他們將動物從呼吸機中取出。豬死亡一小時后,他們重新啟動呼吸機和麻醉。然后,一些豬被連接到器官系統;其他人沒有接受任何治療,或被連接到體外膜氧合(ECMO)機,一些醫院使用這種機器作為最后的努力,為身體提供氧氣和清除二氧化碳。
六個小時后,研究人員注意到,接受細胞器溶液的豬比接受ECMO或未接受治療的豬更有效地重新啟動了循環。氧氣開始流向這些器官動物全身的組織,心臟掃描檢測到了一些電活動和收縮。但是心臟還沒有完全重新啟動,還不清楚它在這些動物身上到底做了什么,耶魯大學的神經科學家和團隊成員David Andrijevic說。
研究人員還注意到,器官豬的肝臟比其他組的豬的肝臟產生更多的稱為白蛋白的蛋白質。器官豬的每個重要器官中的細胞對葡萄糖的反應比其他組的動物要大得多,這表明治療啟動了新陳代謝。
Vrselja說,考慮到死亡后分解開始的速度,這些發現是驚人的。在心臟停止跳動的幾分鐘內,身體變得缺氧,酶開始消化細胞膜,導致器官迅速失去結構完整性。
研究人員還發現,與ECMO組或未治療組相比,在細胞器組中,更多負責細胞功能和修復的基因在所有主要器官中活躍。
不自主運動
奇怪的是,只有歐根紗豬在接受對比染料注射后開始不由自主地抽動它們的頭部、頸部和軀干,這有助于科學家在治療后可視化動物的大腦。研究人員對這些運動沒有很好的解釋,指出鑒于缺乏電活動,脈沖不太可能在大腦中產生。他們說,這些運動可能起源于脊髓,脊髓可以獨立于大腦控制一些運動功能。
法拉哈尼說,如果細胞修復的發現可以在動物身上復制,并最終在人類身上復制,它們對人類長壽的影響可能會像心肺復蘇術和呼吸機的出現一樣“深遠”。這是因為這項技術有朝一日可能被用于保存供移植用的器官——這種器官供應短缺——甚至用于復蘇。
ECMO目前被用于保存一些死者的器官以供捐贈,或者試圖使心臟病發作后的人復蘇。出于這些目的,醫生通常需要在心臟病發作或死亡后不久就開始ECMO——成功率可能很低,這取決于受傷的嚴重程度,加拿大蒙特利爾麥吉爾大學健康中心的重癥監護醫生薩姆·謝米說。
英國愛丁堡皇家醫院的移植外科醫生Gabriel Oniscu表示,鑒于與ECMO相比,豬的器官在歐根紗上的表現有所不同,這可能是一項“里程碑式”的研究,可能“顯著增加可回收用于移植的器官數量”。
Shemie說,在這發生之前,評估回收器官的可行性的進一步研究將是至關重要的。
倫理挑戰
法拉哈尼說,這些潛在的影響帶來了倫理挑戰,特別是如果這項技術有一天可以在死后恢復大腦活動。
研究人員指出,豬大腦中的電活動可能已經消失,因為他們泵送的溶液比正常體溫低(28℃),或者因為它包含麻醉化合物和神經元阻斷劑,可以抑制這種信號。法拉哈尼說,對未來的研究人員來說,測試大腦活動的任何恢復都將是重要的,特別是考慮到研究人員在實驗中觀察到的頸部抽搐。
德克薩斯大學西南醫學中心的細胞生物學家吳軍說:“這是一項重要的研究,因為他們證明了胚胎干細胞可以在體外產生包含所有早期器官的完整的胚胎樣結構。”
紐約大學生物倫理學家亞瑟·卡普蘭說,這項研究還進一步強調,死亡不是一個瞬間,而是一個過程,因此很難找到一種統一的方式來宣布一個人死亡。他補充說,這意味著死亡的法律定義將隨著醫學的不斷進步而不斷調整。“人們傾向于關注腦死亡,但對于心源性死亡何時發生沒有太多共識,”他說。"這篇論文以一種重要的方式闡明了這一點."