恢復死亡豬腦的腦循環,開闢了無法想象的可能性?

恢复死亡猪脑的脑循环,开辟了无法想象的可能性?

恢复死亡猪脑的脑循环,开辟了无法想象的可能性?

2019年4月18日出版的英國《自然》雜誌封面。(資料圖/圖)

全文共3985字,閱讀大約需要5分鐘

  • 耶魯大學的科學家研發了一套體外灌注系統,能夠讓死亡數小時後的豬腦恢復腦循環和部分腦細胞功能,並維持了至少6個小時。這一令人震驚的研究開闢了以前無法想象的可能性,並在理論上對現今的腦死亡標準以及由此制定的器官移植政策和程序造成巨大沖擊。

文 | 南方週末特約撰稿 張田勘

2019年4月18日出版的英國《自然》雜誌刊登題為“讓時光返流”的封面文章,直接挑戰人類社會現行的死亡標準和定義。耶魯大學醫學院的神經科學家內納德·塞斯坦(Nenad Sestan)團隊研發了一套名為BrainEx的體外灌注系統,能讓死亡數小時後的豬腦恢復腦循環和部分腦細胞功能,並維持至少6小時。

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恢復豬的部分大腦功能

塞斯坦團隊的研究結果意味著,已經或正在很多國家認可和實施的腦死亡標準將受到嚴重懷疑和動搖。當然,從研究結果來看,可能還不能推論到人,因為這樣的研究是不可能在人身上進行的,而且,研究也只是得出了部分結果,並非全面和深入的結果。

塞斯坦團隊從食品加工廠獲得死亡的豬,並從豬的頭部取出完整的豬腦,然後通過頸動脈將豬腦與體外灌注系統,即BrainEx系統(可以模擬正常37攝氏度體溫下血流脈動的體外灌注)相連,供給豬腦一種以血紅蛋白為主的無細胞灌注液。

這些豬已經死亡4小時以上,但是在接通BrainEx系統的持續6小時灌注期間,有32個豬大腦恢復了主要動脈、小血管和毛細血管的循環。不僅如此,在對灌流液中施加一種用於增加人腦血流的藥物後,這些豬腦的血管出現擴張,加快了灌流液流速。這表明,死亡的豬大腦對藥物也產生了相應的反應。

更重要的是,BrainEx系統對大腦神經系統的修復。在BrainEx系統的支持下,豬的大腦皮質的神經元死亡有所減少,神經細胞的形態和密度得以保持,部分神經細胞的功能也恢復了。證據是,用電極檢測單個神經元的生物電流活動,可以發現神經元產生自發突觸活動。這說明,大腦擁有的腦細胞恢復功能或許比過去所認為的還要好。

神經元功能的恢復被視為大腦功能保持和恢復的重要基礎。過去認為,人和其他一些高級哺乳動物的大腦十分脆弱,一旦血供停止4-6分鐘,就可因為缺氧和缺少營養支持而造成神經元不可逆的傷害和死亡,所以對心腦缺血的急救一般要求越早越好,最好是在6分鐘內實施。

然而此次研究結果表明,血供中斷後的腦細胞功能退化更可能是一個緩慢的過程。由於資源有限,此次研究是在維持了6小時後人為中斷了灌注。假如不中斷,BrainEx系統是否可以維持豬腦功能更長時間,以及能否恢復全部正常的腦功能尚不清楚。當然,需要指出的是,目前的結果並不能肯定已死亡的豬恢復了腦意識(awareness)、感覺(perception)或其他與大腦高級功能相關的全腦電活動。所以,塞斯坦團隊謹慎指出,大腦神經生理活動的復甦與整體功能的恢復不能相提並論。

然而,僅僅是大腦在死亡後有部分生理活動的復甦也足以對現今的腦死亡標準以及由此制定的器官移植政策、制度和程序造成巨大的衝擊,也因此,同期《自然》上刊發的評論指出,“BrainEx研究開闢了以前無法想象的可能性”。

恢复死亡猪脑的脑循环,开辟了无法想象的可能性?

<strong>(東方ic/圖)

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腦死亡標準將受衝擊

BrainEx系統讓死亡大腦部分復甦對社會的衝擊目前可以想象的首先是腦死亡標準,以及隨後的器官移植。世界上有一百多個國家實施腦死亡標準。根據塞斯坦團隊的研究結果,如果能對宣佈腦死亡的人進行BrainEx系統灌注施救,理論上就有可能讓人的大腦恢復部分功能,實際上也就會阻止腦死亡標準的實施,結果是,難以摘取腦死亡供者的器官對他人進行器官移植。

對於死亡,從古至今人類社會一直遵循的是心肺死亡(呼吸心跳停止)標準,1968年哈佛大學醫學院特設委員會對腦死亡概念進行了深度解釋,制定了人類首個腦死亡判定標準後,腦死亡才逐漸替代心肺死亡標準或與心肺死亡標準並存。腦死亡標準包括:不可逆的深度昏迷;無自發呼吸;腦幹反射消失;腦電活動消失(電靜息)。凡符合這些標準,並在24-72小時內重複測試,結果無變化,即可宣告死亡。

中國也制定了醫學上的腦死亡標準(《腦死亡判定標準和技術規範(成人質控版),以及《腦死亡判定標準及技術規範(兒童質控版)》),包括:深度昏迷、自主呼吸停止、腦幹反射消失。必須同時、全部具備上述3項條件,而且需明確昏迷原因,排除各種原因的可逆性昏迷。但是,由於中國的法律目前並沒有明確和認可腦死亡,中國還是以心肺死亡為標準認定死亡。如果從腦死亡發展的歷史和複雜性來看,塞斯坦團隊的研究結果也有可能讓腦死亡標準“時光返流”。

1959年法國學者莫拉雷(P. Mollaret)和古隆(M. Goulon)在第23屆國際神經學會上以23個大腦受到嚴重損傷的病例報告為依據,提出凡是被診斷為深度昏迷的患者,其甦醒的可能性幾乎為零。由此,他們首次提出了“過度昏迷”的概念並使用了“腦死亡”這一術語。隨後這一概念在醫學界逐漸接受和認可。但是,在臨床死亡判定上並未得到實行。

1966年美國醫學界提出,應當把腦死亡作為臨床死亡的標誌,同時1968年在第22屆世界醫學大會上,美國哈佛醫學院腦死亡定義審查特別委員會提出了“腦功能不可逆性喪失”作為新的死亡標準,並制定了世界上第一個腦死亡診斷標準。

同年,世界衛生組織(WHO)所屬的國際醫學科學組織委員會也制定了腦死亡標準,依據的基本就是哈佛醫學院的標準,但是也有一定的差異,包括5項:昏迷,對整個環境應答反應消失;各種反射消失,瞳孔無對光反射,呈擴張狀態;自主呼吸消失,包括停止人工呼吸3分鐘後仍無自主呼吸;如果不以人工維持,血壓急劇下降;甚至給予刺激,腦電圖呈直線。以上情況應排除低體溫(小於23℃)患者和藥物濫用者。24小時重複上述測試,結果不變,方能確認。

當然,腦死亡還分為全腦死亡和腦幹死亡。1976年,英國皇家醫學會提出以腦幹死亡作為腦死亡標準,這比哈佛標準的腦功能不可逆性喪失更推進了一步。1995年,英國皇家醫學會制定了腦幹死亡標準。1998年,英國衛生部正式提出《腦幹死亡診斷之準則:包含確定和管理潛在的器官與組織捐贈者的方針》。

另外,1980年中國學者李德祥提出全腦死亡應是腦死亡的標準,這能避免大腦死亡、腦幹死亡等腦的部分死亡等同於腦死亡的缺陷。

基於上述種種醫療現象,國際上也對腦死亡具有爭議,主要集中於全腦死亡、腦幹死亡和高級腦死亡3種概念。全腦死亡是指包括大腦、小腦和腦幹在內的全腦機能完全不可逆的喪失。判定全腦死亡需要同時具備3個基本的條件:深度昏迷、無自主呼吸和腦幹反射全部消失。腦幹反射包括瞳孔對光反射,如光刺激可以引起瞳孔縮小,以及眼心反射,即壓迫眼球可以引起心率減慢等。

腦幹死亡即腦幹機能的不可逆的喪失。腦幹掌管呼吸和心跳,一旦腦幹機能喪失,患者的腦幹反射和呼吸心跳都會完全喪失,大腦皮質的死亡只是時間的問題。顯然,全腦死亡標準已經把腦幹死亡標準包括在內。

高級腦死亡的概念是指人的知覺和認知不可逆的喪失才是死亡,但在一定程度上會混淆植物人和腦死亡的區別,當然這一概念更加關注人的社會性一面,但是沒有得到醫學界大多數人的認可。

由此提出了一個問題,需要把腦死亡與植物人嚴格區分開來。腦死亡病人沒有自主呼吸,靠呼吸機維持生命,但植物狀態的病人存在著部分自主機能,如吮吸、咀嚼、吞嚥、心跳和腦幹等原始反射,很多人有自主呼吸。診斷為腦死亡後沒有死而復活的病例,但植物人有甦醒的可能。

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中國的腦死亡立法

目前世界各國醫學專家相繼提出了大約三十餘種關於腦死亡的診斷標準,但大多數國家採用的還是哈佛標準,一般可歸納為5條:深度昏迷,腦反射消失,無自主呼吸,腦電圖檢查無反應,腦循環停止。

世界上一百多個國家實行的腦死亡標準都是全腦死亡標準。主要分為4類:第一類是法律明文規定腦死亡是宣佈死亡的依據,這樣的國家有美國、芬蘭、德國、羅馬尼亞、新加坡、印度等;第二類是雖無正式的法律,但臨床上和實際上承認腦死亡,這樣的國家包括比利時、英國、新西蘭、南非、奧地利、韓國、泰國等;第三類是同時認可心肺死亡和腦死亡,這類國家包括美國、日本、奧地利、芬蘭、瑞士;第四類是法律上不承認腦死亡是宣佈死亡的依據,但醫學上承認腦死亡,如中國。

腦死亡在中國有著非常艱難的承認過程,塞斯坦等人的研究結果如果能得到臨床應用,就有更多國家的人難以認同腦死亡。而且,即便是目前中國醫學界認可腦死亡,在法學和社會學界,以及人們在生活中還是堅持要用綜合標準來判斷死亡。綜合標準是除心肺死亡、腦死亡之外的另一種標準,包括自發呼吸停止、心臟跳動停止、瞳孔反射停止三個標準。

實質上,綜合標準也就是心肺死亡標準,實際上國際醫學科學組織委員會制定的腦死亡標準中也包含了瞳孔無對光反射,呈擴張狀態,說明腦死亡和心肺死亡的標準正在接近,但還是有差異,最大的差異就是不可逆的昏迷。

所謂的綜合標準即心肺死亡標準得到中國法學界和社會公眾的廣泛接受和認可,直到現在也一直是認定死亡的法律標準。腦死亡標準只是在醫學界認同,並沒有被法學界、社會和公眾採納,因此,中國的器官移植主要還是依據心肺死亡標準來摘取供者的器官。

腦死亡的器官是最佳器官移植供體,移植的器官在有血供時從供體上取出時質量最好,因為腦死亡者仍有殘餘心跳,各臟器血液供應得以維持,所以在及時施行人工呼吸和給氧條件下,各臟器組織不像心肺死亡者那樣發生缺血、缺氧。實行腦死亡標準,可以在心跳未停止之前並有血壓的情況下摘取移植器官,有利於提高器官移植的數量和質量。

現實情況是,中國人也在逐步採納腦死亡標準。儘管法律並未認可,但是2016年、2017年對中國4080例、5136例捐贈器官的調查表明,至少有1/3的病人家屬是接受腦死亡標準後同意捐贈親人的器官的。2018年,全國人大同意腦死亡立法不再單獨立法,而是擬採用在現行法律中增加腦死亡和心肺死亡的二元死亡標準(即腦死亡和心肺死亡標準並存的法律認定方式),給死者家屬一定選擇權。

然而,迄今一方面是立法尚未出臺,二是即便立法出臺,醫院如何執行也存在問題。很多時候,即便按照腦死亡標準,病人已無任何救治希望,但親人往往在情感上仍難以接受腦死亡這一事實,他們會提出,明明心臟還在跳動,怎麼忍心放棄治療!如果家屬不同意放棄治療,醫生也不能終止治療。現在有了BrainEx系統,在理論上可以部分復甦大腦,這意味著連腦死亡的標準也需要重新認定。

因此塞斯坦等人的研究結果在理論上會衝擊中國的腦死亡立法,並且對已經認可和實施腦死亡的其他一百多個國家提出了挑戰。當然,這一研究結果的實際挑戰意義和效果有多大,還需要後續的觀察。

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