生命懸停，為了延續(xù)

葉欣

2019年11月，美國(guó)科學(xué)家成功地進(jìn)行了一項(xiàng)將人體置于假死狀態(tài)的試驗(yàn)，這是有史以來(lái)實(shí)現(xiàn)的首例“生命懸停”的試驗(yàn)。該試驗(yàn)通過(guò)降低人體體溫來(lái)減緩生命活動(dòng)進(jìn)程，從而讓外科醫(yī)生贏得時(shí)間來(lái)盡力拯救身體受到致命創(chuàng)傷者。

這項(xiàng)試驗(yàn)涉及的關(guān)鍵技術(shù)叫作“緊急保存和復(fù)蘇術(shù)”（簡(jiǎn)稱“EPR”）。在試驗(yàn)中，美國(guó)馬里蘭大學(xué)醫(yī)療中心的泰舍曼教授及其團(tuán)隊(duì)使用EPR來(lái)救治因嚴(yán)重外傷（如槍擊、刺傷）導(dǎo)致心跳停止的傷者。此前，醫(yī)生僅有幾分鐘時(shí)間來(lái)為這類傷者進(jìn)行手術(shù)。時(shí)間一旦拖延，傷者就可能因失血過(guò)多導(dǎo)致心跳停止，能夠幸存的概率很小。

EPR原理

EPR的工作原理是將人體溫度快速降低至10～15℃（人體正常體溫為36～37℃），然后用冰冷的生理鹽水替換全身血液，再將患者與冷卻系統(tǒng)斷開(kāi)并送入手術(shù)室。這時(shí)，醫(yī)生處理受傷部位的時(shí)間由通常的幾分鐘延長(zhǎng)至2小時(shí)。在手術(shù)后，醫(yī)生用傷者自身的血液替換掉生理鹽水，使傷者體溫回升，心臟恢復(fù)跳動(dòng)。

泰舍曼教授在2005年發(fā)表了一項(xiàng)以狗為試驗(yàn)對(duì)象的研究成果，正是該成果為目前正在進(jìn)行的人類試驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。泰舍曼教授此前曾將14只試驗(yàn)狗置于假死狀態(tài)2小時(shí)，然后進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。這14只試驗(yàn)狗中有12只成功“復(fù)活”。這一試驗(yàn)結(jié)果有力地證明了使用EPR的可行性。泰舍曼教授解釋說(shuō)，EPR對(duì)瀕死的重傷者來(lái)說(shuō)是一種爭(zhēng)取新生的新方法。體溫的急劇下降大幅降低了患者的新陳代謝速率，從而為外科醫(yī)生爭(zhēng)取到比原來(lái)多得多的時(shí)間來(lái)修復(fù)傷者創(chuàng)傷。

泰舍曼教授（右二）在實(shí)施EPR手術(shù)。

目標(biāo)體溫管理

“目標(biāo)體溫管理”（簡(jiǎn)稱“TTM”）概念的首次提出并非是在生命懸停試驗(yàn)中，早在幾十年前就曾被用于輔助心臟驟停和中風(fēng)手術(shù)。最近的研究顯示，心臟驟停后采取TTM可提高完整保留神經(jīng)功能的概率（其中的確切機(jī)制還有待繼續(xù)研究）。科學(xué)家認(rèn)為，降低體溫對(duì)神經(jīng)的保護(hù)作用能減輕毒性自由基對(duì)血腦屏障造成的損傷，也能減輕心臟驟停和“腦血管意外”后缺血再灌注（新鮮血液與帶有炎性化合物的血液混合）帶來(lái)的損傷。通過(guò)降低體溫進(jìn)而降低了代謝需求，這被認(rèn)為是臨床應(yīng)用中最重要的方面。

為什么降低體溫如此關(guān)鍵？在心臟驟停后的前20秒內(nèi)，由于心臟不再泵血（氧氣供應(yīng)停止），各組織器官將殘留氧氣耗盡后，毒素開(kāi)始在大腦累積。這時(shí)如果血流恢復(fù)，大腦中的組織損傷還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生。這種“再灌注損傷”被認(rèn)為是由血液回到缺氧細(xì)胞時(shí)產(chǎn)生的自由基引起的。對(duì)傷者身體進(jìn)行冷卻可以降低大腦代謝速率，從而降低導(dǎo)致細(xì)胞損傷的反應(yīng)速率。傷者的體核溫度（指機(jī)體深部，包括心、肺、腦和腹部器官的溫度）每降低1℃，大腦代謝速率就會(huì)降低6%～7%。在實(shí)施復(fù)蘇術(shù)后，患者仍保持低體溫長(zhǎng)達(dá)12～24小時(shí)，目的是避免蘇醒時(shí)再次造成腦損傷。醫(yī)生也會(huì)使用藥物來(lái)避免患者打寒戰(zhàn)，從而使體溫順利回升。待體溫的回升穩(wěn)定后，患者身體會(huì)以每小時(shí)0.1℃的速率緩慢“加熱”。當(dāng)回到正常體溫時(shí)患者就會(huì)蘇醒。但是要注意，經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間低體溫的患者在蘇醒后往往會(huì)表現(xiàn)出發(fā)燒或呼吸道感染的癥狀。

科學(xué)家認(rèn)為，將EPR全面應(yīng)用到臨床領(lǐng)域的確前景可期，但還有許多方面需要完善，許多難題需要克服，比如：傷者可以保持在低體溫狀態(tài)下多長(zhǎng)時(shí)間？再灌注會(huì)帶來(lái)哪些副作用？EPR真的有效嗎？

等待復(fù)生的死者

EPR技術(shù)的可能終極形式，是頗具科幻色彩的遺體冷凍、等待未來(lái)復(fù)活技術(shù)。

貝德福德出生于1893年，是美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的一位心理學(xué)教授。他是世界上第一個(gè)死亡后身體被冷凍保存的人，其遺體至今還保存在美國(guó)阿爾科公司。貝德福德生前患有腎癌，后來(lái)癌癥轉(zhuǎn)移到肺部，當(dāng)時(shí)的醫(yī)療條件無(wú)法治愈。他留下了10萬(wàn)美元用于自己遺體的冷凍保存及復(fù)蘇治療。不過(guò)當(dāng)時(shí)對(duì)貝德福德使用的冷凍保存劑二甲基亞砜，其效果無(wú)法與現(xiàn)代人體冷凍技術(shù)相比，而且使用這種保存劑還會(huì)限制最終復(fù)蘇的可能性。在早期，貝德福德的遺體冷凍保存在亞利桑那州鳳凰城，后轉(zhuǎn)移到加州。1982年其遺體被搬到當(dāng)時(shí)位于亞利桑那州的阿爾科生命延續(xù)基金會(huì)后，至今一直保存在那里。

杜虹，重慶女作家，1955年出生。2015年，杜虹不幸罹患胰腺癌。胰腺癌是一種極為兇險(xiǎn)的消化道腫瘤，其五年生存率只有7%，死亡率更是遠(yuǎn)高于肺癌和大腸癌等常見(jiàn)癌癥。剛過(guò)60歲的杜虹不甘生命就此結(jié)束，萌發(fā)了“暫停”生命的念頭。杜虹和她的女兒、女婿通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和美國(guó)同學(xué)聯(lián)系，輾轉(zhuǎn)聯(lián)絡(luò)到了美國(guó)最大的人體冷凍公司阿爾科，希望在她去世后將遺體冷凍保存。

2015年5月30日下午5點(diǎn)，杜虹平靜地離開(kāi)了人世。來(lái)自美國(guó)的兩名外科醫(yī)生已經(jīng)在隔壁的房間等待了8個(gè)小時(shí)。從5月19日起，他們就在為這一刻做準(zhǔn)備了。兩名醫(yī)生第一時(shí)間向杜虹體內(nèi)注射了抗凝劑、抗菌藥物和抗血栓藥物，并用特制設(shè)備按壓其心臟以維持血液循環(huán)。隨后杜虹的遺體被放入裝滿冰塊的儲(chǔ)存罐中，1小時(shí)后被轉(zhuǎn)移到了手術(shù)地點(diǎn)。

冷凍艙。

正在接受人體冷凍手術(shù)的貝德福德。

人體細(xì)胞中含有大量水分，在冷凍過(guò)程中會(huì)凝固成冰晶，刺破細(xì)胞。為解決這一問(wèn)題，冷凍遺體、等待復(fù)活的冷凍技術(shù)采用凝固點(diǎn)更低、不會(huì)結(jié)晶的保護(hù)液來(lái)代替水分，以達(dá)到保護(hù)細(xì)胞及脫水的效果。醫(yī)生打開(kāi)杜虹遺體頸部總動(dòng)脈，輸入經(jīng)稀釋的保護(hù)液，逐步替換遺體中的血液。

接下來(lái)就是整個(gè)手術(shù)的重頭戲——替換頭部殘留血液。這一過(guò)程必須在接近0℃的狀態(tài)下完成。當(dāng)杜虹腦部流出的保護(hù)液濃度與輸入的一致時(shí)，頭部血液替換就完成了，全過(guò)程耗時(shí)大約4小時(shí)。隨后用-60℃的干冰使遺體降溫，再轉(zhuǎn)移到-40℃的儲(chǔ)存罐中，運(yùn)至美國(guó)洛杉磯阿爾科總部，繼續(xù)冰凍保存。杜虹的頭部與身體分離，單獨(dú)保存在-196℃的液氮儲(chǔ)存罐中，等待未來(lái)的復(fù)蘇。

宇航員冬眠

科幻小說(shuō)中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的內(nèi)容：將宇航員置于假死狀態(tài)，以度過(guò)在遠(yuǎn)距離太空旅行中漫長(zhǎng)、無(wú)聊且可能出問(wèn)題的時(shí)間。現(xiàn)在，歐洲空間局的科學(xué)家已經(jīng)對(duì)將人置于假死狀態(tài)這一技術(shù)的工作原理進(jìn)行了研究，探究該技術(shù)對(duì)火星或其他行星探索的方案設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生什么影響。他們得出最關(guān)鍵的一個(gè)結(jié)論：如果在太空航行過(guò)程中宇航員處于冬眠狀態(tài)，不僅可以“打發(fā)時(shí)間”，而且飛行任務(wù)所需的飛行器物理空間就會(huì)比正常情況下小得多。基于這一假設(shè)，科學(xué)家將重心放在調(diào)整航天器的結(jié)構(gòu)、后勤、防輻射、功耗和整體任務(wù)設(shè)計(jì)方面，還致力于研究如何讓宇航員以最佳的方式進(jìn)入冬眠，如何處理在冬眠過(guò)程中發(fā)生的緊急情況，如何保障冬眠期間宇航員的安全問(wèn)題，以及冬眠會(huì)對(duì)宇航員產(chǎn)生的心理影響?？茖W(xué)家甚至繪制了適合冬眠的飛行器草圖以及從地球飛往火星的初步路線，期望能在20年內(nèi)讓人類在冬眠狀態(tài)下被送往火星。

科學(xué)家假設(shè)使用藥物讓宇航員進(jìn)入冬眠狀態(tài)，然后將他們安置在一個(gè)類似于膠囊的小房間里。小房間內(nèi)部黑暗且溫度很低，目的是使宇航員身體保持低溫狀態(tài)。與其他冬眠動(dòng)物一樣，在進(jìn)入冬眠狀態(tài)前，宇航員體內(nèi)需要儲(chǔ)存額外的脂肪。此外，宇航員在冬眠醒來(lái)后還將會(huì)經(jīng)歷為期21天的恢復(fù)期，以便讓身體機(jī)能有足夠時(shí)間得以完全恢復(fù)。

用于“冬眠”的飛行器（想象圖）。

飛行器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（想象圖）。

宇航員在太空中的大部分時(shí)間是在飛行器中度過(guò)的，因此輻射（深空旅行的主要危害之一）防護(hù)十分必要。冬眠中的宇航員不再需要會(huì)議室等空間，也不需要考慮大量食物和水源的儲(chǔ)備問(wèn)題。這樣一來(lái)，飛行器的重量可減少到原本的1/3，那么設(shè)計(jì)者就有更大的空間給飛行器加上輻射防護(hù)設(shè)施。

科學(xué)家認(rèn)為，如果能讓冬眠中的宇航員新陳代謝率降低75%，就可以大幅減少飛行器重量并降低飛行成本，那么遠(yuǎn)距離太空旅行的可行性就能得到大幅提升。20多年來(lái)，治療性低溫已經(jīng)應(yīng)用于危重創(chuàng)傷者和將要接受重大手術(shù)的患者。在此基礎(chǔ)上，未來(lái)在航空方面的目標(biāo)是研究人類在開(kāi)始和結(jié)束冬眠時(shí)大腦的相關(guān)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)可人為“開(kāi)啟或關(guān)閉”的冬眠狀態(tài)，為遠(yuǎn)距離太空旅行做好準(zhǔn)備。

血液到底有多重要？

血液是存在于心血管系統(tǒng)中不斷流動(dòng)的流體物質(zhì)。由于心臟有節(jié)律地搏動(dòng)，將血液推送到全身所有器官組織，于是血液中攜帶的氧氣和各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)便被送到全身各組織細(xì)胞，供細(xì)胞代謝利用和完成各種生理功能，如肌肉收縮、腺體分泌和神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)等，同時(shí)組織細(xì)胞代謝的終產(chǎn)物也通過(guò)血液被送到排泄器官而排出體外。這樣，血液就成為既溝通機(jī)體內(nèi)、外環(huán)境，又溝通全身器官活動(dòng)的重要媒介。正常人血量占體重的7%～8%，其中大部分在心血管中流動(dòng)，小部分存留在肝、肺、腹腔靜脈和皮下靜脈叢內(nèi)。正常人的血量是相對(duì)穩(wěn)定的，這對(duì)保持心血管系統(tǒng)的充盈以維持正常血壓和血流量，保證器官、組織和細(xì)胞充足的血液灌注，滿足營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧的供應(yīng)以及代謝產(chǎn)物的排除，具有重要的生理意義。