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从小说奇谈到科学实验,换头术真的能成功吗

何启敏
2018-02-04 18:08
来源:澎湃新闻
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英国《每日邮报》2017年11月17日报道称,意大利神经学家塞尔焦·卡纳韦罗当天在奥地利首都维也纳召开新闻发布会,宣布世界上第一例人类头部移植手术已经在一具遗体上成功实施。参与这次手术的中国哈尔滨医科大学教授任晓平说,“经过长达约18小时的手术,我和团队成功将一具尸体的头与另一具尸体的脊椎、血管及神经接驳。”面对各方的质疑,参与该手术的专家出来解释更正:“我们并没有做换头术,而是按照科学步骤完成了第一例人体头移植实验模型。”

科学家都换过了什么“头”?

换头术在志怪、科幻中早有出现。《聊斋志异》卷二第五篇《陆判》就讲述了这样一个故事:陆判给给他的好朋友朱尔旦换了一颗好的心脏从而解决了他心窍堵塞的问题,朱尔旦于是请求陆判给他的妻子换一个美人首,陆判满足了朱尔旦的请求。香港著名作家倪匡所编写的《卫斯理传奇》中的《换头记》也塑造了“换头”的情节。不过,“换头”早就不仅是天方夜谭的故事了,与之相关的科学实验已经有一百多年的历史。

世界上最早进行换头术的华盛顿大学生理学和药理学教授查尔斯·克劳·德格斯(Charles Claude Guthrie),他率领团队于1908年把一条狗的头移植到另一条狗的脖子旁边,创造了世界上第一条双头狗,这项工作被视为换头术的开端。此后,又有几例类似的换头试验。1954 年,苏联科学家 Vladimir Demikhov将一只小狗的脑袋移植到一只成年狗的脖子旁边,导出一只两个头的狗,这只“双头狗”最后仅仅存活了 6 天。1956年,哈尔滨医科大学附属第二医院教授赵士杰也挑战狗头移植,最终也挑战成功,但是双狗头也只是存活5天零4小时。上世纪七十年代,美国科学家做了两只狗换头的实验,换了头的狗没有超过20小时也死了。

1970年,俄亥俄州凯斯西储大学医学院的罗伯特·怀特(Robert White)领导一支研究团队进行了猴子的换头手术。他们把一只猴子的头颅移植到另外一只猴子的身上,但是受技术限制并不能进行脊髓连接。最后,猴子由于免疫排斥、无法行走等原因仅仅存活了9天。2013年7月,任晓平带领哈尔滨医科大学团队成功完成了老鼠头部的移植,但是老鼠只存活几个小时。2014年,任晓平博士根据其对小鼠进行头颅移植试验的探索,提出“异体头体重建的小鼠模式”观点。2016 年 1 月 21 日,意大利都灵高级神经协调组的神经外科医生塞尔吉奥·卡纳维洛(Sergio Canavero)医生向媒体宣称,中国的任晓平博士成功进行了猴子换头手术。在该手术中完成了血管吻合,但是并不能连接脊髓神经。手术后20小时,出于道德原因对猴子采取安乐死的措施。

狗、猴子和老鼠等动物的换头手术都已经进行过了,但科学家们并不满足,把目标转向了“人头”。人类换头手术这个大胆的想法是塞尔吉奥·卡纳维洛在2013年提出的。他想通过换头术治疗那些肌肉、神经已经退化或者器官布满了癌细胞的病患者。这原本仅仅是一个理论上的想法,直到一名患者愿意牺牲自己来推动这个设想的实现。2015年6月,身患先天性肌肉萎缩症的俄罗斯计算机工程师瓦雷里·斯皮尔多诺夫(Valery Spiridonov)表示,他决定把自己的头交给塞尔吉奥·卡纳维洛,由他移植到一个脑死亡的健康躯体上。他们将此计划称为“天堂计划”,而且把手术时间定于2017年。实际上,2015年9月,任晓平博士表示将加入这个手术团队。

人类头颅移植手术是否可能?

对于换头能否成功这一问题,不同的科学家持不同的态度。首都医科大学宣武医院功能神经外科副主任胡永生教授认为该技术具有可行性:“将来,头颅移植完全有可能成为现实,但现在差得太远太远。”而加州大学戴维斯分校的神经外科临床教授哈里·戈德史密斯的态度却表示:“这是一个具有压倒性难度的计划,如愿以偿的概率非常低。我不相信它真的会奏效,并发症的隐患防不胜防。设法让健康人保持昏迷达 4星期之久是难以想象的。”

事实上,换头术的可行性需要从该手术的几个关键阶段及其可能性后果进行考察:

第一、进行预处理,即对接受头部移植手术的病人和捐赠人进行降温处理,从而放慢细胞死亡的速度,然后用钻石刀或纳米刀进行头颅切割,切断脊髓,并且尽可能保证伤口清洁。经过冷冻的大脑组织在解冻之后能否恢复到原先的健康情况,目前冷冻技术尚不能给出确切的保证。

第二、连接神经、脊髓、血管、肌肉和皮肤等。厦门大学器官移植研究所所长齐忠权在接受《财经》记者采访时表示,没有科学数据表明切断的脊髓可以重新连接。不过,中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员戴建武于2015年4月展开的一项临床研究使一位腰段脊髓损伤受试者经过一年得到了康复。

第三、使用特殊粘合剂吻合断面。韩国CHA大学生命科学学院教授Kim通过小鼠实验证明聚乙二醇(PEG)可以用作连接脊髓的粘合剂。但塞尔吉奥·卡纳维洛也承认,即使脊髓神经都正确地连接起来,促溶剂也不足以让脊髓完全融合,以使躯体能够受到大脑的正确指挥。

第四、促进脊髓连接端生长、中枢神经再生。传统医学理论认为,中枢神经细胞是不可再生的组织。而奥地利维也纳医科大学医学物理学与生物医学工程中心教授凯仁·米娜珊发表的论文称,脊髓电刺激在受损脊髓重建方面非常有可塑性。

总之,要想做到头颅成功地移植到躯体上并且具有生命特征,就必须得保证脊髓、神经、血管、骨骼和肌肉天衣无缝地连接,当前的医学技术在这些方面还存在着许多困难。任晓平教授认为,神经再生、免疫排斥反应和大脑的低温保存以及缺血再灌注损伤的预防问题是需要攻克的三大障碍。

假设移植成功,还需要解决类似于器官移植会导致人体免疫系统对外来器官的强烈排斥的问题。在罗伯特·怀特研究团队对猴子所做的实验中,猴子最后死亡就是由于免疫排斥效应造成的。塞尔吉奥·卡纳维洛医生也承认免疫排斥是头颅移植术的一个障碍,目前的应对方法是在出现排斥反应时注射抗排斥免疫抑制剂。

换头术触动了哪些伦理之弦?

头颅移植手术目前还处于实验阶段,不过科学家认为这项手术或许能够帮助治疗大脑完好但身体患病的患者,例如脊髓受伤、癌症和肌肉萎缩症的患者。然而,尽管该手术目前还没有进入人体临床试验阶段就已经引发了巨大争论,甚至比最近的基因编辑技术所激发的更加激烈。

边巴扎西、李磊等研究人员提出质疑称,如果手术不成功,导致移植的头颅死亡,这是一起医疗事故,还是一起刑事案件?在安乐死尚存在巨大争议、动物头颅移植实验都未完全成功过的今天,人体头颅移植这一安全系数极低,甚至毫无安全系数的手术是否有必要进行?此外,经过漫长的发展时期,器官移植是否具有道德性的问题本已不再是伦理争论焦点,但其有效利用率和分配公平性一直存在争议,头颅移植的提出无疑激化了争议。

如果换头手术成功,醒来的人到底是归“头者”所有还是归“身体”所有呢?塞尔吉奥·卡纳维洛认为是头,但原中国卫生部副部长黄洁夫却这样说:“人有意识、有精神、有灵魂,我可以告诉你,人体活的细胞代表了整个人,不是头代表人,全身每一个活的细胞都代表。”在他看来,在身体上进行“换头术”,违背了伦理,违背了对生命的尊重,而且违背我们国家的法规。尽管目前该手术在科学界的一些专家看来是“无稽之谈”,但公众也开始担心它最终是否会导致有人出于审美目的而调换躯体。

关于所引发的那些争论,任晓平教授的态度还是比较坚决的,他认为,伦理学是个行为规范科学,如果一个技术可以有效延长人的生命,伦理学没有理由不批准。对于新事物,伦理学可以限定一个规范,让新技术在这个框架以内进行,但没有道理阻碍科学的发展。然而,中国人体器官分配与共享计算机系统主任王海波对此表示出坚决的反对态度,他认为,国内外所有专业人员都不认可这是移植,这不是移植,更不要谈一系列伦理问题。

    校对:丁晓
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