何为死亡？死猪器官部分“复生”震惊研究者

本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：Max Kozlov，头图来自：unsplash

研究者在动物死亡一小时后，恢复了其重要器官（如心脏和大脑）的循环和细胞活动^[1]。这项研究挑战了心脏死亡（血液循环和氧合停止时发生）不可逆转的观点，提出了关于死亡定义的伦理问题。这项研究是2019年一项实验^[2]的后续，当时同一组科学家在动物死亡4小时后恢复了猪的离体大脑，引发对“脑死亡是最终死亡”观点的质疑。

最新的这项研究“令人震惊”，Nita Farahany说，她是美国杜克大学的神经伦理学家。她说，虽然这还是初步研究，但它表明人们认为的一些人体极限可能会随时间被攻克。

在死后得到OrganEx系统提供的血液溶液后，死去的猪心脏、肝脏和肾脏表现出了活性。来源：Mario Silva/Getty

这项研究8月3日发表于《自然》^[1]，研究人员将已经死亡一小时的猪和一个名为OrganEx的系统相连，该系统将血液替代物灌注入动物身体。这种溶液（含有这只动物的血液和13种化合物，如抗凝血剂）延缓了尸体的分解，并很快恢复了一些器官功能，如心脏收缩及肝肾活动。虽然OrganEx帮助保存了一些脑组织的完整性，但研究者没有观察到能表明动物恢复任何意识或知觉的协调脑活动。

与2019年的论文一样，这项研究也可能重新点燃关于死亡定义或死后器官捐赠的争议。作者警告说，这些结果没有表明猪死后以任何方式“复活”了，尤其是在没有大脑电活动的情况下。“我们让细胞做了一些它们在动物死后本来做不了的事”，研究团队成员、耶鲁大学神经科学家Zvonimir Vrselja说。“我们并不是说这有临床意义，但它走在对的方向上。”

循环重启

根据2019年的猪脑研究，耶鲁神经科学家、团队成员Nenad Sestan预计这些实验可能奏效，因为大脑是最易受缺氧影响的器官。“如果你能恢复死去猪脑的某些功能，对其他器官也可以做到。”他说。

为了找到答案，他和同事调整了2019年研究中使用的BrainEx溶液和技术。“BrainEx是为特定器官量身定制的，但我们必须找到一个共同基准，可以让OrganEx适用于所有器官。”Vrselja说。在OrganEx溶液里，研究者使用了抑制凝血和免疫系统的化合物，后者在身体各处比在大脑中更活跃，他说。

左边图像显示了对照组猪的肝脏（上）和肾脏（下）细胞；右边图像显示的是用OrganEx处理的猪的细胞，它们恢复了一些组织完整性和特定的细胞功能。来源：David Andrijevic， Zvonimir Vrselja， Taras Lysyy， Shupei Zhang; Sestan Laboratory; Yale School of Medicine

Sestan团队从本地农场饲养者那里获得了实验用猪，监测三天后注射了镇静剂、装上机械通气装置，用电击心脏方式引发心脏骤停。在确认没有脉搏后，他们将猪移出机械通气装置。在猪死后一小时，他们重新启动了通气机和麻醉。一部分猪被连接上OrganEx系统；其他则不作处理或仅连接体外膜氧合（ECMO）装置，一些医院使用ECMO作为最终手段为身体提供氧气、排出二氧化碳。

6小时后，研究人员注意到，接受OrganEx溶液的猪比接受ECMO或没有处理的猪重启了更有效的循环。氧气开始流向OrganEx动物的全身组织，心脏扫描监测到了一些电活动和收缩。不过，研究团队成员、耶鲁大学神经科学家David Andrijevic说，心脏并未完全重启，也不清楚它在这些动物身上到底做了什么。

研究者还注意到，OrganEx猪的肝脏比其他猪产生了更多白蛋白。相比其他组，OrganEx猪每一个重要器官中的细胞对葡萄糖的响应也更多，表明这种处理开启了代谢。

Vrselja说，鉴于死亡后很快会开始分解，这些发现令人震惊。心脏停跳以后几分钟，身体就会缺氧，酶开始消化细胞膜，导致器官迅速失去其结构完整性。

研究者还发现，与ECMO或无处理组相比，OrganEx组的所有主要器官中，有更多负责细胞功能和修复的基因处于活跃状态。

非自主活动

奇怪的是，只有OrganEx组的猪在注射造影剂以后开始不自主地抽搐头部、脖子和躯干，造影剂是为了帮助显示实验猪大脑的后续处理。研究者对这些运动没有很好的解释，他们指出，由于缺乏电活动，这些运动不太可能从大脑产生。他们说这些运动有可能来自脊髓，它能控制一些独立于大脑的运动功能。

Farahany说，如果细胞复原的发现能够在动物、以及最终在人类身上复现，它们可能对人类长寿的影响，可能像心肺复苏（CPR）和机械通气装置的问世一样“深远”。这是因为，这些技术有朝一日或可用于保存移植器官（这些器官非常紧缺），甚至临床上的复苏。

目前，ECMO被用于尝试保存一些死者器官以供捐赠，或尝试在患者心脏病发作后进行复苏。为此，医生通常需要在心脏病发或死亡后不久就启动ECMO——而且成功率可能很低，取决于损伤的严重性，Sam Shemie说，他是加拿大麦吉尔大学健康中心的重症医学医师。

英国爱丁堡皇家医院的移植外科医生Gabriel Oniscu说，鉴于OrganEx和ECMO的猪器官表现不同，这可能是一项“里程碑式”的研究，能够“极大提高可恢复用于移植的的器官数量”。

不过在此之前，非常关键的是，还需要进一步研究评估恢复的器官的生存力，Shemie说。

伦理挑战

Farahany说，伴随这些可能影响而来的还有伦理挑战，尤其是假如该技术有朝一日可以在死后恢复大脑活动。

研究人员指出，猪的大脑活动可能已经消失，因为他们灌注的溶液（28 ºC）低于正常体温，或因为溶液中含有可能阻断此类信号的镇静化合物和神经阻断剂。Farahany说，对未来研究者来说，测试大脑活动的任何恢复迹象非常重要，尤其是考虑到研究者在实验中观察到了颈部的抽搐。

纽约大学生物伦理学家Arthur Caplan说，这项研究进一步强调了死亡并不是一个瞬间而是一个过程，使得人们很难提出一种统一的方式来宣布一个人死亡。这意味着死亡的法律定义将随着医学持续进步而继续调整，他补充说。“人们倾向于关注脑死亡，但对于心脏死亡何时发生没有太多共识。这篇论文以一种重要的方式使人们深刻认识到这个问题。”

参考文献：

1.Andrijevic， D. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-022-05016-1 (2022).

2.Vrselja， Z. et al. Nature 568， 336–343 (2019).

原文以Pig organs partially revived in dead animals — researchers are stunned为标题发表在2022年8月3日《自然》的新闻版块上

本文来自微信公众号：Nature Portfolio （ID：nature-portfolio），作者：Max Kozlov