首页 > 科研动态
真的能起死回生吗:研究人员发现猪死后其器官还能部分存活!
在猪死后一小时,研究人员已经恢复了猪的心脏和大脑等重要器官的循环和细胞活动。这项研究挑战了心脏死亡——血液循环和氧合停止时发生的死亡——是不可逆转的观点,并对死亡的定义提出了伦理问题。在这项研究之前,这些科学家在2019年进行了实验,他们在猪死后4小时复活了猪的无实体大脑,这对脑死亡是最终决定的想法提出了质疑。
北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学的神经伦理学家妮塔·法拉哈尼说,最新的实验“令人震惊”。虽然这项研究是初步的,她说,它表明,一些认识到的人体局限性可能会被克服。
在8月3日发表在《自然》杂志上的这项研究中,研究人员将死亡一小时的猪连接到一个名为OrganEx的系统中,该系统将一种血液替代品泵入动物的全身。这种溶液含有动物的血液和抗凝剂等13种化合物,可以减缓动物身体的分解,并迅速恢复一些器官功能,如心脏收缩和肝、肾的活动。尽管OrganEx帮助保存了一些脑组织的完整性,但研究人员并没有观察到任何表明动物恢复意识或感觉的大脑活动。
与2019年的论文一样,这项研究可能会重振关于死亡定义和死后器官捐赠伦理的辩论。作者警告说,这些结果并不表明猪死后以某种方式复活了,特别是在大脑没有电活动的情况下。康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的神经科学家、研究小组成员Zvonimir Vrselja说,“我们让细胞做了一些它们不能做的事情”。“我们并不是说它与临床相关,但它正朝着正确的方向发展。”
循环重新开始
耶鲁大学神经科学家兼团队成员内纳德·塞斯坦预测,鉴于2019年的猪脑研究,这些实验可能会奏效,因为大脑是最容易缺氧的器官。“如果你可以恢复死猪大脑的某些功能,你也可以在其他器官中恢复,”他说。
为了找到答案,他和他的合作者修改了BrainEx解决方案和用于该研究的技术。“BrainEx是为一个特定的器官量身定制的,但我们必须找到一个适用于所有器官的共同点,”Vrselja说。他说,在细胞器溶液中,研究人员加入了抑制血液凝固和免疫系统的化合物,免疫系统在身体其他部位比大脑更活跃。
塞斯坦的团队从当地农场饲养员那里获得了猪,并对它们进行了三天的监测,然后给它们打镇静剂,给它们戴上呼吸机,并通过电击它们的心脏来诱导心脏骤停。在确认没有脉搏后,他们将动物从呼吸机中取出。猪死亡一小时后,他们重新启动呼吸机和麻醉。然后,一些猪被连接到器官系统;其他人没有接受任何治疗,或被连接到体外膜氧合(ECMO)机,一些医院使用这种机器作为最后的努力,为身体提供氧气和清除二氧化碳。
六个小时后,研究人员注意到,接受细胞器溶液的猪比接受ECMO或未接受治疗的猪更有效地重新启动了循环。氧气开始流向这些器官动物全身的组织,心脏扫描检测到了一些电活动和收缩。但是心脏还没有完全重新启动,还不清楚它在这些动物身上到底做了什么,耶鲁大学的神经科学家和团队成员David Andrijevic说。
研究人员还注意到,器官猪的肝脏比其他组的猪的肝脏产生更多的称为白蛋白的蛋白质。器官猪的每个重要器官中的细胞对葡萄糖的反应比其他组的动物要大得多,这表明治疗启动了新陈代谢。
Vrselja说,考虑到死亡后分解开始的速度,这些发现是惊人的。在心脏停止跳动的几分钟内,身体变得缺氧,酶开始消化细胞膜,导致器官迅速失去结构完整性。
研究人员还发现,与ECMO组或未治疗组相比,在细胞器组中,更多负责细胞功能和修复的基因在所有主要器官中活跃。
不自主运动
奇怪的是,只有欧根纱猪在接受对比染料注射后开始不由自主地抽动它们的头部、颈部和躯干,这有助于科学家在治疗后可视化动物的大脑。研究人员对这些运动没有很好的解释,指出鉴于缺乏电活动,脉冲不太可能在大脑中产生。他们说,这些运动可能起源于脊髓,脊髓可以独立于大脑控制一些运动功能。
法拉哈尼说,如果细胞修复的发现可以在动物身上复制,并最终在人类身上复制,它们对人类长寿的影响可能会像心肺复苏术和呼吸机的出现一样“深远”。这是因为这项技术有朝一日可能被用于保存供移植用的器官——这种器官供应短缺——甚至用于复苏。
ECMO目前被用于保存一些死者的器官以供捐赠,或者试图使心脏病发作后的人复苏。出于这些目的,医生通常需要在心脏病发作或死亡后不久就开始ECMO——成功率可能很低,这取决于受伤的严重程度,加拿大蒙特利尔麦吉尔大学健康中心的重症监护医生萨姆·谢米说。
英国爱丁堡皇家医院的移植外科医生Gabriel Oniscu表示,鉴于与ECMO相比,猪的器官在欧根纱上的表现有所不同,这可能是一项“里程碑式”的研究,可能“显著增加可回收用于移植的器官数量”。
Shemie说,在这发生之前,评估回收器官的可行性的进一步研究将是至关重要的。
伦理挑战
法拉哈尼说,这些潜在的影响带来了伦理挑战,特别是如果这项技术有一天可以在死后恢复大脑活动。
研究人员指出,猪大脑中的电活动可能已经消失,因为他们泵送的溶液比正常体温低(28℃),或者因为它包含麻醉化合物和神经元阻断剂,可以抑制这种信号。法拉哈尼说,对未来的研究人员来说,测试大脑活动的任何恢复都将是重要的,特别是考虑到研究人员在实验中观察到的颈部抽搐。
德克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学家吴军说:“这是一项重要的研究,因为他们证明了胚胎干细胞可以在体外产生包含所有早期器官的完整的胚胎样结构。”
纽约大学生物伦理学家亚瑟·卡普兰说,这项研究还进一步强调,死亡不是一个瞬间,而是一个过程,因此很难找到一种统一的方式来宣布一个人死亡。他补充说,这意味着死亡的法律定义将随着医学的不断进步而不断调整。“人们倾向于关注脑死亡,但对于心源性死亡何时发生没有太多共识,”他说。"这篇论文以一种重要的方式阐明了这一点."