豬死後 1 小時成功恢復部份器官功能 挑戰死亡定義倫理問題

最新刊於《自然》的研究指,能成功在豬隻死亡 1 小時後恢復了其重要器官,例如心臟和大腦的循環和細胞活動,挑戰心臟死亡,即血液循環和氧合停止的情況是不可逆轉的觀點,並提出了關於死亡定義的倫理問題。

研究是基於同一團隊於 2019 年進行的實驗之後進行,當時團隊在豬隻死亡 4 小時後恢復了沒有身體的豬隻大腦,對腦死亡是最終死亡的說法提出質疑。

在是次實驗中,團隊將已死亡 1 小時的豬與一個名為 OrganEx 的系統連接起來,該系統將血液替代品揼至豬屍全身。這種含有豬血和抗凝劑等 13 種化合物的溶液減緩了豬屍的分解速度,並迅速恢復了一些器官功能,包括心臟收縮以及肝和腎臟活動。雖然,  OrganEx 有助保持一些腦組織的完整性,但團隊無觀察到任何協調的大腦活動,這表明豬屍並無恢復任何意識或知覺。

與 2019 年的實驗一樣,是次研究可能會重新引發關於死亡定義和死後器官捐贈的倫理辯論。團隊則警告,這些結果並未表明這些豬在死後以某種方式復活,尤其豬的大腦並無電流活動。

有參與研究的耶魯大學神經科學家 Zvonimir Vrselja 指出,當豬死亡時,團隊讓細胞做一些過去無法做到的事情。他又說:「團隊強調並不認為研究具有臨床相關性,只是正朝著正確的方向發展。」

研究恢復部份心、肝活動

是次研究是基於 2019 年恢復豬腦部份功能的 BrainEx 系統技術加以改進,團隊在新的OrganEx 加入抑制血液凝固和免疫系統的化合物,因為免疫系統在身體其他器官和部位比在大腦中的更為活躍。

團隊首先從本地農場取得豬隻,並對其進行了3 天監測才進行鎮靜、戴上呼吸輔助系統,再進行電擊導致心臟驟停。在確認豬隻沒有脈搏後 1 小時,團隊重新啟動呼吸輔助系統和麻醉。然後將新份豬連接到 OrganEx ,其他則無接受任何治療,或被連接到人工心肺 (ECMO) 機上; ECMO 是一些醫院用於重度心肺衰竭和心臟移植等手術,或急救的設備,為身體提供氧氣和去除體內的二氧化碳,暫時替代患者的心肺功能。

6 小時後,團隊發現,與接受 ECMO 或無任何治療的豬屍相比,接受 OrganEx 的豬身體循環重啟效果好得多。氧氣開始流向有連接 OrganEx 豬隻的全身組織,心臟掃描亦檢測到這些豬有一些電活動和心臟收縮,但心臟沒有完全重新啟動,團隊目前亦不清楚當中的具體情況。

團隊亦發現,與其他組相比有連接 OrganEx 的豬肝臟能產生一種稱為白蛋白 (albumin) 的蛋白質要多得多。而且,有連接 OrganEx 豬的每個重要器官中的細胞對葡萄糖反應比其他組強得多,表明 OrganEx 已啟動了屍體的新陳代謝。

考慮到死亡分解開始後的速度有多快,發現是驚人的:心臟停止後幾分鐘內,屍身就會缺氧,體內的酵素會開始消化細胞膜,導致器官迅速失去其結構完整性。

意想不到的發現

另外,與 ECMO 或無任何治療組相比, OrganEx 組中所有主要器官中負責細胞功能和修復的基因出現得更多。

奇怪的是,只有 OrganEx 組的豬在接受對比色素注射後,開始不由自主地抽搐頭部、頸部和軀幹,該些色素有助團隊更了解豬屍的大腦活動,但團隊對這些抽搐活動沒有很好的解釋,並指出由於缺乏電活動,這些活動不太可能在大腦中產生。團隊認為,這些運動可能起源於脊髓,因為脊髓可獨立於大腦,控制到一些運動功能。

倫理問題

如果細胞活動恢復最終在人類身上複製,將對人類健康甚至壽命有重大影響,例如技術可用於保存供移植的器官,甚至將剛死去的器官恢復活動。

不過,發現帶來了倫理挑戰,尤其是有朝一日可以在死後恢復大腦活動的話。

團隊指出,豬屍大腦中缺乏電活動,因為研究揼入的溶液比正常體溫 (28ºC) 低,或者是因為溶液包含可能抑制此類信號的麻醉化合物和神經元阻滯劑。對於未來的研究而言,測試大腦活動是否恢復非常重要,特別是考慮到團隊在實驗期間觀察到有頸部抽搐。

紐約大學生物倫理學家 Arthur Caplan 表示,研究還進一步強調,死亡不是瞬間出現,而是一個過程,因此很難想出一種一刀切的方式,來宣布一個人死亡。他補充指,這意味著隨著醫學的不斷進步,死亡的法律定義將要繼續適應新發現;而學界傾向關注腦死亡,但對於心源性死亡何時發生並無太多共識,研究會重燃起相關討論。

攝影師:Matthias Zomer

來源:

Nature, Pig organs partially revived in dead animals — researchers are stunned

報告:

Andrijevic, D., Vrselja, Z., Lysyy, T. & et al. (2022). Cellular recovery after prolonged warm ischaemia of the whole body. Nature. doi: 10.1038/s41586-022-05016-1

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05016-1

文/AC、審/WL

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