书城科普读物科学新知丛书-生理与健康
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第9章 现代医学高科技(2)

根据这些实验,美国培罗医学院的安卡博士假设,学习就是用脑中的化学物质进行编码。他认为,神经系统就是一台用遗传密码编出程序的计算机,而这台计算机能通过新信息的输入,能够不断地自我修改程序。这种知识密码就像遗传密码那样,也是由20个氨基酸组成的,这些氨基酸结合起来能组合成许多变化无穷的时序产物。为了证明他的理论,安卡博士着手分离一种“知识缩氨酸”。首先,他训练一种通常怕光的老鼠,使其害怕黑暗,然后从害怕黑暗的老鼠脑中抽取15个氨基酸,并从中分离出一种叫做单质缩氨酸的恐暗素,这是人们第一次用人工方法获得“记忆化学物质”。当把人工合成的恐暗素注入正常老鼠脑中时,它们也都“学会”了害怕黑暗。这种化学物质甚至可以在一些其他种类的动物身上生效。科学家们正在研究把记忆的其他成分分离出来。余下的秘密是记忆化学物质如何形成、为什么形成的问题,人类的这一过程远比低等动物复杂得多。安卡博士认为:“重要的是记忆的化学物质的第一次显示,即在受过训练的动物大脑中存在着一种受训之前所没有的物质。”

科学家们正在推测这一研究的最终成果,即记忆小球能改变大脑的化学物质,促使学习更为高效。记忆的衰退和脑部其他的损伤不久将可“治愈”。这种可能目前还仅限于想像,但科学家们所进行的研究在未来可能会为记忆移植提供条件。

如果记忆移植一旦获得成功,则将有很广泛的用途。例如,可有效地用于职业教育和训练,特别适用于记忆损伤或因外伤、中毒和传染而引起的记忆损伤情况。懂得了信息获得、存贮和检索的机制,就能使我们设计出处理损伤的办法。

最近,美国和瑞典科学家证实了人体负责记忆的海马区中存在新生神经元,而不像过去认为的人脑神经元无法再生。我国科研人员也正在开展“大鼠新生神经元研究”,目的就是了解神经干细胞变成神经元的过程,分析影响它迁移到人脑负责记忆的海马区的因素。我们希望通过促进神经元再生研究,在远期改善人的学习、记忆和认知能力,帮助老年人恢复记忆。看来,人脑记忆移植问题的解决仍然是21世纪的课题。

随着人体内大部分器官移植获得越来越多的成功,世界科学家又开始突破脑移植这个最大的禁区。脑移植目前是不可能实现的,但各国医生和科学家们做过这方面的探索。早在60年代,科学家们就开始了动物脑移植实验。英国剑桥大学和瑞典隆德大学的科学家合作,成功地完成了一次老鼠脑移植实验。前苏联医生托斯克将狗头移植到羊身上,手术成功。还有人做过狗和猴子的大脑移植。这些动物的脑移植存活时间都很短。因为目前的医学条件尚不能解决如下难题:(1)神经纤维生长极慢,每年仅生长数毫米,很难想像大脑的神经纤维需要多少年才能长到脊髓的远端;(2)神经纤维破坏后,其“外套”髓鞘很易塌陷封闭,使脑神经纤维无法循髓鞘生长;(3)神经对位困难,即使神经纤维能够再生,也会因错位而发生“短路”,失去正常的指挥功能;(4)神经细胞对缺血极敏感,缺血6分钟就可致脑细胞坏死,而神经细胞死亡后是不会再生的,故脑的切取和保存困难。

脑移植不但是难度最大的复杂器官移植,而且由于脑是产生意识、思维的器官,因此,换脑术在带给人类福音的同时,也会震荡伦理、法律、道德这些社会问题。这些社会问题是医学无法回答的。

尽管整个大脑的移植目前是不能成功的,但利用胚胎脑组织或脑细胞移植证明是成功的。因为脑组织受血脑屏障的保护,不会发生排斥;成熟的神经细胞很难存活,而胚胎的未成熟神经细胞不仅能存活,还能发挥功能,并与受体神经细胞发生联系;大块脑组织移植会发生中心坏死,而脑组织碎块容易从周围摄取营养而成活。目前,胎脑组织移植可治疗帕金森氏病、智能低下、脑外伤等。

综上所述,除了脑不能整体进行移植外,人体几乎所有的器官和组织均可移植。动物脑移植实验相继成功,为人类换脑奠定了基础。随着科学的发展,终有一天大脑移植会成为现实。

捐献器官是人类生命结束后的奉献

器官移植的成功极大地促进了人类健康质量的提高,用死者的活器官挽救生者的死器官,成为人类征服死亡的又一新途径,器官捐献便是人类生命结束后的奉献。

器官捐献

13岁的戴维·基林斯伯利在一次车祸中受重伤,27小时后死亡。医生发现他身上带着一张他填写的器官捐献卡。“全英移植服务中心”立即从电脑中找出可与戴维的器官相容的病人,并通知有关医院。结果共8位病人有幸移植了戴维的器官。在英国由于获得死者捐献的肾脏、心脏、肝脏而健康活着的已有上万人。

新加坡制订了人体器官移植法案,该法案规定,新加坡长久居住居民年龄在21~60岁之间者,当意外事件丧生后,如果生前未有不愿捐出肾脏之表示,都可被认为是自愿捐出肾脏者。

比利时规定,任何人除非他在世时已登记死后不移植自己的器官,否则其器官都可供医学移植用。

我国的器官移植技术已达国际先进水平,能开展肾脏移植手术的就有100多家医院。而我国每100万人口中每年就有100多名晚期肾病患者需施行肾移植手术,但由于用于移植器官的数量短缺,远远不能满足病人所需。3亿人口的美国每年要完成肾移植达9000例,而12亿人口的我国每年只有3000例左右。究其原因,并非是在手术技术方面,主要是由于供体来源短缺。至于其他大器官移植,如肝移植、心肺移植就更少了。其原因正如我国器官移植学创始人之一、同济医科大学裘法祖教授所说:一是我国公众未接受脑死亡概念;二是出于伦理观念和各种原因“身体发肤受之父母,不可毁伤”的封建思想意识妨碍着人们捐献器官。因此,导致可供置换的器官来源奇缺,使许多患者失去了治疗的机会,也限制了器官移植的发展。以小小的角膜为例,我国每年都得接受斯里兰卡国家眼库捐赠数百只至数千只角膜。尽管这样,我国仍有数10万白内障及其他眼疾病人在黑暗中苦苦等待移植角膜。在这方面,我国改革开放的总设计师邓小平同志为我们树立了榜样,在他逝世前立下遗嘱,去世后捐献角膜,遗体交医院解剖。在他逝世后,经中央批准,满足了他的遗愿。为中国改革开放带来光明的一代伟人,去世后他的角膜又使一位普通中国人重见光明,实现了他把个人的一切都献给中国人民的崇高理想。我们相信,随着改革开放的深入发展、人们的观念的不断更新,这个问题一定能得到显著的改观。

为了适应器官、组织细胞移植的需要,世界上许多国家出现了一批奇特的“银行”,专门办理储存人体的器官,他们的服务对象遍及所有国家。

器官移植“银行”

肾脏银行。美国纽约的肾脏银行专为需要更换肾脏的病人办理手续。病人先到银行预约登记,一旦银行收到合格的肾脏,写上选择合适的预约者,并立即进行肾脏移植手术。这所银行供应的肾脏新鲜、完整,从急性死亡的健康人的身上取下不超过72小时。

皮肤银行。美国皮肤银行储存着足够的完好皮肤,可以挽救烧伤面积超过70%的病人,一般人死后18小时内,皮肤仍然活着,取下来后先置于冷却器内使其逐渐降温,然后移到零下196℃的液氮内储存备用。

细胞银行。美国得克萨斯州的休斯敦有一所细胞银行,内有大量的人体细胞被冻在零下190℃贮藏室里。据称,它们的活力可保存1000年之久。

骨髓库。目前,英国、美国、法国、加拿大、中国等国家和地区都建立了大规模的骨髓库。骨髓移植的首要条件是供者和受者的组织配型必须相同。供者又有血缘和非血缘关系之分。在同胞兄弟姐妹间有1/4的概率可以完全相同。在我国,社会亲缘关系正表现出逐步简化,家庭组织日益缩小,非血缘供体将成为骨髓移植的主要来源。为此,我国在上海、杭州、沈阳、北京和西安建立了非血缘关系供者组成的中华骨髓库。然而到目前为止,自愿报名捐献者非常少。由于非亲缘关系之间进行骨髓移植组织配型完全相同的可能性只有一万五千分之一,因此供体少则几乎很难开展骨髓的移植工作。

人们不愿报名捐献的原因主要是恐惧心理,许多人认为捐献骨髓以至做骨髓检查会严重影响健康,甚至会变傻、变痴,这是毫无根据的。首先,骨髓是人体中最大的再生系统,它在人的一生中时刻不停地再生。第二,就是对“重症再生障碍贫血”及白血病的治疗而言,只需要捐献出人体骨髓总量的3%就足够了,这样的量是非常小的,丝毫不会影响捐献人的健康。因此说,捐献骨髓是既不影响自身健康,又能给他人带来生命希望的“义举”。愿更多的人认识并支持骨髓移植工作,以自己的爱心挽救濒临死亡患者的生命。

让上帝震惊,人工装配生命体

美国医学家约瑟夫·默里和唐纳尔·托马斯在世界上首次做肾移植和骨髓移植成功,并获得1990年度诺贝尔医学奖。到如今,全世界的器官移植已达30多万例,而且人的各个重要器官,如心脏、肝脏、脾脏、胰腺、肾脏、骨髓等都可以移植。从器官移植的成功率看,最近10年的统计数据表明,成功率在60%以上。器官移植后存活10年以上的病人达65%。其中肾移植病的存活年限最高,达30年,其次是骨髓移植达25年,再次是肝移植达24年,第四位是心脏移植22年。由此看来,器官移植的成就是辉煌的,功效是显著的。可以说,如今器官移植的技术和手术已经过关,只是存活年限有长短之别。但目前器官移植面临着两大难题:一是人的供体器官来源匮乏;二是移植后可怕的免疫排斥反应常会导致失败。要发展器官移植进一步造福人类,必须克服这两大难题。既然人的供体器官供不应求,阻碍器官移植的发展,有相当一部分研究人员和医务人员已将目光转向人以外的供体器官,这就是动物器官和人造器官。

改造利用动物器官作移植

如果经过改造的动物器官可移植到人体中的话,这将是一个取之不尽、用之不竭的源泉。但难题在于动物器官进入人体有排异反应。研究人员最早的试验首选的动物是猴子和狒狒,因为它们与人的生理、免疫机制最相近。而且从生物起源上说,它们与人的种群更接近,可以减轻免疫排异反应。1992年,美国加利福尼亚大学医学院的研究人员将猴子的肝脏移植给一名女孩,尽管移植手术很成功,但女孩还是在几个月后因免疫排斥反应而死了。后来,有人又尝试过将狒狒的肝脏移植给病人,手术获得成功,但为维持病人的生命必须经常给病人使用免疫抑制剂。由此看来,移植动物器官难题也不少。首先是免疫排斥反应,其次是猴子和狒狒这样的灵长类动物十分昂贵,第三是会受到动物权益保护者的抗议。

目前研究人员最为看好的发展方向是采用基因工程技术改造动物。例如,1992年英国剑桥大学的免疫学家大卫·怀特和同事用遗传工程培育了一种小鼠,这种小鼠带有人的某种基因,即转基因鼠。实验表明,这种转基因鼠的器官能“蒙骗”人的免疫系统而不被识别和排斥,这个结果给予研究人员极大鼓舞。之后不久,怀特又与英国剑桥大学心脏移植中心主任约翰·沃尔沃克联合研究,将人的某种基因植入猪和大袋鼠体内或胚胎内,以产生带有人基因的猪和大袋鼠。这样就可摘取猪和袋鼠的器官供人体移植。根据实际情况,猪比较适合,这不仅仅因为猪的心、肾器官大小与人的相似,而且在生理上也与人相似,有了人的基因成分,就可免除免疫排斥反应。而且,猪这种动物原本就是供人食用的,不会引起太大的伦理之争和动物权益保护者的抗议。此外,生产转基因猪也比较经济。因此,研究人员预测,在21世纪,临床上用转基因猪或经遗传工程改造消除了免疫原性,即不引起免疫排斥反应的猪器官,供人体做移植将成为现实。