幾十年來，科學家一直在尋找保護細胞和器官免受中風、心臟病發作或呼吸停止后可能發生的氧氣剝奪。2019年，耶魯大學的內納德·賽斯坦（Nenad Sestan）等人曾用再灌注手段成功地讓豬腦“復活”了6小時。

8月3日深夜，賽斯坦等人在《自然》雜志上撰文描述了一種名為OrganEx的系統，該系統使氧氣能夠在豬的全身進行再循環，從而在心臟驟停一小時后，能成功保存細胞和器官的功能和活性。

值得一提的是，因OrganEx技術扭轉了細胞和器官長時間缺血的有害影響，器官移植領域的一大難題——移植器官的保存，從而也可能會從中受益。器官移植會有新的突破嗎？OrganEx能否擺脫倫理的枷鎖真正造福人類？

(資料圖片)

2019年，一群耶魯大學的科學家曾用一種名為BrainEx的技術打破了世界對“死亡”的認知。

這種叫BrainEx的系統，讓豬在死亡4小時后，大腦成功“復活”，并維持了6小時。消息一出，舉世震驚，而當時模糊生死邊界的神經科學家內納德·賽斯坦（Nenad Sestan），在三年后的今天又成功地把BrainEx的升級版OrganEX帶到我們眼前。

內納德·賽斯坦（Nenad Sestan）這一次，他要復活的是整個豬身體的循環系統。OrganEx到底為什么會這么神奇？

恢復豬全身細胞和重要器官的功能

如果沒有氧氣，哺乳動物的細胞會很快地死亡。但矛盾的地方在于，給被剝奪氧氣的細胞恢復氧氣也會導致壓力和損傷——這種現象被科學家稱為再灌注或再氧合損傷。

為了解決這個問題，科學家在再灌注技術領域奮斗了多年。近日，耶魯大學的賽斯坦團隊根據三年前的BrainEX系統升級打造出了OrganEX系統，對心臟驟停的豬再次動了手，這一次他們試圖“復活”豬全身的重要器官。

OrganEx技術和工作流程概述在這個研究中，研究人員優化了再灌注所需的灌注液，改變了其中所含的冷凍保護劑和抗生素等。他們使用計算機控制的系統將灌注液泵入豬的全身，該系統涉及灌注泵、氧合器和血液透析裝置，能夠保持灌注液中電解質和其他必需分子的穩定水平。

緊接著，研究人員將OrganEx與一種更傳統的心肺替代裝置ECMO進行了功能上的比較，ECMO是一種體外膜氧合系統，能將豬自身的血液攜帶上新鮮的氧氣再泵入體內。

他們讓豬心臟驟停，并在豬死亡后將它們放置了一小時，然后對他們進行了六個小時的全身再循環和再氧合。

灌注方案中的循環和血液/灌注特性研究表明，ECMO不能完成所有器官的恰當灌注，研究人員發現許多較小的血管已經發生了塌陷。相比之下，OrganEx系統的使用能達到完全再灌注的效果，同時維持穩定的耗氧量，并且研究人員沒有檢測到典型的缺氧電解質紊亂和異常酸性體液。

他們還對豬的腦、心臟、肺、肝、腎和胰腺組織進行了深入地分析，結果顯示，與ECMO相比，OrganEx灌注后細胞的破壞減少，并且有更多證據表明了OrganEx灌注促進了細胞的修復過程，比如在豬的腎臟細胞中，出現了細胞增殖的現象。

總之，研究人員通過這項研究發現，OrganEx表現出能保存組織完整性、減少細胞死亡、并恢復多個重要器官（如心臟、腦、肝臟和腎臟）中特定的分子和細胞過程，這個方法或有望增加移植器官的可用性，是一個非常有前景的突破。

他們曾“復活”過一顆死去的豬腦

在進行當前研究之前，賽斯坦的小組曾開發了一種名為BrainEx的技術，可以在長達6小時的缺氧后恢復豬腦細胞中某種程度的代謝活動，讓豬腦“復活”。

《自然》雜志對這項研究的介紹“復活豬腦”這個神奇構想是怎么來的？

這個構想來源于20世紀初，科學家試圖通過實驗讓大腦在心臟停止跳動之后還能繼續保持活動，但這件事實施起來比較困難。

有意思的是，之前還有研究表明，人死后很久，從大腦中取出的細胞仍然可以進行正常活動，比如說制造蛋白質。

基于這些發現，賽斯坦有了個大膽的想法——他想要弄清在生命體死亡數小時之后，還能夠讓整個大腦“復活”嗎？

于是他帶領著團隊的小伙伴，到實驗室附近的一家屠宰場購買了32頭豬的豬頭用來做實驗。

在豬死后四小時，豬頭被送進了實驗室，研究人員開始用BrainEx系統進行灌注，向豬的大腦靜脈和動脈中注入冷凍保護性灌注液，這個系統能向腦細胞輸送營養和氧氣來模擬血液的流動。

BrainEx原理圖在持續灌注6個小時后，豬的大腦皮層細胞死亡數目與對照組相比減少了，細胞仍可以發揮一些功能，某種程度上讓豬“起死回生”了。

而完成了這一系列實驗的賽斯坦并沒有停下研究的腳步，三年后的今天又成功“復活”了豬體內的部分器官和細胞功能。

OrganEx的未來：治療疾病、保護待移植器官

從賽斯坦第一次“復活”豬腦的時候，倫理問題就從未離開過他的研究。我們不禁疑惑，大腦和身體的部分機能可以恢復，是不是意味著我們能被“復活”或者說死亡的定義將被推翻？

針對上述問題，這項研究的共同作者，耶魯大學神經科學研究科學家Zvonimir Vrselja在一次采訪中表示，“在實驗期間的任何時候，我們都沒有觀察到與感知、意識或意識相關的有組織的電活動，臨床上嚴格來說，這不是一個活的大腦，但它是一個細胞活躍的大腦。”

因此，即便是研究人員成功恢復了豬全身的部分重要器官（如心臟、腦、肝臟和腎臟）中特定的分子和細胞過程，也不算是讓豬活了過來。

但不可否認的是，OrganEx這項技術的出現，或許能夠改變一些涉及到心臟等重要器官的疾病的治療現狀。

這項研究的結果揭示了OrganEx和ECMO在動物身體功能（包括細胞死亡和炎癥）的基因表達方面存在著顯著差異，說明OrganEx有可能為心臟病發作或中風的人帶來新的治療策略，當然該系統的組件在特定臨床情況下的安全性仍需要進行研究。

如果我們把眼光再放遠一些，會發現OrganEx在器官移植領域還有一項可觀的前景。

研究人員通過試驗發現，OrganEx系統可以對離體器官進行再氧合和復蘇，并且灌注液中的抑制劑能抑制細胞死亡的速度，從而延長器官離體后保持活性的時間。

因此他們認為，OrganEx系統可能會改善器官供體的現有灌注方法和效果，這在器官移植領域無疑是一個很好的消息，能夠一定程度上改變供體緊缺的情況。