换头术,最大的难点在哪里?
换头术在技术上能否实现呢?又会面临怎样的伦理问题呢? 
2015-7-8 13:54:05
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吕洛衿

本文转载自南方周末


有医生敢于踏入头颅移植的禁区并不奇怪,但是有愿意换头的志愿者就令人匪夷所思了,因为这意味着要在还活着的时候让医生切下自己的头。但是这样的志愿者竟然出现了。那么换头术在技术上能否实现呢?又会面临怎样的伦理问题呢?


天堂手术


2015年6月12日到13日,万众瞩目的第39届美国神经外科和骨外科年会在美国马里兰州首府安那波利斯市举行。之所以令人瞩目,不是因为学会本身多么激动人心,而是因为今年参加该学会的有两个特殊人物:一个是意大利的外科医生卡纳维诺(Sergio Canavero),另一个是俄罗斯的30岁的斯皮里多诺夫(Valery Spiridonov)。

意大利医生卡纳维诺宣布要进行人类头颅移植手术。


这两个人何以如此受人关注呢?因为这两个人,一个是医生,一个是病人,要在大会上讨论一个惊世骇俗的手术:头颅移植。所谓的头颅移植,通俗地说就是——换头!


卡纳维诺是意大利都灵的一位外科医生,都灵高级神经调控集团的主任。在2013年他就宣布要进行人类头颅移植手术。他说,成功的关键在于使用粘合剂(fusogen)粘合切断的脊髓,使得两个不同人的脊髓可以生长连接起来。“如果成功,那些因为身体严重疾病而面临死亡的患者则可以获得新生。”他称这个计划为“天堂手术”(Heaven surgery),取自手术的全称head anastomosis venture(头吻合冒险)的缩写。


卡纳维诺在2015年2月3日的《国际外科神经学》杂志上发表了一篇轰动世界的论文,题目叫“双子座脊髓融合计划:重装”(The “Gemini” spinal cord fusion protocol: Reloaded)。在该文章里,卡纳维诺详细地描述了他准备施行的换头术的各个细节。他强调,完成头颅置换有4个关键步骤,第一是必须要用一把锋利无比的刀,比如特殊制造的钻石刀,或者氮化硅制作的纳米厚度的刀片,确保切断面整齐,易于连接;第二步,尽可能完好地连接脊髓灰质;第三步,使用特殊粘合剂帮助截断面吻合;第四步,使用电刺激刺激脊髓连接端吻合生长。


2014年4月,卡纳维诺医生又受邀在著名的TED上进行了演讲,向世界详细陈述了他的计划。他甚至仔细计算了该手术需要大约100个外科医生轮流进行,时间大概需要36小时,费用大约1280万美元。他说,手术需要迅速地切下头颅,立刻降温至10-15度,在1小时之内完成头颅与捐赠者的躯体吻合,迅速地吻合血管,需要在15分钟内恢复头颅的血供,然后使用粘合剂,比如PEG,粘合脊髓断端。患者将被置于低温昏迷的状态数日,直到确保手术吻合成功,可以自主呼吸和心跳为止。


这听起来就像是天方夜谭。


有医生敢于踏入头颅置换的禁区不奇怪,但是有愿意接受头颅置换的志愿者就有些匪夷所思了,因为那意味着要在还活着的时候切下自己的头,接到另一具脑死亡的躯体上去,能不能活下来就完全听天由命了。

图:卡纳维诺的双子座脊髓融合手术示意图

志愿者登场


俄罗斯人斯皮里多诺夫就是这样一个“勇者”。


今年30岁的斯皮里多诺夫是一个软件工程师。他很不幸患有先天性的Werdnig-Hoffman综合征,即脊柱肌肉萎缩综合征。患有这种病的人,因为肌肉的萎缩,渐渐不能动弹,到晚期呼吸肌也丧失功能,绝大多数人在童年就会不幸夭折,只有大约10%的人能活到成年。斯皮里多诺夫就是这其中的10%的不幸中万幸的人。虽然存活了下来,他肢体萎缩,靠轮椅移动,生活不能自理,因此生活质量很差。这就是他为何愿意接受这个“赌命”的手术的原因。


两年前,斯皮里多诺夫听说了卡纳维诺的大胆计划后,与他取得了联系,并在媒体上公布愿意成为第一个志愿者。他立刻成为全球媒体瞩目的焦点。斯皮里多诺夫近日飞往美国,与卡纳维诺医生一起登上大会的讲台,面向来自世界各国的外科医生们解释他的决定和计划,希望取得医学界的支持。他说:“我完全知道风险所在。但我希望我参与这次学会能够将头颅置换手术这个观点和计划推进一步,取得医学界的支持和理解。”他希望手术能在两年内进行,希望被置换的身体是一个年轻健壮的躯体,“我并不着急,但如果一切顺利的话,手术应该可以在2017年的某天进行。具体在哪里做,取决于这次学会的结果,但我希望最好能在美国的某家医院进行”。“我不是一个疯子,而是一个工程师,我希望能说服医生们,这样的手术是很有必要的。”“我不是疯狂到要砍掉自己的头,相信我。”


6月13日,卡纳维诺和斯皮里多诺夫如期登上神经外科和骨外科年会的讲台,进行了长达两小时的演讲,详细陈述了他的计划和理由。虽然两位都一再强调这是严肃认真的医学实验,与会者的反应如同预料的一样,有对这种冒险探索表示欢迎的,也有对此直斥荒诞的,认为这是一个疯狂的计划。

今年30岁的斯皮里多诺夫是一个软件工程师。 


动物实验


那么头颅移植真的有可能吗?


实际上,医学界对头颅移植的尝试早就开始了。


1908年5月21日,美国芝加哥的医生古斯里(Charles Guthrie)进行了有文字图片记录的第一例狗头移植。他将一只狗的头切下来,移植到另一只狗的颈部下方,将血管肌肉吻合,使得这只狗有了两个头。血管吻合后,接受移植的狗的血液通过血管进入移植来的狗头,传入大脑,然后回到接受移植的狗的血液循环。


在《血管外科及其应用》一书中,他详细描述了这个手术,并附有照片。照片上一个双头的狗躺在手术床上,新移植的头在脖子下面,上下颠倒,所以看起来两个头的下巴凑在一起,非常诡异。他还记述了移植的狗头出现瞳孔收缩,鼻翼扩张,甚至伸舌头的动作。可惜几分钟后狗头就不动了。移植失败。


到了20世纪50年代,移植技术大幅进步,前苏联医生杰米霍夫(Vladimir Demikhov)又开始了狗头移植的尝试。他使用快速缝合血管的血管吻合器,将20只小狗的头分别吻合在了20只大狗的颈部。据他出版的书《生命器官的实验性移植》中记载,这些狗头平均存活了大约2到6天,最长的甚至存活了29天。


在书中他详细记录了实验的细节,并附有照片。其中一个是1954年2月24日的实验记录,一只一个月的小狗的头被移植到一只成年牧羊犬身体上。实验记录写道:早上9点,被移植的小狗头开始急切地想要喝水喝奶,而且摆动头部,似乎想从受体的成年狗身上挣脱出去;晚上10点30分,当大狗准备睡觉时,小狗头咬了实验员的手指,导致出血。2月26日晚上6点,小狗头咬了大狗的耳后,大狗大叫并猛烈摇头。


而据1959年12月9日的《华盛顿邮报》报道,中国人在1959年完成了第一例完全的狗头移植,将一只狗的头移植到了另一只没有头颅的狗身体上。但其中的细节已不可知。


前苏联医生杰米霍夫的狗头移植尝试,打开了器官移植的大门。在那以后,器官移植技术得到长足进步,免疫抑制剂的使用最终使得心脏、肾脏、肝脏、肺等等器官移植成为可能。


而随着这些器官移植的成功,人体头颅移植的想法又冒了出来。1970年3月14日,美国的俄亥俄州克利夫兰的外科医生罗伯特·怀特进行了饱受争议的手术:将一只猴子的头切下来,移植到另一只无头的猴子身体上。据怀特医生的手术观察称,这只换了头的猴子存活了很短一段时间,但还有嗅觉和听觉,能看见周围环境,甚至差点咬了实验员的手。2001年怀特医生又再次重复了猴头移植实验。他称因为移植手术的长足进步,以及低温保存技术和免疫抑制的发展,头颅移植更加可行,“随着外科技术和术后护理的大幅进步,现在是时候考虑在人体进行头颅移植的可能性了”。


2002年12月16日,《化学和工业》杂志发表了一篇来自日本栃木県自治医科大学的医生川合述史的移植尝试。他将24只12天的幼鼠的头切下来移植到了成年鼠的大腿上。据论文记载,如果保持低温和血流畅通,移植到大腿上的鼠头可以存活3周之久,小鼠的头还可以正常生长,嘴巴可以动。看起来非常诡异。


中国医生也不甘落后。2014年哈尔滨医科大学第二附属医院的任小平博士在《中央神经系统:神经学与治疗》杂志上发表令人瞩目的论文“异体头体重建:小鼠模式”(Allogeneic Head and Body Reconstruction: Mouse Model)。试验中,80只小鼠被断头后,40只的头与另40只的不同毛色的小鼠的身体连接了一起。据论文描述,手术后,18只换了头的小鼠存活了3小时,且能自主呼吸,还能眨眼,心跳也平稳,没有出现脊髓切断后常见的肢体强直。


在文章最后,作者任小平写道:“一旦小鼠模式有效性得到证实,我们将进行灵长类动物实验;这些模式将是我们未来进行人体临床试验的关键一步”。


这篇论文一出,媒体为之惊呼,甚至有媒体称任小平为弗兰肯斯坦(Frankenstein)。《弗兰肯斯坦》是一部1931年的美国电影,剧中的科学怪人弗兰肯斯坦将不同尸体的躯体部分缝合在一起,合成了一个人,结果发现合成的是一个怪物。

前苏联医生杰米霍夫的狗头移植尝试,打开了器官移植的大门。


难点在哪里


前人的有关头颅移植的大胆尝试,毕竟只是动物实验。这一回的试验则是在人身上。意大利的卡纳维诺医生准备进行人体头颅移植的临床试验理所当然地引发了世人的注目。


因为这个计划太骇人听闻,以至于各种猜想都纷纷出台。有多家媒体猜想卡纳维诺医生和斯皮里多诺夫就是为了炒作,甚至猜想他们是为了某个电脑游戏而进行炒作的。


不管是炒作,还是果真在计划这个手术,这个手术在近期内都是不可能进行的,原因有以下两点:


第一,原理不可行。头颅与身躯吻合,最关键也是最难的是脊髓的神经吻合。目前为止,还没有有效已知的方法可以将切断的神经吻合并恢复功能,何况是关系到生命中枢的颈部脊髓和脑干,更何况头部移植是需要将两个不同的人的神经连接起来。纽约大学朗格尼医学中心(Langone Medical Center)的罗德里格斯(Eduardo Rodriguez)博士曾在2012年进行过轰动世界的最复杂的全脸移植手术,这位器官移植的权威直截了当地指出“我不认为这是可能的”。


第二,免疫排斥问题。器官移植最大的障碍就是我们人体的免疫系统对外来器官的强烈排斥反应。虽然肝脏肾脏心脏移植手术中排斥反应通过使用免疫抑制剂得到了一定的有效抑制,但全头移植,或者说是全躯干移植,面临的排斥反应问题将严重得多,也复杂得多,因为一旦头颅出现免疫排斥,不像别的器官可以移除再移植新的替代器官了。


即便以上两个技术问题都得到了解决,伦理这一关也过不去。简单地讲,如果医生将一个还活着的人的头砍下来,别说移植了,恐怕很快就会以谋杀罪被逮捕。退一万步,即便合法了,移植后的头颅或身体,将以哪一个人的身份出现和存活,都会是一个巨大的社会伦理问题。

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