新知探索：暂停你的生命换取急救时间

　　：：作者MarkB.Roth＆ToddNystul：：编译黄荣棋

　　以暂停生命(suspendedanimation，休眠)来延长人类寿命的可能性，长久以来一直让科幻小说 作家着迷。在虚构的故事中，这种技术让人们“睡”几个世纪，平安度过各种星际旅行或地球灾难，醒来时不带有岁月留下的 痕迹。这些故事很有趣，但从生物学的角度而言，连影子都还没看见。事实上，人类似乎没有能力改变生命的进程。我们无法 暂停细胞的活动，就像我们无法停止呼吸超过几分钟一样。

　　撇开科幻小说的情节不说，要是真能让人体处于这种状态，医学意义十分重大。例如，有些准备用来移植的器官，比 如心脏与肺，只能在体外存活6个小时。而胰与肾脏，也无法超过一天。因此，器官移植能否成功，取决于速度。如果能让这 些宝贵的器官进入休眠状态，或许就可保存几天甚至几个星期。急救者也可利用这项技术，为受重伤的患者争取时间。

　　代谢慢活得长

　　很多种生物在环境的压力下，能停止某些或大多数细胞的活性，直到压力解除为止。俗称“海猴子”的丰年虾(Artemiafranciscana) ，其胚胎能在没有食物、水和氧气的状况下，进入“休眠状态”，这种状态可维持5年以上。一旦有了适合生长的环境，它们 就会开始正常发育。

　　在休眠状态下，所有细胞的运动都停止，或是细胞依然活动但活性大减。例如，许多动物在冬眠时，食物或氧气的需 求大幅减少，几乎察觉不到它们的呼吸与心跳，体温也降到接近冰点。

　　这些生物能在长期缺氧的状态下生存，是因为能大幅降低对能量的需求，这与人类截然不同。我们完全依赖氧气的持 续供应，细胞需要氧气来维持能量制造。含氧量低于某个值，细胞就会遭受伤害，导致身体组织坏死。

　　为防止重伤患者遭受缺血性伤害，心肺复苏术以及其他传统方法的目的，就是要让血液循环尽快恢复，恢复氧气供应 。人类的细胞不能没有氧气，这似乎是惟一的策略。然而，在处于“休眠状态”的动物身上看到，由于细胞活性急剧下降，这 些动物不怎么害怕缺氧和缺血。科学家认为，如果在人身上诱发同样的情形，也许能让人在低氧期间避免遭受缺血性伤害。

　　线虫带来的启示

　　科学家已研究了各种实验动物，像酵母菌、斑马鱼胚胎以及线虫(Caenorhabditiselegans) 。在无氧(氧气含量小于或等于0.001％)的情况下，线虫就会进入“休眠状态”，并能维持这种状态24小时以上。

　　到达人类组织的血流如果被切断，细胞的活性无法维持在正常水平。为了模拟人类的这种缺血状态，科学家让发育中 的线虫胚胎暴露在“氧气不足”的状况中，胚胎不会像在无氧状况中那样进入“休眠状态”，而是继续进行胚胎发育。结果， 在24小时后，细胞死亡。但，如果让线虫胎胚所处环境的含氧量增至0.5％，胚胎就能像照常发育。因此，线虫能在无氧 状况下以“休眠状态”存活，也能在含氧量低至0.5％的状况下正常发育，但若处于中间地带，则是致命的。

　　这项研究表明，增加细胞可用的氧气量能避免缺血性伤害，降低含氧量其实也可以。这虽违背了当代医疗的惯例，但 对保存人类组织而言却有重要的意义：要让准备移植的各种器官维持充足的含氧量并非易事，也许可以试试降低它们的含氧量 。

　　诱发“保护性休眠”

　　在自然环境下冬眠的动物，“休眠状态”似乎会产生保护作用，使其免受伤害。美国阿拉斯加大学北极生物研究所的 德鲁发现，将显微探针伸入冬眠中的北极地松鼠脑部，几乎不会造成脑组织的死亡。但非冬眠状态的地松鼠如果遭到同样的“ 事故”，脑组织很快就会受到损伤。

　　这让研究人员想到，在平常不冬眠的动物身上诱发出类似冬眠的状态，来观察细胞的活性是否能安全减缓，延长组织 保存的时间，以利组织的修复。美国匹兹堡大学已故的萨法及同事，为创造“休眠状态”，停止了14只狗的心跳，然后放光 狗身体里的血液，再灌入生理盐水。生理盐水携带氧气的能力远不如血液，因此大幅降低了组织的含氧量。之后，狗没有了意 识、呼吸及心跳。

　　这些狗被分成两组，一组是有6只狗的控制组，另一组有8只狗，会被摘除不会影响狗生存的器官胰。60分钟的“ 休眠状态”后，重新把血液输入狗的身体。72小时后，所有狗都活着。但控制组的狗，没有出现任何不良反应，另外8只狗 当中，4只正常，其他4只出现了某些神经障碍。

　　美国军医大学健康科学系的瑞与同事，以类似的技术使15只成年约克夏猪进入“休眠状态”，然后对其中几只进行 血管修复手术。瑞的报告指出，所有接受测试的猪，记忆与学习能力都未受影响。

　　猪与狗的生理跟人类似，这方面的研究引来了热切的推测：这些技术即将成熟，并能在人类身上试验。

　　这个方法或许有前途，但“放血”是个大动作，患者很可能产生并发症，因此，研究人员一直在寻找其他方法，暂时 剥夺细胞的氧气。举例来说，不含血液的人类组织，比如从捐赠者身上取下的器官，被放在密闭容器中，并填入氧气仿剂(在 分子构造上类似氧气，却不会能产生氧分子)，比如一氧化碳，或许就能诱发“休眠”。一旦器官移植开始，也许只需把血液 输入器官，恢复氧气供应。

　　对器官而言，一氧化碳也许有效，但对血液流遍全身的生物而言，情况未必如此。因此，研究者试用了其他氧气仿剂 。这些物质大多像一氧化碳那样，被认为对人类有毒，可以阻断细胞利用氧气的能力，例如硫化氢。

　　在密闭容器中，小鼠被暴露在硫化氢含量高达80ppm(1ppm为100万分之一)的空气中。在此浓度下5分 钟，小鼠二氧化碳的呼出量减少了3倍，体温也开始下降，所有动作都停止了。几个小时后，小鼠的代谢速度持续下降，呼吸 从每分钟120次减少到10次以下。

　　只要降低容器的温度，就能让小鼠的体温降低到15℃。能冬眠的动物，体温常随着环境温度的起伏而变化。这意味 着，小鼠经过硫化氢处理后，实际上从温血动物变成了冷血动物。

　　6个小时后，研究者进行了一系列测试，发现“休眠”没带给这些小鼠任何不良作用。

　　小鼠能，人类能吗？

　　硫化氢可被用在通常不会冬眠的动物(包括人类)身上，安全诱发“休眠状态”。不过，要在人身上研究硫化氢诱发 的“休眠状态”之前，还得解答许多其他问题。

　　最大的一个未知是，我们甚至不知道人类是否能进入“休眠状态”。人类有时可在无氧状态下维持好几个小时。几年 前发生了一件令人瞩目的事，一位挪威滑雪者发生车祸，在冰冷的水中被困超过一个小时，后来被救活了。当人们发现她时， 她没有呼吸、心跳，体温只有14℃。急救花了9个小时，但根据医师的说法，她恢复得“非常好”。

　　瑞士波昴大学的瓦尔波斯分析了另外32个严重低温的案例，这些人的体温从17～25℃都有，而且在获救时，其 中的许多人都没有生命迹象。15位患者从重创中恢复过来，没有留下任何长期伤害。

　　由于这些人已没有了呼吸，所以他们组织里的含氧量也非常低。这暗示：在面对逆境时，人体偶尔也拥有暂时减缓或 停止细胞活性的弹性。但，为什么有些人能活下来，其他人却回天乏术呢？了解动物自发与诱发的“休眠”，与某些患者存活 案例之间的关联，也许就能透露出，人类早就拥有进入保护性“休眠状态”的能力。

　　(：：《科学美国人》杂志)