获取更多信息请下载APP

寄望人体冷冻:人体功能或将无法重现

来源:    发布日期:2015-09-29 13:00:04   阅读量:0

  文/记者 齐亚凤

  人体冷冻是一大难题,人体复活更是一大难题。而我们所说的人体“复活”,一般分为两种,一种是生物单体或组织的整体复活;另一种是DNA提取后的克隆再生。如果要冷冻全身或头部,人类面临什么样的挑战?技术上的难点又有哪些?

  冷冻人体有不可修复的损伤

  每一项现代医疗技术,在应用于人体之前都必须在动物身上进行实验以确保安全有效。一般认为狗和猪对失血的反应与人相似,医生因此选用它们作为实验对象。

  一项实验模拟了猪在受到枪伤后的情况。如果按照传统心肺复苏术进行治疗,只有一半的猪能侥幸渡过难关;但如果用灌注低温盐水的方式给它降低体温,然后进行手术,最后再重新把血液输回去,大约90%的猪都会存活下来。

  动物们恢复正常活动后,研究团队就会对它们进行各种测试,来检查它们的脑功能有没有受到损害。如手术前,研究者们训练猪走到一个某种颜色的容器前并将它打开,里面藏着它们爱吃的苹果。大部分动物“复活”以后,还记得应该到哪里去找苹果。研究人员还让另外一些术前没有被训练过的猪在术后学习找苹果,结果显示它们学得和其它猪一样快。两项实验的结果都表明,手术没有对它们的记忆产生显著影响。


(美国巴尔的摩,约翰·霍普金斯GRCF细胞中心的实验室技术人员将人类细胞样本放入液态氮中冷冻)

  加州大学伯克利分校的低温生物学研究员保罗·西格尔曾将活着的仓鼠冷冻2小时后复活。在仓鼠试验成功后,西格尔又对一只小猎犬进行试验。结果,他成功让小猎犬复活过来。那么人类能否具有这种类似冬眠的本领?

  有专家表示,虽然冷冻实验在某些动物身上已经取得了一定的进展,某种药品或技术证实对动物安全有效,但也不一定代表它们对人类有相同的作用。

  首先,医学上仍然不能做到丝毫不损伤冷冻的人体。低温本身就是一把双刃剑,在达到一定的低温时,的确可以保存组织细胞的活力,但是细胞往往会在降温的过程中死亡。另一个难题是缺血性损伤。缺血是指血液循环不充分或完全停止,这会导致组织缺氧及养分。

  在美国,人体冷冻过程中至少存在好几分钟的缺血,这是因为按照美国法律,人体冷冻过程必须等到心跳停止,也即血液循环停止,合法宣布死亡后才能开始。在美国,只有在一个人被宣布法律定义的死亡后,才能接受冷冻保存,否则将被视为谋杀或协助自杀。

  目前,人体冷冻主要通过两种途径实现。一是将人体快速冷冻,在细小的冰晶形成前,就将人体冷冻至-196℃的液氮温度;其缺点是操作难度高,且不能完全免除冰晶的威胁。如果这些冰晶穿透细胞膜,就会导致严重的组织损伤,从而对躯体造成不可挽回的伤害。二是低温保护剂置换法,用不“结冰”的特殊制剂置换全身血液,再将人体缓慢冷冻至-196℃的液氮温度,其缺点是冷冻置换剂往往毒性较大,毒理不甚明确,冷冻过程较为危险且不可控。

  其次,从实验动物到人体的过渡,总会面临一些新的挑战,如手术结束后输回动物体内的是它们自己的新鲜血液,而外伤患者则需要输入其他人捐献的血液。另外,动物们在麻醉状态下的“受伤”,与病人们清醒时的“受伤”可能对机体有不同的影响。

  人体冷冻比单细胞冷冻更难

  值得一提的是,人体冷冻技术在中国是非法的。人体冷冻并不能简单等同于单细胞的冷冻保存。目前精子、胚胎和卵子冷冻技术的成熟,给医学上的生命养育希望插上了想象的翅膀。前段时期徐静蕾在国外冷冻卵子的新闻备受争议。美国生物医学专业博士夏志表示,“目前我国大型畜牧厂对动物细胞的冻存,尤其冻存精子,这个做得比较多。在中国畜牧业应用非常广泛,像猪场牛场,他们挑选最优秀的精子卵子冷冻起来,在需要的时候进行生物学方法结合起来培育动物。冷冻精子复活可能会有很大损伤,但是只要能生下来后代,在畜牧业上就不是大的问题,但放在人体上就完全不一样了。目前这在中国应用肯定是违法的。”

  这些成熟技术保存的都是原本具有生命力的单细胞,而人体冷冻保存的对象是已经进入死亡状态的整个人体。而且,人体具有数以万亿计的不同细胞,数以万计种类的各种化学活性物质,仅仅最娇弱的脑细胞就数以千亿计,而功能性神经联系更是不胜枚数,任何不可逆性的损害都会导致整个冷冻过程的失败。


(精子冷冻实验室)

  据科学测定,在死亡的一刹那,至少有10000亿个分子分解了,况且心跳停止以后只要5分钟的时间,脑子就毁坏了(在正常温度下)。脑细胞的毁坏,会使大脑失去所有的记忆和思想,一旦发生这种情况,是无法使智能恢复的。

  夏志解释,“如果把冰冻情况下的细胞复活,很多机能会受到损害和损伤,更不要说人体有那么多细胞组成。从细胞变成组织,它的放大效应造成的损伤是无法估计的,研究和真正应用,复杂也是难以想象的。”

  冷冻中提取细胞核是一大难关

  此外,从冷冻的组织中提取细胞核也是一大难关。

  据英国《每日邮报》2008年11月4日报道,日本神户的发育生物学研究中心若山照彦博士领导的小组完成了这一克隆冷冻动物的世界首例成功试验。

  若山照彦团队从几只低温冷冻16年的正常死亡雄性实验小鼠身上,成功取出脑细胞并剥离出细胞核,植入已经被去除遗传物质的卵细胞中。通过电流刺激,卵子开始像受精卵一样分裂生长,发育为胚胎。几天之后,胚胎被置入代孕雌鼠子宫内。3周后,克隆幼鼠出生。研究人员表示,克隆鼠没有出现任何异常迹象,已经长成成年鼠。

  科研实验有成功也有失败。同样地,日本媒体曾经报道过“猛犸象复活计划”,当时震惊了全世界。日本的科研团队也设想借助克隆技术,用猛犸象冷冻细胞作为素材再培育出猛犸象。可是,最终因为低温使猛犸象DNA链断成碎片,很难使用。

  科学家以前也做过类似尝试,但都以失败而告终。即便找到了完整的细胞核,接下来就是要找到匹配的卵细胞。比如可以在现代动物中找到和猛犸象血缘关系最近的近亲非洲象。提取到雌象的卵细胞,然后把猛犸象的细胞核移植到卵细胞中。只有从活的细胞中取出细胞核,然后再将该细胞核植入去核的卵细胞中,才有可能将猛犸象克隆成功。


(美国密歇根州克林顿小镇“人体冷冻”机构内保存遗体、DNA的特殊病房)

  最后,还要面临的问题就是为猛犸象找到合适的代孕妈妈。借腹怀胎面临的最大难关是如何让猛犸象胚胎在代孕妈妈子宫内着床、发育直至顺利生下猛犸象。

  如果能通过克隆技术成功复活猛犸象,对于拯救濒危动物是一大突破性进展。可是众多的困难摆在了面前,从冷冻的动物身上提取细胞核都异常困难,更何况用于作为高级生物的人体,简直会充满许许多多难以突破的瓶颈。夏志说,“人死了以后,仅凭一些脑细胞可不可以培育出一个人?像重庆女作家这类单纯头部冷冻,最终将面临头脑的唤醒,更需要进行头身重建,这是一个非常遥远且看上去难以实现的问题。”

  解冻修复技术要求难以预料

  动物曾有过冷冻复活的案例。捷克研究人员在2002年曾成功地将果蝇幼虫部分冷冻,后将其复苏。2004年,美国迈阿密一家海产品公司曾展示,2只龙虾在零下40摄氏度的盐水里被冻僵几分钟后获解冻,又重新在水里游动的全过程录像带。加州大学伯克利分校的低温生物学研究员保罗·西格尔,也曾将活着的仓鼠冷冻2小时后复活。在仓鼠试验成功后,西格尔又对一只小猎犬进行试验。结果,他成功让小猎犬复活过来。

  细菌、植物、动物的复活实验都已经进行过,而人体实验几乎还没有获得任何成功,技术上还办不到。如何对冷冻人体进行解冻是问题的关键所在。尽管现代解冻技术日臻完善,但肌体在解冻时仍然受到很大损害。主要问题是一些细胞组织坏死、细胞膜脱落以及一些组织之间出现细小的裂纹。肌体受到的这些损害,使得无法用现代医学方法对患者进行解冻和复苏。

  许多冷冻机构明确告知人们,已经尽力保证冷冻人的各个器官不受损伤,但可能还是有些冷冻人的器官受到了伤害。这是因为每个器官需要的完美冷冻温度都不一样,实际操作相当繁杂。即使冷冻的只有大脑,研究者依然不能保证它不受到一丁点儿伤害,因为大脑有很多不同区域,用于结冻的最佳药剂也会千差万别。

  众所周知,大部分冷冻人都是患有绝症或者是某种严重疾病的人,他们差劲的自身条件将会使“化冻”难上加难,再加上被保存在零下 100 多摄氏度的环境下,在这种环境下保存,身体会变得十分脆弱。当被加热唤醒的时候,他们的身体会不会如同冰冻的玻璃杯子一样发生断裂?

  如果冷冻人有幸重新睁开双眼,他们有多大的几率像正常人活下去呢?科学家如何对这些“复活人”进行有效地后期恢复呢?甚至哪些功能需要修复,他们也都不得而知。比起冷冻一个人,让一个人复苏并能正常活下去的技术要求更高,成本也更加昂贵。而这些又得寄托在我们对未来技术的期望上了。

  不被主流医学界所认可

  到目前为止,美国CDC官网及世界卫生组织的官网均未有对人体冷冻技术的描述,所以这项技术不被现代主流医学认可。

  目前这几家从事“人体冷冻”的公司,很少有医疗机构介入。国际低温生物学会前任主席、美国纽约州立大学低温生物研究中心主任约翰·鲍斯特曾表示:人体冷冻组织的大多数成员没有接受过正规的高等教育,也没有具有职业资格的医生。关于任何人体冷冻能复活方面的报道都没有一篇是出自科学期刊,也都没有一篇报道被证明是真实的。人体冷冻组织的成员曾多次要求加入国际低温生物学会,均遭拒绝。

  所有的人体冷冻保存机构在网站上都声称,“虽然无法保证人体冷冻法能够有效,但是技术是一直在进步的。”尽管这些机构非医学主流且风险非常多,但希望被冷冻的人却有增无减,因为对于不治之症的患者或者老人来说,还有一线利用未来医学潜力的希望。

  此外,过了五十或几百年后,这些提供冷冻服务的公司,是否依然存在?当从冷冻中复活苏醒时,如何面对一个陌生的新世界?

  就目前看来,人体冷冻技术现实的状况,尚处于科幻小说阶段。但是,我们依旧也期待,伴随着科技的发展,有朝一日医疗技术发达,人体冷冻技术将现有的绝症难题存盘,成为进行下一步的救治与研究的另一个途径。■