世界紀錄:猴腦斷血80分鐘不死
一隻4歲的雌性猴的一次手術,也許將挽救千百萬腦損傷病人。上月中旬,長征醫院、昆明醫學院附屬二院和南京軍區福州總醫院聯合攻關,在世界上首次使一隻大腦在超低溫下完全阻斷血流達80分鐘之久的實驗猴“死而復生”。這項神經外科研究領域的重大突破引起了市民的好奇:“死”猴是如何復蘇的?猴腦能復活,人腦也能復活嗎?
昨天,主持這項市科委重大課題研究的長征醫院教授江基堯通過手術畫面介紹了他們是如何讓“死”猴復活的:一隻體重4.5公斤的4歲雌性實驗猴躺在手術臺上,兩眼圓睜,周身插滿管子。江基堯等醫生在它的脖子兩旁切開兩道口子,讓頸動脈暴露于外,一側結紮,另一側引入體外迴圈機。然後大腦血液斷流,以每分鐘20-30毫升的速度,向頸動脈內連續灌注4℃的生理鹽水,生理鹽水替代血液在腦內迴圈後,再從頸靜脈中汩汩流出,經體外迴圈機過濾椎動脈滲漏而進的少量血液後,再回灌股動脈。
在這個週而复始的過程中,實驗猴的腦溫從37℃漸漸下降,最後跌至12.9℃。此時腦電波已變成一根直線,而它的體溫則是33℃,比正常體溫僅下降4℃,心跳、血壓如常,其餘重要臟器一如既往工作。80分鐘後,猴腦恢復血流。手術一小時後,實驗猴的麻醉藥性漸漸解除,它四肢伸展,一骨碌坐了起來,抓起一隻蘋果就大嚼起來。
有趣的是,腦斷血80分鐘而不死的實驗猴,在預實驗時卻已死過一回。這只猴本是第3次預實驗動物,結果,連它在內的3次預實驗都以失敗告終。第1次是因為進生理鹽水的頸動脈粗而出水的頸靜脈細,進出不平衡,導致手術失敗,第一隻預實驗猴子“光榮”了;第2次是手術時不僅結紮了頸動脈,連向小腦和腦幹部位提供10%左右血液的椎動脈也從血管內介入栓塞,結果,第二隻預實驗的小猴當即出現偏癱等腦功能障礙,手術再次夭折。第3次預實驗時,現在實驗成功的小猴上手術臺,科技人員用的麻醉藥物竟然無效,怎麼也無法讓這頭4歲的小母猴“醉生夢死”,無奈之下,靜脈注入20克杜冷丁,小猴過量吸毒,當即呼吸驟停,血壓劇跌。科技人員整整搶救了2個小時,最後用強效解毒藥———納洛酮,才使小猴起死回生,“騰”地一下從手術臺上坐了起來,睜著迷茫的眼睛看著一頭汗水的科研人員。
經歷失敗後,長征醫院江基堯教授、昆明醫學院附屬二院徐蔚副教授和福州總醫院楊朋范副教授等科研人員不斷探索,設計出一條全新的技術路線:增加一條股靜脈作生理鹽水的另一齣口,使進出平衡;腦供血量僅10%的椎動脈不結紮;尋找合適的麻醉劑及劑量。知恩圖報的小猴休養一段時日後,正式實驗手術時再上手術臺,果然不負眾望,創造了超深低溫下腦部斷血80分鐘而存活的世界紀錄。
研究背景:超深低溫成“保護神”
在常溫下,人和動物的大腦血流阻斷極限是5—8分鐘,超過這一極限就會因腦缺氧而死亡。這只實驗猴為什麼能斷血80分鐘而不死呢?
保護神就是超深低溫。科技人員發現,腦溫每降低1%,細胞的耗氧量就降低4%,腦溫比體溫降低20℃,腦細胞幾乎不耗氧。因而,腦溫越低,越能使腦細胞延長缺血缺氧的耐受時間,也越能保護腦神經元。在1個月內,江基堯等科研人員成功地讓5隻實驗猴在超深低溫下,腦部斷血50-80分鐘而後復活。經歷了長時間缺血缺氧考驗的5隻實驗猴,並沒有出現弱智癡呆狀,行為、能力同術前一模一樣。
低溫保護,是個古老的醫學方法。早在2000多年前,古代醫學專家就發現,危重病人在冬天比夏天容易存活。現代醫學研究低溫醫學是在上世紀一戰期間,且是在不道德和殘忍中進行的:德國曾把俘虜扔到冰天雪地裏,在戰俘活活凍死的過程中觀察血壓、脈搏及各臟器變化。上世紀80年代,科研人員在作腦損傷治療實驗時無意發現,同樣是頸動脈結紮,有的實驗動物術後照樣歡蹦亂跳,有的卻長眠不醒。經過深入研究,發現是麻醉的作用,越是體積小的動物,經麻醉後體溫下降越多越快,也就越容易復活。而一些大型的實驗動物體溫降得慢,如再碰上位手腳麻利的醫生,三下五除二完成手術,反而死得快。於是,醫生們嘗試降溫方法救治腦損傷病人,1989年,江基堯教授在世界上首次用30℃左右的亞低溫方法,成功地進行了腦損傷救治。
其後,江基堯和他的夥伴們在朱誠教授指導下,探索保護和修復腦神經元的更高境界。1995年,長征醫院開始進行了10例狗腦超深低溫狀態下斷血50分鐘的手術,科研人員讓實驗狗全身降溫,腦溫和體溫均下降至10℃以下,血液全部用生理鹽水置換,結果,10隻實驗狗術後雖然“汪汪”會叫,回復術前神態,但短則數分鐘,長則數小時,卻全部而亡。經解剖發現,10隻實驗狗均死於心肺衰竭。由此,科研人員發現,心肺冷不得,而腦細胞卻很抗凍。受此啟發,科研人員設計了一條全新的技術路線:腦溫與體溫分離,讓腦部處於超深低溫狀態下斷血復蘇,並最終在實驗猴身上獲得成功。
應用前瞻:人腦損傷修復有新路
記者:猴腦復活,對人腦損傷修復有何意義?
江基堯:猴腦與人腦在解剖學上差異極小,血管造影等幾乎與人類一致。可以説,在實驗猴身上成功的腦部手術,在人腦手術中也有可能成功。
記者:這種超深低溫下的腦部斷血再復蘇的手術,適用於哪些腦損傷病人呢?
江基堯:特重型顱腦傷、巨大動脈瘤和顱底腫瘤患者。它能減少手術過程中大出血危險,為醫生贏得更多的時間,使手術變得簡單和容易。
記者:您估計,人腦損傷修復是採取腦部局部斷血方法還是全身斷血方法?
江基堯:猴腦實驗手術結果顯示,採用腦部斷血方法對病人其他臟器沒有損害,更為有利。
記者:何時可在臨床上應用?這項手術的費用貴不貴?
江基堯:一例猴腦手術大約3萬元。這項手術難的是需要多科室協同作戰,牽涉到神經內外科、麻醉科、心腦電圖監測、各臟器生化監測等。下一階段,我們將尋找合適的病人進行臨床實驗。
《解放日報》2002年2月5日