孫愛民

自去年3月起，“換頭術”一直處于輿論漩渦中。所謂“換頭術”是將一名患者的健康頭部與另一名捐獻者的軀體，通過各種手術進行結合。這個大膽的主意，被意大利神經(jīng)外科專家賽吉爾·卡納維洛（Sergio Canavero）稱為“天堂計劃”（Heaven）?？{維洛的合作者、哈爾濱醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院手顯微外科中心主任任曉平，則更傾向于將其稱為“異體頭身重建術”（AHBR）。

按科學家的設想，這項手術未來的試用者，將包括腫瘤患者、先天性神經(jīng)肌肉萎縮患者、多臟器衰竭和骨科高位截癱患者等。其中，斷裂脊髓連接技術，將為脊髓損傷患者帶來康復希望。在中國，僅急性脊髓損傷患者每年就有10萬例以上，大部分患者是因車禍等突發(fā)事件致病。

然而，科學界與倫理界現(xiàn)在都在質疑，手術的危險性、斷裂脊髓連接的可行性、手術本身的倫理合理性與手術后患者的身份認證等，將如何解決。

盡管爭議紛紛，這一手術的推崇者們沒有停止腳步，一方面就手術中的技術問題繼續(xù)做基礎研究，另一方面在全球范圍內尋求合作伙伴，尋找合適的實驗室實現(xiàn)構想。

2016年6月20日，卡納維洛接受《財經(jīng)》記者采訪時表示，又有一家美國的醫(yī)學研究機構加入研究隊伍，他將在近期宣布第一例換頭手術很有可能在美國實施。

尋找一間安靜的手術室

哈爾濱醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院的二樓，骨外科第九門診門口，幾名患者焦急地等待叫號。他們多是一手拿病例，一手持X光片，擁在門口，聽房間里醫(yī)生怎么給病友看病。

房間里，坐診的是任曉平，是中國換頭手術的焦點人物。

1996年，任曉平從哈爾濱市第一醫(yī)院，遠赴美國路易斯維爾大學克拉納特手顯微外科中心，師從美國著名手外科專家克拉納特，從事手外科疾病的診療及科研工作。

研修期間，任曉平設計了世界首例異體復合組織移植的臨床前動物模型和相關實驗研究，后參與完成了全球第一例成功的手移植手術。

30多年的臨床工作生涯，因為意大利一名科學家的一項計劃，任曉平成為全世界最受關注的科學家之一。

早在2013年，意大利神經(jīng)外科專家賽吉爾·卡納維洛，便在一家意大利新聞雜志上宣布：他的研究團隊發(fā)現(xiàn)一種連接切斷脊髓的方法，“換頭術”將可實現(xiàn)。

不久之后，韓國科學家Kim聯(lián)系到卡納維洛，他們共同在老鼠身上做實驗，測試這一被稱為Gemini的脊髓連接方案。實驗證明，這一方法有效。

2015年3月，卡納維洛向外界宣布，他將與合作團隊在人體身上實行換頭手術，將要換頭的是一名俄羅斯工程師斯皮里多諾夫，他患有先天脊髓性肌肉萎縮癥，手術將給他重新“安裝”一副身體、保留自己的頭部。這就是“天堂計劃”。

卡納維洛拋出這一令世人震驚與意外的決定之時，作為哈爾濱醫(yī)科大學引進的人才，任曉平已從美國回到故鄉(xiāng)哈爾濱，2012年在哈醫(yī)大轉化醫(yī)學中心及附屬二院組建了他的科研團隊，致力于異體復合組織移植、缺血再灌注損傷的研究。任曉平已經(jīng)帶領研究團隊，在1000多例小鼠身上實施了換頭實驗。

兩個焦點科學家很快就有了交集。2015年6月，任曉平與卡納維羅均得到美國神經(jīng)和骨科醫(yī)生年會邀請。很快，卡納維洛便宣布與任曉平合作。

“天堂計劃”公之于眾后，全球多支科研團隊開始加入卡納維洛的研究計劃，形成一支“多國部隊”。除了任曉平團隊與Kim團隊，俄羅斯與美國的科學家也相繼參與其中。這個聯(lián)合團隊正在韓國測試一種納米形式的PEG粘合劑的功效，而這一粘合劑來自于一所美國頂尖大學。

卡納維洛在忙著尋找一家合適的醫(yī)院，來實現(xiàn)“天堂計劃”，理想的醫(yī)院可以提供經(jīng)費支持與倫理許可。“意大利的醫(yī)院不可能實現(xiàn)，太沒有組織性了，我需要更優(yōu)秀的醫(yī)院。”卡納維洛說。

他很急切，甚至曾通過一家德國報紙宣布，在德國尋找合作醫(yī)院。有國外媒體詳細列出了手術項目的時間表、手術對象、所需的時間與經(jīng)費，然而，大部分信息都被當事科學家否認。國內外媒體也曾猜測，手術將在中國進行，并根據(jù)卡納維洛的表達，推測2017年底將完成手術。

然而，在任曉平看來，手術并沒有具體的時間表，一切取決于臨床前的實驗進展情況，“偶然性、機遇性都是關鍵因素，它們都會導致最終自然過渡到臨床階段”。

2016年初，任曉平團隊在猴子身上進行了換頭實驗。彼時，媒體紛紛報道該實驗成功給猴子換了頭。6月11日，《紐約時報》刊文“醫(yī)生的全身移植計劃”，援引了多位美國醫(yī)學專家的話，質疑并反對換頭手術。任曉平與卡納維洛均認為該報道有失偏頗。

卡納維洛分析稱，猴子實驗并沒有實行整套的“天堂計劃”手術程序，出于倫理考慮，只是進行了神經(jīng)保護的部分。

“實驗的明確目標，是要測試交叉循環(huán)與低溫手術確定不會對軀體接受者造成損傷，并不是要測試Gemini?！笨{維洛對《財經(jīng)》記者說，“《紐約時報》指責任曉平進行了違反科學倫理的實驗，可是截至目前，他的實驗都是符合科學倫理的，而且對于任曉平的采訪是在九個月之前進行的。”

與中國科學家接觸后，卡納維洛開始學習中文，他“覺察到中國對于這一手術有些畏葸不前”。卡納維洛認為，《紐約時報》的報道是別有用心的，是時刻要阻止中國在這一科學領域實現(xiàn)發(fā)展， “這是中國少有的在醫(yī)學領域處于先進行列的研究，美國人不希望看到這樣的事情發(fā)生?！?/p>

任曉平在接受《財經(jīng)》記者采訪時，沒有透露更多的猴子實驗細節(jié)，僅稱，“這只是一個預實驗?！?h3>三大技術難關，需要完美解決

在人體身上實現(xiàn)換頭手術，真的就像天方夜譚的神話，甚至對于一些科學家來說，這也是難以接受的。

在2013年，當美國著名醫(yī)學期刊《外科學》（Surgery）的科學編輯，第一次看到有關頭部移植的論文時，還以為這是一部科幻小說，并沒有去跟蹤這一研究。

任曉平發(fā)表于《CNS神經(jīng)科學與治療學》的“頭部移植時代”一文中，正是以《聊齋志異》中的換頭故事開篇，而后以英國小說家瑪麗·雪萊的著名小說《弗蘭肯斯坦》中的情節(jié)來介紹電擊術。

從科幻小說到“天堂計劃”，意味著換頭手術開始走進現(xiàn)實。

卡納維洛如此描述“換頭術”的關鍵步驟：首先，要對接受頭部移植手術的病人和捐贈人進行降溫處理，放慢細胞死亡的速度；切下他們的頭，并將主要的血管連到事先準備好的管子上；最后，切斷脊髓，并盡可能保證傷口的清潔度；接下來，用聚乙二醇解決脊髓連接融合問題，之后就是血管、肌肉和皮膚的縫合。

術后，病人的昏迷情況可能會持續(xù)好幾周的時間，而在這一過程中，醫(yī)生會用電極刺激病人的脊柱，進而加強其與新神經(jīng)的連接。如果病人體內出現(xiàn)排斥情況，醫(yī)生會向其體內注射抗排斥免疫抑制劑。

卡納維洛預計，如果手術成功，病人結合物理療法，可在一年之內恢復行走能力。

在整個手術過程中，中樞神經(jīng)的再生、大腦的低溫保存與缺血再灌注損傷的預防，以及免疫排斥反應是三大技術難關，也是阻止手術成功的障礙。

其中，脊髓的連接、中樞神經(jīng)組織的再生，是醫(yī)學界質疑該手術的主要“攻擊點”。傳統(tǒng)醫(yī)學理論認為，中樞神經(jīng)細胞是不可再生的組織。而在臨床上，脊髓損傷修復也一直是難以攻克的世界難題。

廈門大學器官移植研究所所長齊忠權接受《財經(jīng)》記者采訪時表示，沒有科學數(shù)據(jù)表明切斷的脊髓可以重新連接，“別說是脊髓的異體移植，就算是自身的腰椎、頸椎，斷了以后，脊髓也是接不上的”。

醫(yī)學界一直都在探索解決中樞神經(jīng)系統(tǒng)的修復。有研究者利用激素促進神經(jīng)生長因子，來進行修復，但治療效果都不好?？茖W家也嘗試用干細胞治療，但在受損的中樞神經(jīng)微環(huán)境里，放進去的干細胞不能變成神經(jīng)元，而變成了其他細胞。

2013年，卡納維洛嘗試利用聚乙二醇（PEG）做粘合劑，配合脊髓電刺激，來實現(xiàn)受損脊髓的修復與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的恢復。Gemini方案正是由此“誕生”的。

韓國CHA大學生命科學學院教授Kim通過小鼠實驗證明，聚乙二醇（PEG）具有修復神經(jīng)膜的功能，可以用作連接脊髓的粘合劑。

Gemini方案中的脊髓電刺激，聽來可怕，可已經(jīng)發(fā)明了20多年。近些年，脊髓電刺激已經(jīng)可以疏通中樞神經(jīng)皮質網(wǎng)狀脊髓通道，使得病人重新運動起來，而這一通道是連接頸部與腰部的中樞模式發(fā)生器。

奧地利維也納醫(yī)科大學醫(yī)學物理學與生物醫(yī)學工程中心教授凱仁·米娜珊，在發(fā)表于《CNS神經(jīng)科學與治療學》的論文稱，脊髓電刺激對于受損的膀胱、腸道與性器官，都是有效的，在神經(jīng)修復方面將成為主要的生理學干涉，而且在受損脊髓重建方面非常有可塑性。

在中國，利用脊髓電刺激喚醒植物人，常常見諸報端。植物人腦昏迷是神經(jīng)傳導通路的電流“沒電”或電流過弱導致的，因此可以通過外加電流恢復這個通路，達到喚醒的目的。“電刺激對于頭部移植手術后的運動恢復有極大的潛力?！比螘云脚c卡納維洛合作的論文如此表述。

其實，受損脊髓修復已經(jīng)不是不可實現(xiàn)了。

中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員戴建武，于2015年4月開展了首例神經(jīng)再生膠原支架治療急性完全性脊髓損傷臨床研究。首例腰段脊髓損傷受試者經(jīng)過一年的康復，運動功能方面得到顯著改善，可在支具的輔助下通過髖關節(jié)的活動行走。

竅門是，將間充質干細胞“種”在膠原蛋白做成的支架材料上，然后把支架移植到脊髓損傷部位。支架能起固定作用，還能起到連接作用，兩端好的神經(jīng)組織能夠通過支架“橋接”，支架上事先“種”好的干細胞，就能完成修復。“支架的主要作用是營造干細胞分化的微環(huán)境，如果單把干細胞放進去，它就會通過腦脊液和血液‘跑到全身各處，很難在受損部位發(fā)揮作用?！贝鹘ㄎ鋵Α敦斀?jīng)》記者分析。

不過，未來的換頭手術中是通過聚乙二醇（PEG）粘合劑結合電刺激，還是干細胞，或者其他生物因子，目前在實驗上還沒有最后的突破及臨床轉化應用。

按“天堂計劃”，在手術中，兩個手術臺相距2.5米左右，切割后的頭部要在1分鐘內運到軀體旁，然后進行血管連接，整個過程需要大約30分鐘時間。期間，缺血環(huán)境下的大腦必須得到有效保護。常溫下大腦耐受缺血的時限是4分鐘，超過這個時間，大腦就有可能會因缺氧缺血而壞死。

大腦的低溫保存以及缺血再灌注損傷的預防，正是確保這一手術成功的關鍵。

任曉平在《外科學》發(fā)表的一篇論文稱，實驗證明，通過軀體捐助者與接受者的交叉循環(huán)，可以確保在AHBR移植中腦組織有效的血液灌注以避免腦缺血。

在實驗中，研究者將頭部提供者與軀體提供者的頸動脈與頸靜脈交叉連接，頭部切割后，軀體提供者頸動脈中的血液，流進新頭部的頸動脈中，灌注進大腦，之后，血液通過新頭部的頸靜脈流回新軀體中的頸靜脈。

整個過程中，用硅管作為血液分流器，整個循環(huán)不會被中斷，從而避免大腦缺血。

手術后的免疫排斥反應也困擾著科學界。術前，研究者必須回答和解決腦中樞神經(jīng)是否是一個免疫特赦區(qū)，是否能夠被目前的復合組織免疫治療藥物有效控制，選用何種方法抗排斥效果會更好，術后又如何有效監(jiān)護和評價這一特殊“器官”。而這些，仍需在實驗中尋求結果。

“讓動物模型能夠長期存活，才可能研究中樞神經(jīng)再生、術后免疫學藥物反應、術后功能恢復等問題?！比螘云秸J為，目前的實驗只是邁出了第一步，而動物與人體實驗都清晰地展示了人體頭部移植的可行性，下一步，將在人體尸體上進行測試。

做，不做，取決于誰？

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盡管卡納維洛信誓旦旦，向世界說明“天堂計劃”的可行性，并四處“招兵買馬”，努力營造手術將行的氛圍，仍難平來自科學界與倫理界的質疑。

齊忠權擔心，如果耗費巨資把換頭“適應癥”患者治療成一個高位截癱或近乎高位截癱者，且需要終生服用免疫抑制劑，醫(yī)學界的同行不會達成共識。

已經(jīng)成功實現(xiàn)損傷脊髓修復手術的戴建武，在接受《財經(jīng)》記者采訪時則表示，脊髓損傷修復不了，就無法實現(xiàn)換頭，而既然“已經(jīng)可以連接脊髓、實現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的修復了，還有必要進行換頭手術實驗嗎”？

在卡納維洛看來，反對換頭手術的專家一般專注于腦血管外科，對Gemini一無所知，沒有看過他們發(fā)表的論文?！坝械姆磳φ呱踔炼疾恢?，已經(jīng)有神經(jīng)外科醫(yī)生成功地連接了切斷的脊髓?！?/p>

來自倫理界的反對聲也不絕于耳。

紐約大學醫(yī)學院的生物倫理學家亞瑟·卡普蘭認為，“換頭術”的想法是荒謬的；普林斯頓大學生命倫理學家彼得·辛格表示，現(xiàn)階段進行靈長類動物實驗存在巨大風險。

哈佛醫(yī)學院生命倫理學中心主任羅伯特·若恭的觀點較為中立，“如果實驗通過了審查委員會的審查，那么我們并沒有理由不承認它?！?/p>

公眾則擔心，如果手術成功，術后的個體該算頭部的患者，還是軀干捐獻者，身份認證將是一個難題。

個體的自我接納，需要進行心理層面的調適。意大利優(yōu)爾姆大學教授朱利亞諾·莫里在回復《財經(jīng)》郵件時表示，人的身份認證并不是一次就可以定義的，相反，其取決于文化環(huán)境的改變，“換頭手術就可以改變文化環(huán)境”。

在通過動物實驗對“異體頭身重建”開展了約三年的研究后，現(xiàn)在，任曉平領導的國內團隊聚焦于解決一些技術和有挑戰(zhàn)性的科學倫理問題。在中國，創(chuàng)新性的臨床試驗，經(jīng)倫理委員會的審查與批準后可進行。任曉平表示，“即使要做，國家也肯定有主管部門和相應法規(guī)來規(guī)范這么大的項目，絕不是某位醫(yī)生或科研人員就能決定在哪兒做，給誰做?！?/p>

有的患者很急切，給任曉平打電話，或者直接去找他，想要接受頭移植手術。他們一般患有高位脊髓截癱、骨科創(chuàng)傷、癌癥晚期、中樞神經(jīng)元性疾病、多臟器衰竭等疾病，目前在臨床都難以治愈。

不過，即便實驗成功，將臨床技術進行產(chǎn)業(yè)化與技術推廣，需要形成完善的產(chǎn)品，并要獲得相應的醫(yī)療器械注冊證書，才能進入醫(yī)院，為普通患者手術。

新生事物都會存在爭議，任曉平認為，倫理學是個行為規(guī)范科學，如果一個技術可以有效延長人的生命，倫理學沒有理由不批準。對于新事物，倫理學可以制定一個規(guī)范，讓新技術在這個框架以內進行，但沒有道理阻礙科學的發(fā)展。

在各種爭論與質疑紛繁呈現(xiàn)之時，繼2016年4月《CNS神經(jīng)科學與治療學》刊出的“換頭術”特別焦點之后，2016年7月剛剛見刊的《外科學》以迷你研討會的形式，刊登三篇有關“換頭術”技術的文章，分別討論手術中的大腦保護、Genimi脊髓連接方案與PEG融合劑。

在這組系列文章的序言中，《外科學》主編、美國梅奧醫(yī)學中心（Mayo）醫(yī)學博士邁克爾·薩爾（Michael Sarr），與佛羅里達大學醫(yī)學博士凱文·伯恩斯（Kevin Behrns）寫道：過去的幾年，卡納維洛提供了有限且具有爭議的科學證據(jù)，展示了利用融合劑來修復損傷脊髓的可能性。

雖然有幾位編輯強烈反對刊發(fā)這一系列文章，但出于這一脊髓修復技術在截癱患者身上的應用可能性，《外科學》仍然刊發(fā)了這三篇文章。不過，憚于“換頭術”在科學界、倫理界與媒體上的廣泛爭議，并沒有刊發(fā)直接介紹這一手術的文章。

邁克爾·薩爾婉拒了《財經(jīng)》記者的采訪，并拒絕透露其對于“天堂計劃”、“換頭術”的個人傾向。但在上述序言中，他寫道：如果手術實驗真能成功，其中的技術將是極大的突破?！翱茖W是迷人的，我們希望讀者能以開放的態(tài)度閱讀論文，并出于對有關患者脊髓重建的可能性，來思考換頭手術的可行性?！?