砰砰跳動(dòng)的人造心臟

迪亞利卡·諾伊菲爾德+崔恒

奧地利醫(yī)生哈拉爾德·奧托在其位于波士頓的實(shí)驗(yàn)室里培育出了心臟等人體器官，移植器官不足的問題似乎有望解決了。

小女孩的心臟如同深海水母一樣在液體中輕輕顫動(dòng)。它大約橘子大小，存放在一只玻璃容器里，擺在波士頓實(shí)驗(yàn)室的柜子上。玻璃容器周圍雜亂地堆著無菌手套和裝滿軟管及軟管的紙箱。在來到這里之前，這顆心臟在一個(gè)小小的胸膛里跳動(dòng)了10個(gè)月，然后停止了跳動(dòng)。

容器被用塑料蓋子擰好，上面用黑色馬克筆寫著“奧托”。當(dāng)這個(gè)名字出現(xiàn)在一些沒有生命跡象的人體器官上，比如嬰兒的心臟、年輕女人的肺和男人的腎臟，就意味著它們還可能發(fā)生奇跡。

這個(gè)努力創(chuàng)造奇跡的人名叫哈拉爾德·奧托。他領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室成員們?nèi)σ愿暗脑妇?，似乎正?00年前的小說《科學(xué)怪人》里所描述的那樣，令人有些毛骨悚然：他們?cè)噲D超越自然法則，人工培育生命。用原本會(huì)腐爛的身體部位，制造出能夠重復(fù)利用的器官。

奧托復(fù)活心、肺，培育腎臟。他相信，有一天這些器官都可以被移植進(jìn)人體。

39歲的奧地利人哈拉爾德·奧托是兩個(gè)孩子的父親。他還自稱“一位有耐心的太太”的丈夫。奧托喜歡吹制玻璃，喜歡在車庫里做手工，還喜歡蘭花。他說：“我就是喜歡東西在自己手中發(fā)生變化?！?/p>

這周一，奧托早早就去上班了。實(shí)驗(yàn)室在城市的最西邊，一棟實(shí)驗(yàn)中心大樓的4層。他穿著一件深藍(lán)色的外套，戴著一條綠藍(lán)條紋的領(lǐng)帶，看起來更像是一名藥代，而不是在實(shí)驗(yàn)室主攻器官移植的研究員?！霸缟虾?，麗薩！”他跟秘書打招呼，“10點(diǎn)30分有會(huì)，對(duì)吧？”他提前到達(dá)辦公室，參加幾個(gè)電話會(huì)議，然后去醫(yī)院為一名癌癥患者進(jìn)行活檢。

哈拉爾德·奧托是麻省總醫(yī)院的胸外科醫(yī)生。為病人提供咨詢，為肺病患者做手術(shù)，這些都是他工作的一部分，另一部分則是科研。

在美國，有12萬重病患者在等待器官移植；在德國，等待人數(shù)超過1萬。在奧托的診室里，總有病人因?yàn)榈炔坏胶线m的器官而死亡，或者是移植后因排斥反應(yīng)而喪命。奧托收到來自世界各地病人的信和郵件，比如突尼斯、中國、英國和印度。

“您好，先生！我來自孟買，39歲，身患慢性腎功能衰竭。我希望參加人工腎臟移植手術(shù)的首次試驗(yàn)。謝謝！”

“人工培育的肺何時(shí)能夠進(jìn)行移植呢？謝謝！我是一名在肺移植等待名單上的病人。我知道，可能要等很久?！?/p>

“您可以盡快聯(lián)系我嗎？這真的很可能救我的命?！?/p>

奧托說：“什么時(shí)候能夠用病人自己的細(xì)胞培育出肺或心臟，問題就解決了?！?/p>

全世界的科學(xué)家都在致力于在實(shí)驗(yàn)室培育人體器官。他們自稱“人體器官培育員”，使用3D打印技術(shù)打印皮膚，打印材料是細(xì)胞；他們將肌肉纖維放置在培養(yǎng)皿中，培育出血管、鼻子、耳朵和氣管。如今，研究人員已經(jīng)成功做出了結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)簡單的身體部位。這是一項(xiàng)革命性的醫(yī)學(xué)成果?？茖W(xué)給人們帶來了希望，而最令人切實(shí)可感的應(yīng)該是奧托博士波士頓實(shí)驗(yàn)室里的長期試驗(yàn)。

奧托負(fù)責(zé)培育一個(gè)高度復(fù)雜的器官——人類的心臟，是人體血液循環(huán)的泵和發(fā)動(dòng)機(jī)。人們相信，心可以感知、愛和信任，還有人認(rèn)為心是靈魂的居所。

心臟位于胸骨之后，兩肺之間，是一個(gè)中空的器官，跟人的拳頭差不多大。它和房子一樣，有四個(gè)腔室，左右心室、左右心房，由間隔隔開。心臟由肌肉組成，因此它能夠收縮舒張。

它的作用就相當(dāng)于一臺(tái)壓力泵，每天在心肌、腔室、瓣膜的共同作用下促使血液流動(dòng)。一分鐘之內(nèi)，心臟將血液輸送至全身，5升血液，60-80次跳動(dòng)，帶著氧氣和能量流經(jīng)所有器官、肌肉、細(xì)胞。它是大自然的藝術(shù)，是進(jìn)化的杰作。同時(shí)，它也是人類的脆弱點(diǎn)。世界上最常見的致命原因是冠心病和心梗。

剛剛過了中午，奧托穿著天藍(lán)色的外科醫(yī)生工作服，兩腿交叉，坐在辦公室里。他剛在醫(yī)院里給一位癌癥病人做了腫瘤穿刺，現(xiàn)在他來回地推著桌子上裝著一顆蒼白豬心的玻璃容器，談著將來的可能性：再也沒有人需要忍受漫長的等待。病人可以預(yù)訂器官，就像在超市里預(yù)訂一塊去骨肉一樣。捐獻(xiàn)的心臟或豬的心臟被分尺寸大小存放在一個(gè)超大冷柜里。人體器官培育員從中取出需要的心臟，然后使用病人自己的細(xì)胞，為其定制一顆適合的心臟。這顆心將承載病人自己的基因信息。奧托說：“一舉兩得，可以解決排斥反應(yīng)和器官短缺兩個(gè)問題。”

奧托的這句話似乎說得很隨意，他的工作就是像做手工一樣培育身體部位。如果未來人們看待身體就像看待可以替換的句子成分，可以輕易替換脆弱的心臟、壞了的腎臟、有問題的肺，我們會(huì)有多長壽？另外，如果除了皮膚、耳朵、鼻子，還可以制造出復(fù)雜的器官，那么距離實(shí)驗(yàn)室生物的出現(xiàn)又會(huì)有多遠(yuǎn)？

不過，奧托并不是這樣的革命者，他更像一個(gè)正在尋找完美培育方法的修理工。

走進(jìn)奧托的實(shí)驗(yàn)室，最先引人注意的是氣味，一種消毒劑和烘烤過的貝果面包圈的混合氣味；然后是聲音，泵的嗡嗡聲、冰箱和恒溫箱的聲音；接著是一只手臂，它微微彎曲在溶液里，半握拳，仿佛在從彼岸招手。實(shí)驗(yàn)室里擺著8張有編號(hào)的長工作臺(tái)。在狹長的走道里，16個(gè)人只能擠擠挨挨地走。他們是自信的年輕科學(xué)家。任曦（音譯）來自北京，大家叫他查理?？桌抡f，查理“最近剛培育出了相當(dāng)好的肺”。孔拉德來自圖賓根，他把這個(gè)肺移植進(jìn)了一只豬體內(nèi)。兩周前，他還把一顆培育心臟移植進(jìn)老鼠的體內(nèi)。他說：“這只老鼠情況極好?！?/p>

還有來自馬里蘭的馬提亞，來自加拿大的琳達(dá)，來自新罕布什爾的杰奎琳。馬提亞在努力復(fù)活那只手臂。來自馬來西亞的譚俊杰（音譯）放棄了自己的實(shí)驗(yàn)室，來了這里。

在H2號(hào)工作臺(tái)上的玻璃容器里，有一塊烏灰色的類似海綿樣的鼓鼓的東西，那是人的半邊肺葉。斜對(duì)著的是老鼠的心臟、大腿和肺，像包裹面包的透明油紙一樣掛在那里。在生物反應(yīng)器里，一顆新鮮豬心晃動(dòng)著，它被連接在一個(gè)泵上，剛被放過血；而存放在螺口蓋玻璃容器里的嬰兒心臟，已經(jīng)做好了重生的準(zhǔn)備。endprint

哈拉爾德·奧托首次使心臟跳動(dòng)是在他27歲的時(shí)候。那時(shí)他還是明尼蘇達(dá)大學(xué)著名的人體器官培育者多麗絲·泰勒的博士后。奧托研究豬的心肌細(xì)胞修復(fù)，例如如何通過注射新鮮細(xì)胞修復(fù)心梗后的心臟?！昂髞砦颐靼琢耍@種方法行不通。”心梗之后，只是注射細(xì)胞根本不能解決問題。他想：“我們是否應(yīng)該另尋途徑，培育新的心肌?！?/p>

很多研究者耗費(fèi)時(shí)間在如何仿造人體器官的結(jié)構(gòu)上。與他們不同，奧托走了一條回收利用的路。心臟的主要支架、瓣膜和隔膜被保留，蛋白纖維和糖類則都被清除。血液循環(huán)系統(tǒng)的血管完美得就像出自神之手。

奧托喜歡把這一過程比作修復(fù)桁架建筑：去除灰漿、隔音隔熱材料、石頭，只留下房屋的框架結(jié)構(gòu)。以此方式建造出一些嶄新的東西。最后，房子是新的，但是內(nèi)核還是原來的。

奧托說：“我用小鼠心臟成功實(shí)現(xiàn)了血液循環(huán)。”為了徹底清洗心臟，他費(fèi)力研究了很多化學(xué)試劑，測(cè)試酶、酸、堿。在毀了幾十顆心臟后，他終于找到了辦法——十二烷基硫酸鈉。這是一種表面活性劑，是洗潔精和沐浴乳的主要成分。

奧托說：“在作為溶劑注入心臟后，十二烷基硫酸鈉突然變得透明。這讓所有同事都驚訝不已?！边@顆心臟被除去了原本屬于小鼠的細(xì)胞、大部分的基因以及全部填充物。剩下的是透明、無細(xì)胞的蛋白質(zhì)支架。當(dāng)時(shí)，奧托很清楚：“這足以改變一切?！?/p>

奧托用此方法清洗了更多心臟，這一過程在醫(yī)學(xué)中被稱為“去細(xì)胞”。奧托的革新之處在于：他沒有試圖將心臟放在溶劑中使其喪失細(xì)胞，而是通過血管系統(tǒng)進(jìn)行清洗。很快，他就著手在蛋白質(zhì)支架上種植新的心肌細(xì)胞。

奧托說：“那時(shí)很多人認(rèn)為我的做法相當(dāng)愚蠢。”他把沙發(fā)推到存放心臟的自制反應(yīng)器前。反應(yīng)器為人工營養(yǎng)液提供氧氣，在心臟中循環(huán)。為了制造有用的組織，心肌細(xì)胞需要機(jī)械刺激，因此奧托在反應(yīng)器里設(shè)置了“壓力激發(fā)器”。這顆心臟何時(shí)能自己跳動(dòng)起來呢？還是說它需要外力幫助？

奧托、一位同事以及一名在星巴克偶遇的馬來西亞學(xué)生輪流在沙發(fā)上過夜，看守反應(yīng)器。奧托說：“可是我們從來沒能記錄到它砰砰跳的情形。”好幾百回，他凌晨3點(diǎn)去到實(shí)驗(yàn)室，但每次都只是誤判。直到這一夜，奧托睡著時(shí)，電話響了。

“哈拉爾德，跳了！”同事托馬斯說。

“沒有，不過又是桌子晃了?！眾W托說。

“不，真的跳了！”同事說。

奧托翻身起床，奔向?qū)嶒?yàn)室。真的成功了！那顆心臟跳動(dòng)了！“砰，它在跳著，砰砰?！眮碜砸蛩共剪斂说牟┦亢髪W托培育出了實(shí)驗(yàn)室人體器官。他在那個(gè)時(shí)期培育出來的幾顆心臟跳動(dòng)了40天。

4個(gè)月前，器官銀行打來電話：一顆小心臟剛剛停止跳動(dòng)。孩子很小，原本是正當(dāng)學(xué)爬的年齡，也許剛會(huì)扶椅子站起來，或是把碎屑塞進(jìn)剛會(huì)說話的嘴里。

孩子父母希望能幫助到別的孩子，于是捐出了這顆心臟。不過因?yàn)槟撤N原因，它并不適合用來移植，所以被轉(zhuǎn)為科研之用，送到了麻省總醫(yī)院雅克·古耶特的手中，放進(jìn)溶液里，然后被放入冰箱，上面用紅色馬克筆寫著：“非食品”。

古耶特主持實(shí)驗(yàn)室的心臟項(xiàng)目。35歲的他是一位年輕的組織工程師。他每天跑步6英里，皮膚因此變成了棕色。有時(shí)候，他看著玻璃瓶中的器官，常能識(shí)別出捐助者的生活方式。很多心臟來自年輕吸毒者，很多來自肥胖者。胖人的心臟常常像一團(tuán)黃油，古耶特說：“有一次，我們得到一顆年輕女人的心臟，她的身高體重指數(shù)達(dá)32。脂肪太多了，根本看不見紅色組織?！?/p>

小女孩的心臟則不一樣。它很純凈。雅克·古耶特把玻璃罐子拿在手里，轉(zhuǎn)了一下，似乎想把瓶子轉(zhuǎn)起來，并說：“這真的很特別。我們的冰箱里有過很多心臟，但是幾乎從來沒有過嬰兒的心臟?！?/p>

古耶特第一次拿到這顆心臟的時(shí)候，它還是紅色的。他立刻開始行動(dòng)起來，去除血液、細(xì)胞還有大部分DNA。古耶特把心臟和一根管子連接起來，放在一個(gè)玻璃的生物反應(yīng)器中，開始使用清洗劑徹底清洗血管。奇跡出現(xiàn)了：心臟先是變成粉色，然后淺粉，兩個(gè)星期之后，就變成了不真實(shí)的白色。

4個(gè)星期之后，去細(xì)胞的嬰兒心臟被放進(jìn)了冰箱，等到足夠的新心肌細(xì)胞培育出來，它就會(huì)復(fù)活。來自馬來西亞的譚俊杰負(fù)責(zé)培育細(xì)胞，大家叫他JJ。31歲的他性格開朗，戴著眼鏡，穿著白色罩衫。為了用心肌填充左心室的一部分，需要3億個(gè)細(xì)胞。JJ的每個(gè)培養(yǎng)皿中都有1000萬個(gè)所謂的誘導(dǎo)干細(xì)胞，如果進(jìn)展得好，它們可以轉(zhuǎn)變?yōu)?00萬個(gè)心肌細(xì)胞。

約十年前，制造心肌細(xì)胞還具有道德爭(zhēng)議。因?yàn)橐圃煨募〖?xì)胞，科研人員需要用到胚胎干細(xì)胞，而這只能從5天大的胚胎上得到。

一名日本科學(xué)家研究出了一種方法，使事情變得容易起來：可以在實(shí)驗(yàn)室里通過成人的皮膚細(xì)胞得到干細(xì)胞——誘導(dǎo)干細(xì)胞。這樣，道德問題解決了，排斥反應(yīng)也沒有了。添加不同的生長物質(zhì)后，這些干細(xì)胞可以分化成很多不同種類的細(xì)胞，還可以進(jìn)行編程。JJ向培養(yǎng)皿里加入不同的營養(yǎng)，它們就可以變成血管細(xì)胞或心肌細(xì)胞。

JJ說起細(xì)胞的樣子更像是父親談到孩子。他說：“它們喜歡粘在一起，它們需要能一起聊天的朋友。”他為它們添加粉色人工營養(yǎng)液，它們會(huì)在37度的環(huán)境中生長一個(gè)月時(shí)間?！叭绻夷奶煨那椴缓茫惫乓卣f，“就會(huì)來看看這些細(xì)胞。每次我都會(huì)覺得：哇哦，這太贊了。然后就會(huì)感覺開心許多?！?/p>

“這里！”JJ指著自己的成果：一堆心肌細(xì)胞，在培養(yǎng)皿里收縮，“砰砰”跳動(dòng)，這是生命。細(xì)胞是一切的起源，是最小的生命單位。細(xì)胞核里藏著遺傳信息，線粒體轉(zhuǎn)化為能量，細(xì)胞膜調(diào)節(jié)物質(zhì)交換。這是細(xì)胞的天性：成長，分裂營養(yǎng)物質(zhì)，加工。它們適應(yīng)環(huán)境，對(duì)外在刺激作出反應(yīng)，一切都區(qū)別于無生命的物質(zhì)。一切我們視為生命的，都是細(xì)胞的杰作。兆億個(gè)細(xì)胞是生命的樂高積木，不存在無細(xì)胞的生命。

雅克·古耶特從紙包里拿出無菌手套，慢慢戴在手上，擰開玻璃罐子的蓋子，小心翼翼地拿出小女孩的心臟，就像把一只受傷的小鳥捧在手中。endprint

與此同時(shí)，奧托博士走了進(jìn)來。他問，孩子的心臟怎么樣了。啊哈，很漂亮。他查看查理的肺部試驗(yàn)，評(píng)價(jià)孔拉德的老鼠，說著以“這兒沒人……”和“什么，要是我們那時(shí)…”開頭的句子。這位設(shè)計(jì)師仿佛在巡視人體器官工廠。

奧托的同事對(duì)豬實(shí)施了培育肺葉移植，對(duì)老鼠進(jìn)行了心臟移植。他們已研究了80多顆人心，實(shí)現(xiàn)了心肌組織的收縮。心肌組織有能力傳導(dǎo)電子信號(hào)，在左心室可以測(cè)量到壓力，顯示出物質(zhì)交換活動(dòng)。它活著。14天后，這些心臟大多數(shù)被切開分析。研究人員還有很多沒有弄明白的地方。

盡管如此，依然不斷有病人請(qǐng)求參加奧托的器官移植試驗(yàn)?！坝邢Ｍ?，當(dāng)然也很危險(xiǎn)?！彼f，“我很清楚，距離臨床應(yīng)用還比較遙遠(yuǎn)?！钡侨藗兿嘈庞幸惶焖軌虺晒σ浦矊?shí)驗(yàn)室培育出來的心臟、肺葉、腎臟，這已經(jīng)給病人們帶來了莫大的安慰?！搬t(yī)生口中最糟糕的話語就是：沒有辦法?！比藗兿胱プ∽钚〉南Ｍ?，“這也是我們特有的生存策略?！眾W托這么說。

雅克·古耶特將心肌細(xì)胞注射進(jìn)嬰兒心臟的左心室。它們應(yīng)當(dāng)在這里扎根，生長，成為一塊可以收縮的肌肉。

哈拉爾德·奧托坐在辦公室里，談著剛才施行手術(shù)的病人。“病人曾經(jīng)心力衰竭，還有肺癌，只有一點(diǎn)點(diǎn)心功能，不能做肺癌手術(shù)?！眾W托說。病人很可能活不了了。他還能在哪份移植名單上有機(jī)會(huì)？

評(píng)論家們說，奧托培育人體器官，隨之產(chǎn)生的長壽首先可能引發(fā)社會(huì)問題。誰能承擔(dān)替換身體部位的費(fèi)用，誰又不能？一顆定制心臟要多少錢，一條生命又要多少錢？要是只有成功的企業(yè)家能負(fù)擔(dān)，而護(hù)士卻不能，會(huì)怎樣？奧托說，他也在不斷問自己：一切只是為了一小部分想要永生的富人嗎？

奧托說：“但是如果因?yàn)槿藗冋J(rèn)為可能會(huì)太貴，就不去研究，無疑是錯(cuò)誤的?！彼嘈排嘤呐K有很高的性價(jià)比?！耙粋€(gè)心功能不全的病人并不會(huì)立刻因心臟病而死?！眾W托說，“病人每月來醫(yī)院，并且要長年不間斷治療。”也許定制心臟對(duì)于病人來說更加合算。

雅克·古耶特復(fù)活了小女孩的心臟。兩周半之后，這顆心臟的第二次生命也到了盡頭。注入的細(xì)胞長成了一塊還不成熟的心肌，心臟組織沒有像計(jì)劃的那樣收縮，生物反應(yīng)器的表面飄浮著一些雜質(zhì)。心臟受到了感染，可能是真菌或細(xì)菌。

對(duì)古耶特和同事來說，這令人大為失望，但至少可以說是漫長征途中的一個(gè)小進(jìn)展。他們將把心臟切成極細(xì)的薄片，放在玻璃片上，在顯微鏡下分析。他們將會(huì)得出結(jié)論，再獲取一顆新的心臟。如果順利，心臟就會(huì)砰砰砰地跳動(dòng)起來。

[譯自德國《明鏡周刊》]endprint