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如何判定死亡:医院宣布脑死亡后,她却又在随后的5年内生长发育

2023-03-05 生物探索 生物探索 发表于上海

在过去的70年中,呼吸机和生命维持系统等科学的进步,使得人们越来越难以找到身体死亡与生存之间的界限。

导语:在过去的70年中,呼吸机和生命维持系统等科学的进步,使得人们越来越难以找到身体死亡与生存之间的界限。不止一个案例暴露临床死亡与实际死亡之间存在差异,宣告死亡的标准变得越来越具挑战。

13岁被医院宣告脑死亡,之后却能生长发育

2013年,13岁的Jahi McMath患有睡眠呼吸暂停症,她的父母认为切除扁桃体会改善她的生活、睡眠以及与同学的关系。随后,父母带她到加利福尼亚州奥克兰儿童医院接受扁桃体切除术。扁桃体切除术只是个小手术,美国每年有超过50万人接受此手术,绝大多数没有并发症。但是,McMath却没那么幸运。术后醒来大约一个小时后,McMath开始吐血,血氧饱和度直线下降。医护人员开始为她插管,但McMath的心跳却停止了。

两天后,医生宣布McMath脑死亡,但她的身体仍然温暖而柔软。父母不同意医生的看法,决定带她回家,使用呼吸机且进行鼻饲,并补充激素。奇迹的是,McMath的身体继续生长发育,并开始来月经。2018年,McMath的家人宣布她死于肝衰竭并发症。在医院宣告死亡五年后,双方才一致认为McMath已经事实死亡。

图1 Jahi McMath的家人在家照顾她(图源:The New Yorker)

在大脑不再工作后,通过医疗干预成功地维持了McMath的5年生命。这让现有的死亡确定规则受到了质疑。南加州大学古尔德法学院和凯克医学院的卫生政策和医学伦理专家Alex Capron表示:“McMath确实经历了青春期,一些内分泌功能可以在没有大脑活动的情况下持续存在,有理由质疑目前的死亡判定标准是不够完善的。”

脑死亡等于生物死亡吗?

呼吸和心跳的停止一直以来被认定是人死亡的唯一标准。脑死亡时不存在脑神经反射和自主呼吸,但人工机械通气可使心脏搏动。让脑死亡的Jahi McMath保持五年生命的关键是现代呼吸机。1950年代出现的呼吸机,是为了在患者无法自行呼吸时,通过将空气推入患者肺部来挽救生命。然而,呼吸机也带了道德困境:如果脑死亡的人体通过呼吸机可以无限期地呼吸,但却不会恢复或腐烂,那么医生什么时候可以合法地宣布人体“死亡”?

这种困境在1967年的第一例心脏移植手术上更加凸显:医生何时可以从脑死亡的器官捐献者取回移植器官?1968年,哈佛医学院开会讨论了上述问题,提议在原有死亡标准上将“没有大脑活动”添加进去。1980年,美国统一法委员会(ULC)正式确定了脑死亡标准:如果一个人满足以下两个条件之一,则该人已经死亡:“循环和呼吸功能不可逆转地停止”或“整个大脑包括脑干在内的所有功能不可逆转地停止”。2019年,美国神经病学学会接受调查的成员中有93%同意脑死亡等同于循环死亡。随着时间的推移,脑死亡成为颇受认可的生物死亡定义。

脑死亡一定代表着生物体死亡?耶鲁大学神经生物学家Nenad Sestan并不认同。Sestan主研在发育中的大脑中控制神经元生长和形成连接的基因。为了进行研究,他从世界各地的脑库中订购了组织切片。然而,一个来自伦敦的标本错过了当日的飞机,从而多花一天时间才到达实验室。细胞在没有氧气的情况下几分钟后就会死亡,更何况是一天。但Sestan认为事无绝对,之前在用组织切片进行试验前,偶然耽搁了几个小时,仍然恢复了细胞活性。因此,Sestan让研究人员将伦敦样本放在含有细胞营养素的培养皿中生长,并发现一些细胞在生长。为了确保此次结果并非侥幸,Sestan重复了相同条件下的试验,结果重现。Sestan开始思考:如果活细胞可以从死亡的大脑中保存下来,为什么不尝试恢复整个器官的活力?

Sestan和他的同事使用各种泵、加热器和过滤器来循环定制的血液替代品,拼凑出一个现已获得专利的灌注系统,他们将其称为BrainEx。2019年,他们使用BrainEx恢复了屠宰厂内离体猪脑的关键特征的活力:猪死后四小时,神经元开始活跃,血管开始运作,大脑的免疫细胞开始运转[1]。随后,他们考虑将BrainEx的应用扩展到猪全身,并花三年时间对其进行了改造,重新命名为OrganEx。

OrganEx的核心功能类似于体外膜氧合(ECMO),也被称为生命支持。ECMO有一个模拟心脏功能的泵和一个模拟肺功能的氧合器。但OrganEx还包括一个血液过滤装置,以及额外的泵、管和传感器,对代谢物、气体、电解质和压力进行实时测量。然后,还有该系统推入体内的混合物:纠正电解质和pH值失衡的启动液,携带氧气的牛血红蛋白,以及大约十几种药物,包括抗炎药、抗氧化剂、抗组胺剂、抗生素和几种神经保护剂。

OrganEx在传统ECMO的基础上增加了一种细胞生命支持,但也使身体恢复得更慢。当细胞缺氧一段时间后,突然将它们与新鲜血液连接起来,可能会造成一个循环的压力和损伤,从而更快杀死已受损细胞,这便是缺血再灌注损伤。OrganEx提供了一种使已经开始死亡的细胞复苏更温和的过程。

在猪身上测试OrganEx时,研究人员将一个微小的电极穿过每只猪胸部一个平方英寸的孔,然后诱发心脏骤停。一个小时后,将猪与OrganEx相连,并运行6个小时。在OrganEx运行半小时后,出现第一个恢复的心跳。猪心脏的电活动自发恢复,没有胸外按压或其他明显的救生措施。然而,作为对照的ECMO组,猪心脏均未表现出任何电活动或收缩。

图2 OrganEx技术和实验工作流程概述(图源:[2])

研究人员使用安乐死药物并断开机器。他们在显微镜下检查了猪的重要器官组织,包括心脏、肺、肝脏、肾脏和大脑。与使用ECMO的样本相比,OrganEx样本中的细胞形状和组织看起来明显更好,没有典型的死亡迹象,例如肌肉僵硬(尸僵)和紫色变色(尸斑);经过OrganEx处理后,特定细胞修复基因的活性得以恢复;神经肌肉接头恢复,出现类似抽搐的肌肉活动。

图3 ECMO(左图)和OrganEx(右图)灌注3小时后的猪肾脏。(图源:[2])

注:黑色表示液体到达的位置

OrganEx实验是在动物身上进行的,还需要很多年才能影响人类医学。尽管如此,在细胞水平上表明死亡可能不会像人们想象的那样迅速或最终发生。脑死亡或许不能判定机体死亡!

伦理挑战:可逆性“死亡”

OrganEx实验出现的可逆性“死亡”恰恰是医学定义死亡的争论核心。2022年3月,ULC主办讨论死亡的虚拟论坛时,出现的一个问题是将“死亡”称为“不可逆转”还是“永久”。参加该论坛的生物伦理学家Seema Shah, JD表示:“如果像OrganEx一样恢复细胞功能,就很难知道‘永久’意味着什么。这对我们目前的做法提出了质疑。”

虽然每个人终将面对死亡,如果OrganEx用在所爱的人身上,引起耶鲁大学研究人员在猪身上观察到的那种肌肉活动,会对你、对医生产生什么影响?在你的孩子、父母、好友或自己面对死亡判定时,医疗团队又必须在巨大压力下迅速做出决定,那么此时确定死亡的方式是基于法律建构、社会决定还是生物学事实?再比如你想移植一颗心脏,等待的时间越长,发生的损害就越大。但是,心脏从一个人身上摘取并放入另一个人体内,就会出现另一个问题:如果这颗心脏可以在另一个身体中工作,为什么它不能在它被移除的身体中工作?

如果你深入研究医学史就会知道,没有什么是永恒的,也许连死亡都算不上!

参考资料:

[1]Vrselja Z, Daniele SG, Silbereis J, et al. Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem. Nature. 2019 Apr;568(7752):336-343. doi: 10.1038/s41586-019-1099-1. Epub 2019 Apr 17. PMID: 30996318; PMCID: PMC6844189.

[2]Andrijevic D, Vrselja Z, Lysyy T, et al. Cellular recovery after prolonged warm ischaemia of the whole body. Nature. 2022 Aug;608(7922):405-412. doi: 10.1038/s41586-022-05016-1. Epub 2022 Aug 3. PMID: 35922506; PMCID: PMC9518831.

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