在最后一次心跳的几分钟内，由缺乏血流、氧气和营养物引发的一连串生物化学事件开始破坏身体中的细胞和器官。不过，在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学的研究人员发现，大规模和永久性的细胞衰竭不一定会发生得这么快。利用他们开发的一项新技术，向器官和组织输送一种专门设计的细胞保护液，他们在猪死亡一小时后恢复了它们的血液循环和其他细胞功能。

这些发现可能有助于在手术期间延长人类器官的健康，并扩大捐赠器官的可用性。相关研究结果于2022年8月3日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Cellular recovery after prolonged warm ischaemia of the whole body”。

论文共同第一作者、耶鲁大学医学院神经科学副研究员David Andrijevic说，“所有细胞都不会立即死亡，有一系列更持久的事件发生。这是一个可以干预、停止并恢复一些细胞功能的过程。”

这项新的研究建立在耶鲁大学领导的一个早期实验之上，该实验用BrainEx技术恢复了死猪大脑的血液循环和某些细胞功能，由耶鲁大学神经科学教授Nenad Sestan实验室领导（Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1099-1）。

Sestan说，“如果我们能够在死亡的大脑（已知最容易受到血液供应不足影响的器官）中恢复某些细胞功能，那么我们假设在其他重要的可移植器官中也能实现类似的功能。”

在这项新的研究中，Sestan及其同事Andrijevic、Zvonimir Vrselja、Taras Lysyy和Shupei Zhang等将一种名为OrganEx的BrainEx改良版应用于整只猪。该技术包括一个类似于心肺机（在手术中承担心脏和肺部的工作）的灌注装置以及一种含有化合物的实验性液体，这些化合物可以促进细胞健康并抑制整个猪体的炎症。在麻醉的猪身上诱发了心脏骤停，在死后一小时用OrganEx处理。

在使用OrganEx处理6小时后，这些作者发现，猪身体的许多部位，包括心脏、肝脏和肾脏的某些关键细胞功能是活跃的，并且一些器官功能已经恢复。例如，他们在心脏中发现了电活动的证据，而且它保留了收缩的能力。Sestan说，“我们还能够恢复整个身体的血液循环，这让我们感到吃惊。”

他说，通常情况下，当心脏停止跳动时，器官开始膨胀，血管塌陷，血液循环受阻。然而，在接受OrganEx处理的死猪中，它们的血液循环得到了恢复，而且它们的器官在细胞和组织层面上出现了功能。

热缺血和灌注干预1小时后血液循环和血液/灌注特性分析，图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05016-1。

Vrselja说，“在显微镜下，很难区分健康的器官和死后接受OrganEx技术处理的器官之间的区别。”

在2019年的那项实验中，他们还发现，大脑某些区域的细胞活动已经恢复，尽管在实验的任何部分都没有检测到表明意识的有组织的电活动。

在这项新的研究中，这些作者在评估接受OrganEx处理的猪时，特别惊讶地观察到头部和颈部区域的不自主和自发的肌肉运动，其中这些猪在整个六小时的实验中一直处于麻醉状态。Sestan说，这些运动表明一些运动功能得到了保留。

这些作者强调，有必要进行更多的研究以了解这些猪明显恢复的运动功能，并且需要其他科学家和生物伦理学家的严格伦理审查。

这项新研究的实验方案得到了耶鲁大学机构动物护理与使用委员会的批准，并由一个外部咨询和伦理委员会指导。

这些作者说，OrganEx技术最终可能有几个潜在的应用。例如，它可以延长人类患者器官的寿命，并扩大用于移植的捐赠器官的供应。它也可能能够有助于治疗心脏病发作或中风期间因缺血而受损的器官或组织。

耶鲁大学生物伦理学跨学科中心主任Stephen Latham说，“这项令人兴奋的新技术有许多潜在的应用。然而，我们需要对所有未来的研究保持谨慎的监督，特别是任何包括大脑灌注的研究。”

参考资料：

1. David Andrijevic et al. Cellular recovery after prolonged warm ischaemia of the whole body. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05016-1.

2. Yale-developed technology restores cell, organ function in pigs after death
https://news.yale.edu/2022/08/03/yale-developed-technology-restores-cell-organ-function-pigs-after-death