失血过半,用人体极速降温技术或许能把人救回来

2020-02-25 07:04:31 来源: 知否 举报
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作者 | 辰辰

出品 | 网易科技《知否》栏目组(公众号:tech_163)

当人们遭到枪击或刺伤等严重创伤,或者失去体内一半的血液时,他们只有百分之五的几率能存活下来。但一项关于为人体极速降温的实验或许能够扭转这令人绝望的几率,将人从死亡的边缘拉回来。

失血过半,用人体极速降温技术或许能把人救回来

2011年2月,一群丹麦学生参加一次学校旅行,结果却出了大问题。学生们乘坐的船在普赖斯特峡湾倾覆,乘客落入冰冷的海水中。当医护人员两小时后赶到现场时,七名学生的心脏已经停止跳动,他们被宣布当场死亡。

当这些孩子被送到哥本哈根的医院后,尽管理论上这群孩子已经“死亡”了两个小时,但医生们做了最后努力来拯救他们。医护人员清楚,当人处于极度寒冷状态时(一名学生的体温已经降到了17.5摄氏度)仍然有复苏的机会。医护人员使用心肺转流术(一种使用机器来控制心脏和肺功能的程序)来让患者的血液温度缓慢升高,大约是每十分钟升高一度。事故发生6个小时后,所有7名学生都苏醒过来。

冷水溺水者被成功救活并非闻所未闻。最引人注目的案例之一是1999年,瑞典放射科医生安娜·巴根霍姆(Anna Bagenholm)在滑雪时跌入一条结冰的小溪,她的体温骤降至13.7摄氏度,但最终活了下来。这使得救了她的医生Mads Gilbert创造了一个短语:“极端低温下不能作死亡的判断。”(nobody is dead until warm and dead)。类似事件提出了一种不太可能的可能性:低温科学能帮助我们把人从死亡的边缘拉回来吗?

让人体降温的EPR

距离普赖斯特峡湾4000英里之外,创伤外科医生塞缪尔·蒂瑟曼(Samuel Tisherman)并未为患者提供温暖,而是在为他们降温。2019年11月,《新科学家》杂志报道,巴尔的摩马里兰大学医学院的蒂瑟曼团队首次通过低温技术让一名患者进入假死状态。这个人被快速冷却到10到15摄氏度左右,机体的一切重要功能都暂停了,人体本身处于一种介于生死之间的状态。

蒂瑟曼表示:“有很多报告说,有些人经历冷水中溺水后安然无恙,因为他们降温的速度快得足以保护大脑和心脏。”他想看看在医院里模拟同样的低温条件是否能帮助到他的病人。

如果一个人不幸遭到了诸如枪击或刺伤等导致心脏骤停的严重伤害,能够存活的几率不大。一旦一个人失去了体内一半的血液(大约2.5升),蒂瑟曼解释说你只有5%的生存机会。这种情况在5分钟内就会造成不可逆转的脑损伤,并在20分钟后造成永久性的心脏衰竭,使得外科医生几乎没有时间进行手术。

蒂瑟曼说:“尽管我们采取了非常积极主动的措施来拯救这些人,比如给他们输血,打开他们的胸腔,但是不管用。”“从外科手术角度来说,这是一场与时间的赛跑,你需要在患者内脏器官因为缺血而受到不可逆转的损伤之前完成手术。”

他想在这样的患者身上尝试别的方法。蒂瑟曼从动物研究中得知,降低体温有助于提高机体的存活率。降低体温的好处在于能够有效减慢时间。在正常体温下,细胞需要持续的氧气供应,心脏停跳会让这一切无从谈起。蒂瑟曼表示,在没有氧气的情况下,大脑在几分钟后就会受到不可逆转的损伤。但是如果把人体体温降到15摄氏度,大脑可以存活至少两个小时。

但是要将人体降温20度并非易事。为了做到这一点,马里兰大学的研究小组将患者剩余的血液排干,并用冰冷的生理盐水代替。一旦患者身体足够冷,他们的身体就会被转移到手术室。假死状态为外科医生赢得了更多的手术时间。一切完成后,医护人员再为患者输入血液并缓慢升温,让心脏重新开始跳动。

目前,蒂瑟曼拒绝透露有多少人在这一过程中幸存下来,这一过程的官方名称是紧急保存和复苏(EPR)。他还不清楚在不造成再灌注损伤的情况下,你能让一个人处于假死状态多长时间,而使得重要器官不会受到损伤。但他的团队正在为一项经美国食品药品监督管理局批准的试验收集数据,该试验将研究这种实验方法是否最终能帮助世界各地的急性创伤患者。

挑战重重

不过,在假死成为医学上的常事之前,还有很多细节需要先解决。

伦敦巴兹医院创伤科学中心研究主管卡里姆·布罗西(Karim Brohi)认为这个想法原则上是可行的。但是他想知道手术的实际可行性:尤其是在蒂瑟曼团队提出的低温状况下,血液不会凝结。

布罗西指出:“这会有各种各样的问题。因为为了进行手术,我们需要使血液在手术缝线和其他组织周围凝结。”“即使你可以把一个人的体温降低到那个水平,你如何在那之后修复他们,如何安全地让他们再次升温?”

不过,布罗西也承认这距离对一些脑损伤患者进行手术的惯常方法并不遥远。这种手术依靠轻微低温(仅仅将身体降温几度)来减少组织损伤。

“如果一个人得了严重的脑动脉瘤,可以先被施之心肺转流术,机器会冷却他们的血液来停止心脏跳动。做完手术之后再次升温,患者的心脏又会重新开始跳动。”“但不同之处在于,这是在特定时间内完成的受控过程,患者的血液依旧在他们的体内。”

动物冬眠的启示

但当急性创伤受害者被带进急救室时,他们唯一缺的就是时间。如果医生们能够欺骗人体,让它自动放慢生物过程,而不是依赖于降温技术,那会怎么样呢?在蒂瑟曼专注于EPR的同时,其他研究人员也在关注动物王国,看看人类的医疗保健是否能从冬眠动物身上得到什么启示。

牛津大学神经科学家弗拉迪斯拉夫·维亚佐夫斯基(Vladyslav Vyazovskiy)就是这样做的。他解释说,冬眠通常会导致动物在降低体温之前先降低新陈代谢。在冬眠状态下,动物体内的化学反应也会减慢。

他指出:“这种终点效应与(假死)类似,在某种程度上可能难以区分,但我认为,在如何实现这一点上存在重要区别。”“动物知道窍门,而我们却不知道。”

像熊这样的大型哺乳动物会冬眠,甚至一些灵长类动物也会冬眠。这似乎向维亚佐夫斯基暗示,人类也有可能这样做。他希望科学家们能找出是什么让一些哺乳动物进入冬眠状态而没有任何有害的持久后果,这样我们就能找到更安全的方法来诱导患者进入假死状态。

蒂瑟曼也在接受“假死”一词:“我们尝试过摆脱这个术语,但失败了,但这一措辞让它听起来像是如何把宇航员送往外星球的科幻小说。”

但急性创伤修复和冬眠研究可能交叉的一个领域是太空旅行。今年早些时候,SpaceX公司首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)宣布,他计划在2050年之前将100万人送往火星。但在未来几十年里,即便是将其中的一小部分人送到红色星球也将是一项相当艰巨的任务。

“我们可能会制造出一枚载人的火箭去火星。但是这些可怜的人在这么小的空间里如何呆上六个月?”科罗拉多丹佛大学的桑迪·马丁(Sandy Martin)问道,他正在研究导致这种冬眠状态的分子机制。

让人类进入人工合成的冬眠状态,可以减少长时间太空飞行的工程需求,也可以减轻宇航员的压力。这样的话,将身体降温下来可能会有效果。但正如马丁所指出的那样,这样做可能会在人们到达目的地时造成问题。

她说:“这些健康的人登上火星是为了做他们一生中最好的工作。你不能让他们进入这种状态,而这种状态基本上只适用于那些即将死去的人。”“但冬眠动物确实会跳出洞穴,继续生活。所以如果我们能做到这一点,这将产生巨大的影响。”

如此疯狂

不幸的是,像马丁和维亚佐夫斯基这样的研究人员仍然在努力弄清楚冬眠动物是如何恢复身体机能的。

“我们不知道动物是如何进入冬眠状态的,”维亚佐夫斯基说。“我们可以通过注射一些药物来人为制造一种生理状态,阻止机体调节体温,然后人的体温就会降下来,这看起来很像冬眠。但这是非常危险的。”

如果科学家们能够找出冬眠背后的分子机制,或许就能开发出更安全的药物,供医疗人员和航天机构在未来使用。

蒂瑟曼承认:“把一个正常人的体温降到15摄氏度是非常困难的。”“如果有人能研发出一种能产生同样效果的药物,那就太棒了。”

但现在,由于急性创伤患者的存活率是如此之低,蒂瑟曼决心通过收集足够的数据来证明手术的可行性。然后他将致力于解决过程中的问题,并将其扩展到其他医院。他的目标是让10名患者接受EPR,与10名对照组患者进行比较。一旦达到这个数字,他将公布自己的发现。

蒂瑟曼知道他正在挑战创伤医学的极限,但由于目前患者康复的机会如此之低,他说自己别无选择。他说:“到目前为止,人们的反应是:’鉴于我们在创伤医学领域所做的一切,目前的情况非常糟糕,值得关注。’”“人们可能会认为这很疯狂。但这是如此疯狂,以至于可能会奏效。”

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王凤枝 本文来源:知否 责任编辑:王凤枝_NT2541
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