换头术狂想

张田勘 李秉宫

从2013年开始，哈尔滨医科大学手显微外科中心主任任晓平率领他的团队已经给近1000只老鼠进行了换头术，迄今为止，这些“脑袋搬家”的老鼠术后最长的存活纪录是一天。国际同行评议期刊《CNS神经科学与治疗学》杂志在去年12月发表了该团队的研究成果。最近，《华尔街日报》对任晓平所做的研究进行了报道，并称他们计划在今年下半年将对猴子进行换头试验，这一消息立即引起国际媒体对换头术的再度关注。

对于这一听起来有几分奇幻的研究计划，任晓平在接受《中国新闻周刊》电话采访时说，“我们人类过去遥想：有一天人要上天，你看现在我们不是实现了吗？我们不仅上天了，我们都上月亮了。这就是说，今天不可能的事情，明天也许就成为可能。”

尽管任晓平所期待的“明天”如今看来还显得遥不可及，但历史上却不乏对换头术的疯狂想法进行尝试的人。

“换头”的历史

世界上最早对动物进行换头术试验的是美国医生查尔斯·克劳德·格斯（Charles Claude Guthrie）。1908年5月21日，时任华盛顿大学生理学和药理学教授的格斯率领研究团队把一条狗的头移植到另一条狗的脖子旁边，并接通了血管，创造了世界上第一条双头狗。虽然这不是严格意义上的头颅移植，但它被视为换头术的开端。被移植的那只狗头瞳孔可以收缩，鼻孔还能抽吸，并且能舔舌头。但是，这只奇怪的双头狗只存活了20分钟。

移植动物头颅的试验到了20世纪50年代又有进步。1954年2月24日，前苏联医生弗拉季米尔·德米科霍夫（Vladimir Demikhov）将一只一个月大的小狗的头移植到了一只成年德国牧羊犬的脖子上，创造了另一只双头狗。实际上，除了头以外，德米科霍夫还把小狗的肩、肺、食管和前肢一起移植到牧羊犬的脖子旁边，并用“血管缝合机”为小狗供氧。

根据德米科霍夫在其著作《重要器官的试验性移植》一书中的描述，他们实际上进行了多次试验，总共有20只小狗的头被移植到成年狗头上，这些狗的平均存活时间是2～6天，其中一只存活时间最长，达29天。此外，在移植完成后，双头狗还显示了更好的生理功能，两只狗头可以一起舔食牛奶。根据研究记录，上述双头狗的死亡都是因为免疫排异反应。

据任晓平介绍，手和头在医学上被认为是复合组织——由上皮、肌肉、骨骼、神经、血管等多种组织构成，相对于单一组织的器官，复合组织的排斥反应特别强，很多抗排异反应药物都无法控制，手术成活率很低。因此，尽管脏器移植在半个多世纪以前就已经开展，但这类复合组织移植却迟迟难以完成。

上世纪90年代，新型免疫抑制药物的出现为临床手外科医生攻克这一难关创造了条件。任晓平的专业是手显微外科，1996年，他赴美国路易斯维尔大学克拉纳特手显微外科中心进行临床研修，在那里工作了5年，全程参与了该中心开展的全球第一例手移植术的筹备和实施。

手移植在临床上取得的突破，开创了人类复合组织移植的先例。这说明现有药物能够控制复合组织移植排异反应，使其和普通脏器一样在移植后长期存活。此后不久，复合组织的另一代表性器官——面部的移植也得以完成，于是，医学界开始有人试图挑战头移植手术。

2012年回国后，任晓平的科研团队在哈尔滨医科大学第二附属医院开始组建，团队成员不只有外科医生，他们横跨基础、临床、理工等许多专业领域，开始了对头移植手术进行尝试，并不断发表该研究领域的阶段性成果。

实际上，早在1970年3月14日，美国俄亥俄州克利夫兰凯斯西保留地大学神经外科学教授罗伯特·怀特（Robert J. White）就完成了一例对猴子移植头颅的手术，这是第一次对动物进行的严格意义上的换头术。

怀特的研究团队是把两只恒河猴的脑袋同时切断，把一只猴子的头移植到另一只猴子的脖子上，结果这只换头猴恢复了意识，张开了眼睛，能通过吸管喝饮料，还试图咬研究人员伸进它嘴里的手指。由于移植后猴子的头部神经没有受到损害，所以这只换头猴能看、听，有味觉及嗅觉。但是，由于猴子的脊髓全部被切断，怀特等人无法将密集的神经纤维重新连接，因而这只猴子脖子以下都处于瘫痪状态，无法根据大脑命令移动自己的身体。

2001年，怀特等人又重复了对猴子移植头颅的研究，并让猴子短暂存活，他们总共用猴子和狗做过20多次换头术，有的猴子换头后只活了几分钟，但据怀特透露，存活时间最长猴子在被换头后生存了8天。

图解“换头术”。图/CFP 图片编辑/董洁旭

“瞄准”人头

由于怀特已经成功地实施过1万多例脑部手术，又对动物进行过20多次换头试验，所以他一直想要对人进行换头试验，以治疗一些难以治疗的疾病，如帕金森氏病。怀特的理由是，为什么我们可以换肾、换肺，而不能换脑呢？他还预言，50年后，脑移植会和今天的肾移植一样平常。

在怀特看来，给人换头比给猴子换头容易得多，因为人的血管和其他组织要比猴子的大很多，而且医生给人做手术的经验也比给动物做手术的经验要丰富。可是，怀特最终未能实现自己的想法，他于2010年9月16日去世，享年84岁。

当然，医学界并不缺少怀特这样具有冒险精神的人。除了任晓平以外，最近一位意大利医生对换头术有更加耸人听闻的计划——他甚至找好了一位愿意接受换头的患者。

2015年4月8日，身患先天性肌肉萎缩症的俄罗斯计算机工程师斯瓦雷里·斯皮尔多诺夫宣布，他决定将自己的头“交给”意大利都灵高级神经协调组的临床医生塞尔焦·卡纳维洛，移植到一个捐赠的已经脑死亡的躯体上。如果这一手术能够实施，这将是世界上第一例人类的换头术。不过，按计划该手术要到2017年才能实施。初步估计这项手术需36个小时、有150名医护人员参与，费用将达到750万英镑（约合7000万人民币）。

早在2013年卡纳维洛就提出可以进行人的换头术，现在终于找到了可以实施的对象，即斯皮尔多诺夫。斯皮尔多诺夫患的是先天性肌肉萎缩症，这是一大类神经肌肉疾病的总称。这类疾病大多具有遗传性，斯皮尔多诺夫所患的疾病造成位于脑底和脊髓的下级运动神经元分裂，从而使其无法发出让肌肉正常运动的化学及电信号，由此导致运动神经元和肌肉的退化。表现为无法抬头，吞咽困难，有些人甚至唾液分泌也会出现障碍，肋间肌和附属呼吸肌力量较弱，不能有效呼吸，而是靠横隔膜呼吸，胸部会出现凹陷等。

随着病情的进一步发展，患者会由于无法呼吸而死亡。目前，对这类疾病还没有有效的治疗方法。斯皮尔多诺夫称，他的身体状况每年都在恶化，现在更是只能依靠轮椅行动。由于不堪忍受病痛折磨，而且这种病也治不好，他愿意接受卡纳维洛的头部移植手术，从而让自己获得“新生”。

2015年6月12日，卡纳维洛与斯皮尔多诺夫在美国安纳波利斯举办的神经外科学术会议上首次见面，而且在会上他们共同作了有关此次手术的报告，报告长达数小时。卡纳维洛还称，微软创始人比尔·盖茨可能支持他们的手术并提供经费。而斯皮尔多诺夫则认为，这次手术将与加加林进入太空一样具有特殊意义。

伦理挑战

与其他器官移植相比，换头术的复杂性不仅表现在技术上，伦理问题显得更加突出。

早在上个世纪，怀特在对猴子做了换头术后，就受到大量批评和谴责。人们把他的换头术与小说中的“科学怪人”弗兰肯斯坦联系起来，一些动物保护主义者还向他发出了死亡威胁。怀特不得不要求警方对他和家人进行保护，怀特也从一个医学先驱沦为了众人眼中的“科学恶棍”，他的研究经费也被中止。

今天，卡纳维洛的换头术也同样遭到批评，但是没有上个世纪怀特所遭遇到的阻力大。对人进行的换头术是试验性质的，而且，一旦出现问题，病人的结局通常是死亡，因此，对这种试验性的医疗需要满足两个基本条件。一是做这种手术对病人是否适宜或是最佳选择，二是要获得伦理委员会批准。

第一个条件似乎容易满足，因为斯皮尔多诺夫的病目前无法治疗，换头术是唯一可以救治斯皮尔多诺夫的医疗技术。对于第二个条件，不仅需要伦理委员会的批准，而且需要遵循国际医学科学组织理事会与世界卫生组织制定和修改的《涉及人的生物医学研究国际伦理准则》。

根据这一《准则》的规定，换头术这样的人体试验既有符合标准的地方，也有不符合标准的内容。前者指的是试验非做不可，因为，如果不这样做，斯皮尔多诺夫就会因疾病慢慢恶化而死亡;后者是，这种手术有可能导致死亡或残废，属于不准进行试验的类别。所以，这也给伦理审批提出了挑战。但是，如果卡纳维洛和斯皮尔多诺夫等人共同提出申请，而且有意大利国家卫生部门的伦理委员会的批准，这项试验的进行并不是不可能的。

对于意大利同行卡纳维洛的计划及其引起的广泛争议，任晓平说：“争议一直伴随着这类课题，早在20年前我们开展手移植工作的时候，大家提的问题就很尖锐，反对的意见也很多，但我们还是如期做了。成功后，大家就慢慢接受了，头移植这么大的课题现在还没有做，争议自然是少不了的。”

尽管同是近期换头术的热门人物，但任晓平并没有表现出与卡纳维洛展开竞争的意图，他说，“我们还有许多准备工作需要静下心来完成，科学问题要用科学的手段来解决，这需要时间。在做的过程中，科研和临床可以同步走，不见得非要等科研突破了，临床再跟上来。历史上外科领域很多重大的突破都是在不完善中做的，做完之后我们再去完善它。”他认为，在取得技术突破前，伦理方面的争议也会一直存在，但医学不会因此停止发展，移植成功后，伦理学界自然会有相应制度来将它规范化，这是医学进步的必经之路。

目前，任晓平的合作伙伴也在不断扩大，他们与第二军医大学、哈尔滨工业大学、美国路易斯维尔大学等国内外10余所大学开展了长期合作，并与卡纳维洛团队也保持着紧密联系。

据任晓平介绍，俗称的“头移植”在医学上被称为“异体头身重建术”，它有待突破的难点有三个：中枢神经再生问题、免疫排斥反应问题、缺血再灌注损伤问题。

他说：“这是一个很大的项目，不是说今天做就马上能成功，猴子是灵长类动物，因此我们非常慎重，手术造价很高，争议也非常大，做猴头移植需要大量的人力、物力，特别是技术和设备方面的准备，我们会在实验中摸索一些经验，如何来完成它？现有的手段用在猴子身上是否有效？这都是我们需要回答的问题。”

任晓平向《中国新闻周刊》透露，今年夏天，他们可能会开始一些预试验，但试验开始的具体时间还没最终确定。

身份难题

假如对人体进行的换头术，手术将面临更复杂的身份难题。以卡纳维洛的计划为例，即便换头术能进行，而且保证能把斯皮尔多诺夫的头颅（S）与某一脑死亡患者捐赠的躯体（B）进行脊髓、神经、血管、骨骼和肌肉的天衣无缝的连接，让其成为一个重新“组装”的人，这个人也会遭遇身份、意识和感觉的各种难题——正如美国神经外科医生协会的巴特·杰尔医生所评价的那样，“会比死更难受”。

2015年4月14日，俄罗斯弗拉基米尔，计算机科学家斯瓦雷里·斯皮尔多诺夫将接受世界首例头颅更换手术。他患有霍夫曼症。该手术预计将花费约7000万人民币，由意大利医生塞尔吉奥·卡纳维洛主刀，于2017年进行。图/CFP 图片编辑/董洁旭

换头术在技术上似乎不过是一个巨大的器官移植而已，但是这一移植手术是双相的和互为条件与因果关系的：对于B来说是移植了斯皮尔多诺夫的大脑;而对于斯皮尔多诺夫来说则是移植了躯体B。即便手术成功，也防止了免疫排异反应，而且换头后也恢复了意识及智力，同时让身体的感觉和运动功能恢复了正常，患者也可能会陷入非常“纠结”的境况。

这种纠结首先会表现在自我意识对躯体的接纳和感受上，斯皮尔多诺夫的大脑总是会面对B的躯体和四肢发出疑问：我是谁？这是我的身体、手和脚吗？如果这个问题不能解决，患者就有可能患上类似精神分裂症的疾病。

如果斯皮尔多诺夫的头换到B的躯体上，会首先导致斯皮尔多诺夫的感觉、知觉障碍，而这种障碍注定是要发生的，因为斯皮尔多诺夫的感觉和认知除了依靠眼、耳、鼻等感官所获得的感受和信息外，还要大量依赖于B的躯体和四肢的触觉，尤其是皮肤传来的感觉和信息。成年人的皮肤表面积约1.5～2平方米，是人体最大的器官，担负着感觉、调节体温、分泌排泄和吸收等生理功能。

换头后，来自B躯体皮肤的感觉是否会被斯皮尔多诺夫大脑认定为自己的感觉是至关重要的。例如，正常人在生活中长时间因前臂压迫而发生麻痹时，便会失去正常的位置感，这是皮肤本体感受的一种功能。但是，斯皮尔多诺夫的大脑会不会接受和产生这种正常的感觉，这将是一个疑问。更重要的是，如果斯皮尔多诺夫恋爱、结婚，与情人或妻子亲热时，他的被移植的B躯体会不会给予他正常人的愉悦感则是更大的问题。如果不正常的话，这样的生活可能就真的“比死更难受”，甚至产生精神分裂。

让换头后的斯皮尔多诺夫更为难受的另一个方面是身份问题，包括后代的身份。换头与换身是相互的，因此，换头术是创造了一种人的嵌合体。以斯皮尔多诺夫而言，他拥有的是B的躯体，以B而言，他（她）拥有的是斯皮尔多诺夫的思想，那么，这个嵌合体的身份该如何确定？如果以精神和灵魂决定人的一切而言，当然可以把这个嵌合体算作斯皮尔多诺夫，但是，其他的问题也会接踵而至，即如果进行生物识别，那么，只有斯皮尔多诺夫的大脑才算是斯皮尔多诺夫，而要以B的身体部分进行识别，就会产生矛盾，甚至连斯皮尔多诺夫生病后需要输血也会产生问题，是以B的血型来输血，还是以斯皮尔多诺夫大脑细胞的表面抗原标准来输血？

更重要的是，如果斯皮尔多诺夫可以生育，他的后代当然是B的染色体，因为，生殖细胞精子出自B。那么，这个后代到底是斯皮尔多诺夫的孩子还是B的孩子？

显然，换头术在诸多方面不同于任何其他的器官移植手术，它给人类带来的困惑也许是无法想象的。对于任晓平的试验计划，纽约大学医学伦理学家亚瑟·卡普兰在接受《华尔街日报》采访时认为，他的这项工作是“荒谬的”。然而，目前正在美国参加一个相关学术会议的任晓平，作为这一领域的热门人物，他与同行探讨这项冒险计划的热情丝毫没有减弱。