换头术可行吗？

向阳

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卡纳维洛，移植到一个捐赠的已经脑死亡的健康的躯体上。如果这一手术能实施，将是世界上首例换头术。不过，这一全球首例人类头颅移植手术，预计最快也要两年内才能实施。初步估计这项手术需要进行36个小时、有150名医护人员参与，费用会达到750万英镑（约合7000万元人民币）。

人类的换头术是天方夜谭，还是真能实现？如果实施，会成功还是失败？

为何要实施换头术

2013年，卡纳维洛就提出可以进行人的换头术，现在还真是找到了可能也可以实施的对象，即斯皮尔多诺夫。迄今为止，只有个别研究人员对动物进行过换头术试验，但都没有成功。所以，对人实施换头术带有试验性质。这种试验性质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否为最佳选择，二是要获得伦理委员会批准。

斯皮尔多诺夫患的是先天性肌肉萎缩症，这是一大类疾病的总称，包括贝克尔肌营养不良症、杜兴氏肌营养不良症、先天性肌强直症、沃德尼格·霍夫曼病（又称脊髓性肌萎缩症）等。

这类疾病大多具有遗传性，斯皮尔多诺夫患的就是沃德尼格·霍夫曼病，这种病会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，由此会导致运动神经元和肌肉的退化。表现为：患者无法抬头，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。现在，换头术似乎是唯一可以救治斯皮尔多诺夫的医疗技术。

由于换头术的风险很大，带有试验性质，因此从伦理上应遵循1993年世界卫生组织（WHO）和国际医学科学组织理事会联合发表的《伦理学与人体研究国际指南》。这个指南特别肯定了人体试验研究能使一些缺乏有效预防治疗措施的疾病患者受益，而且是唯一受益的途径，因此不应剥夺如艾滋病、恶性肿瘤等严重疾病患者或危险人群可能通过参与人体试验受益的机会。这也意味着换头术如果能救治斯皮尔多诺夫这样的患者，是可以进行试验的。

2002年，国际医学科学组织理事会与世界卫生组织又修改制定了《涉及人的生物医学研究国际伦理准则》，规定了涉及人的生物医学研究需要遵守21项准则。基本的伦理原则体现为几个方面：人体试验绝对需要受试者的知情同意;试验应当对社会有利，又是非做不可的;人体试验前要先经动物试验;要避免给受试者带来精神和肉体的痛苦及创伤;估计受试者有可能死亡或残废的，不准进行试验;试验的危险性不超过人道主义的重要性;试验应精心安排，采取一切措施，杜绝发生伤残;试验必须由受过科学训练的人来进行;试验期间，受试者有权停止试验;试验过程中发现受试者有可能伤残或死亡时，应立即停止试验;试验必须经过较高级别的伦理审查委员会的审核和同意等。

根据《涉及人的生物医学研究国际伦理准则》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;后者指的是，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，而且有意大利某医院或国家卫生部门伦理委员会的批准，这项试验或许能进行。

换头术的技术难题

如果意大利医生卡纳维洛的团队获得批准进行换头术，在医学上也将要遇到诸多极具风险的技术挑战，主要是能否让斯皮尔多诺夫的头颅（简称H）成功地移植到捐赠者的躯体上（简称B）并保持其存活和具有功能。要做到这一点，就必须保证脊髓、神经、血管、骨骼和肌肉天衣无缝的连接。

按照卡纳维洛医生的设想，换头是在颈部进行。但无论选择在颈部哪个平面进行头颅移植，都要同时或先后进行两侧颈部脊椎骨、交感神经、脊髓、颈部淋巴系统、双侧淋巴导管、双侧椎动脉、双侧颈动脉、颈静脉等一系列神经、脊髓、血管、肌肉、组织和皮肤的吻合。

其中，最为复杂的是脊髓和神经的连接。脊髓位于椎管内，上端连接大脑的延髓，两旁发出成对的神经，分布到四肢、体壁和内脏。脊髓主要分为内部的灰质区（由神经细胞构成，呈H形或蝴蝶形）和外侧的（灰质周围）的白质区（主要由有髓神经纤维组成）。换头时，必须严格地把H头颅与B躯干之间的颈髓部位的灰质和白质严丝合缝地连接起来。

仅仅是灰质外围的白质也必须根据前索、侧索和后索3部分分别对接，它们都是有髓鞘的神经纤维，并且是纵行排列。这3部分都有两种主要功能，即传达身体传来的上行感觉和由大脑下达的下行运动指令。

前索位于脊髓前外侧沟的内侧，主要为下行纤维束，如皮质脊髓（锥体）前束、顶盖脊髓束（视听反射）、内侧纵束（联络眼肌诸神经核和项肌神经核以达成肌肉共济活动）和前庭脊髓束（参与身体平衡反射）。

侧索位于脊髓的前外侧沟和后侧沟之间，有上行和下行传导束。上行传导束有脊髓丘脑束（痛觉、温度觉和粗的触觉纤维所组成）和脊髓小脑束（本体感受性冲动和无意识性协调运动）。下行传导束有皮质脊髓侧束亦称锥体束（随意运动）和红核脊髓束（姿势调节）。

后索位于脊髓后外侧沟的内侧，主要为上行传导束（传导本体感觉和一部分精细触觉）。颈部脊髓的后索更复杂，分为内侧的薄束和外侧的楔束（传导躯干、四肢的本体觉和精细触觉）。

只有当这几部分神经纤维束不受干扰地对接，而且是不能破坏髓鞘后，才会有效传导上行的感觉和执行下行的运动指令，否则会像电流短路一样无法完成神经功能或干扰神经功能。

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

同样，灰质的连接也至关重要，因为脊髓左侧和右侧灰质都由前角和后角组成。前角内含有大型运动细胞，其轴突贯穿白质，经前外侧沟走出脊髓，组成前根。而且，颈部脊髓的前角特别发达，这里的前角细胞发出纤维支配上肢肌肉。后角内的感觉细胞有痛觉和温度觉的第二级神经元，并在后角底部有小脑本体感觉径路的第二级神经元细胞体（背核）。如果这些对接不匹配，则会让H头颅与B躯干之间失去有效的感觉和运动（行动）功能。

另外，H头颅与B躯干对接的血管连接也十分重要，因为大脑细胞对血供要求非常严格也非常敏感，如果血管不能及时接通，大脑的广泛区域的神经细胞，尤其是新皮层和海马的神经元会因为缺氧而死亡。一般认定，常温下大脑耐受缺血的时限是4分钟，超过这个时间，大脑就有可能会因缺血缺氧而坏死，这也意味着换头术的失败。

颈部的血管有双侧颈总动脉、颈内动脉和颈外动脉等，还有颈内静脉和颈外静脉、颈前静脉等，而且颈内静脉也还分颅内支和颅外支两种。也就是说，在有限的几分钟时间内，既要接通主要动脉和静脉（否则血液就不能供给大脑并回流），还要接通脊髓和其他神经。即便这一手术有150名医护人员参与，也不可能在同一时间让所有医护人员集中到手术台上对H头颅与B躯干进行脊髓、神经、血管、肌肉和组织的对接。因此，倘若手术无法快速和同时进行，也就难以保证成功。

更有专业人员认为，在手术断端上、下两部分脊髓的纤维犹如两团乱麻，很难把它们一一分离出来，再相对应地连接起来。此外，还有淋巴管等的吻合也非常重要，能否在较短时间内与神经、血管同时接通也要打问号。

成功后的诸多难题

上述方方面面的问题当然是理论上的分析，但是，如果真的操作起来比较顺利，而且换头术也真的获得成功，H头颅与B躯干对接成功后当然可以成为一个全新的组装的人，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”。

意大利都灵高级神经协调组的临床医生卡纳维洛

换头术不过是一个巨大的器官移植手术而已，只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来说是移植了大脑H，对于H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正常，这个组装的人也可能会非常难受。

这种难受首先会表现在自我意识对躯体的接纳和感受上，即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，就有可能患上类似精神分裂症的疾病。

精神分裂症主要是感觉、知觉、思维、情感和行为等多方面产生障碍以及精神活动与行为的不协调。一般存在感觉知觉障碍、思维障碍、情感障碍、意志和行为障碍，以及认知功能障碍。

如果斯皮尔多诺夫的头换到B的躯体上，首先会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平方米～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。

仅仅是皮肤的感觉就极为复杂和敏感，皮肤能分辨出来的感觉包括触觉、压觉、振动觉、温觉、冷觉和痛觉。刺激作用于皮肤，未引起皮肤变形时产生的是触觉，引起皮肤变形时便产生压觉。触觉、压觉以及触觉和振动觉结合产生的触摸觉等都是由皮肤上和皮肤内部的各种感受器来完成的。

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，斯皮尔多诺夫大脑会不会接受和产生这种正常的感觉就会产生疑问。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，他的移植的B躯体会不会给予他正常人的愉悦感也是很大的问题。如果不正常的话，这样的生活可能就真的比死更难受。

让因换头术而形成的组装人更为难受的另一个问题是身份问题，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？

如果不能解决这些挑战，换头术不过是为了换头而换头，也可能无法造福于患者。

【责任编辑】张田勘