“换头术”深陷争议漩涡

孙爱民

自去年3月起，“换头术”一直处于舆论漩涡中。所谓“换头术”是将一名患者的健康头部与另一名捐献者的躯体，通过各种手术进行结合。这个大胆的主意，被意大利神经外科专家赛吉尔·卡纳维洛（Sergio Canavero）称为“天堂计划”（Heaven）。卡纳维洛的合作者、哈尔滨医科大学第二附属医院手显微外科中心主任任晓平，则更倾向于将其称为“异体头身重建术”（AHBR）。

按科学家的设想，这项手术未来的试用者，将包括肿瘤患者、先天性神经肌肉萎缩患者、多脏器衰竭和骨科高位截瘫患者等。其中，断裂脊髓连接技术，将为脊髓损伤患者带来康复希望。在中国，仅急性脊髓损伤患者每年就有10万例以上，大部分患者是因车祸等突发事件致病。

然而，科学界与伦理界现在都在质疑，手术的危险性、断裂脊髓连接的可行性、手术本身的伦理合理性与手术后患者的身份认证等，将如何解决。

尽管争议纷纷，这一手术的推崇者们没有停止脚步，一方面就手术中的技术问题继续做基础研究，另一方面在全球范围内寻求合作伙伴，寻找合适的实验室实现构想。

2016年6月20日，卡纳维洛接受《财经》记者采访时表示，又有一家美国的医学研究机构加入研究队伍，他将在近期宣布第一例换头手术很有可能在美国实施。

寻找一间安静的手术室

哈尔滨医科大学第二附属医院的二楼，骨外科第九门诊门口，几名患者焦急地等待叫号。他们多是一手拿病例，一手持X光片，拥在门口，听房间里医生怎么给病友看病。

房间里，坐诊的是任晓平，是中国换头手术的焦点人物。

1996年，任晓平从哈尔滨市第一医院，远赴美国路易斯维尔大学克拉纳特手显微外科中心，师从美国著名手外科专家克拉纳特，从事手外科疾病的诊疗及科研工作。

研修期间，任晓平设计了世界首例异体复合组织移植的临床前动物模型和相关实验研究，后参与完成了全球第一例成功的手移植手术。

30多年的临床工作生涯，因为意大利一名科学家的一项计划，任晓平成为全世界最受关注的科学家之一。

早在2013年，意大利神经外科专家赛吉尔·卡纳维洛，便在一家意大利新闻杂志上宣布：他的研究团队发现一种连接切断脊髓的方法，“换头术”将可实现。

不久之后，韩国科学家Kim联系到卡纳维洛，他们共同在老鼠身上做实验，测试这一被称为Gemini的脊髓连接方案。实验证明，这一方法有效。

2015年3月，卡纳维洛向外界宣布，他将与合作团队在人体身上实行换头手术，将要换头的是一名俄罗斯工程师斯皮里多诺夫，他患有先天脊髓性肌肉萎缩症，手术将给他重新“安装”一副身体、保留自己的头部。这就是“天堂计划”。

卡纳维洛抛出这一令世人震惊与意外的决定之时，作为哈尔滨医科大学引进的人才，任晓平已从美国回到故乡哈尔滨，2012年在哈医大转化医学中心及附属二院组建了他的科研团队，致力于异体复合组织移植、缺血再灌注损伤的研究。任晓平已经带领研究团队，在1000多例小鼠身上实施了换头实验。

两个焦点科学家很快就有了交集。2015年6月，任晓平与卡纳维罗均得到美国神经和骨科医生年会邀请。很快，卡纳维洛便宣布与任晓平合作。

“天堂计划”公之于众后，全球多支科研团队开始加入卡纳维洛的研究计划，形成一支“多国部队”。除了任晓平团队与Kim团队，俄罗斯与美国的科学家也相继参与其中。这个联合团队正在韩国测试一种纳米形式的PEG粘合剂的功效，而这一粘合剂来自于一所美国顶尖大学。

卡纳维洛在忙着寻找一家合适的医院，来实现“天堂计划”，理想的医院可以提供经费支持与伦理许可。“意大利的医院不可能实现，太没有组织性了，我需要更优秀的医院。”卡纳维洛说。

他很急切，甚至曾通过一家德国报纸宣布，在德国寻找合作医院。有国外媒体详细列出了手术项目的时间表、手术对象、所需的时间与经费，然而，大部分信息都被当事科学家否认。国内外媒体也曾猜测，手术将在中国进行，并根据卡纳维洛的表达，推测2017年底将完成手术。

然而，在任晓平看来，手术并没有具体的时间表，一切取决于临床前的实验进展情况，“偶然性、机遇性都是关键因素，它们都会导致最终自然过渡到临床阶段”。

2016年初，任晓平团队在猴子身上进行了换头实验。彼时，媒体纷纷报道该实验成功给猴子换了头。6月11日，《纽约时报》刊文“医生的全身移植计划”，援引了多位美国医学专家的话，质疑并反对换头手术。任晓平与卡纳维洛均认为该报道有失偏颇。

卡纳维洛分析称，猴子实验并没有实行整套的“天堂计划”手术程序，出于伦理考虑，只是进行了神经保护的部分。

“实验的明确目标，是要测试交叉循环与低温手术确定不会对躯体接受者造成损伤，并不是要测试Gemini。”卡纳维洛对《财经》记者说，“《纽约时报》指责任晓平进行了违反科学伦理的实验，可是截至目前，他的实验都是符合科学伦理的，而且对于任晓平的采访是在九个月之前进行的。”

与中国科学家接触后，卡纳维洛开始学习中文，他“觉察到中国对于这一手术有些畏葸不前”。卡纳维洛认为，《纽约时报》的报道是别有用心的，是时刻要阻止中国在这一科学领域实现发展， “这是中国少有的在医学领域处于先进行列的研究，美国人不希望看到这样的事情发生。”

任晓平在接受《财经》记者采访时，没有透露更多的猴子实验细节，仅称，“这只是一个预实验。”

三大技术难关，需要完美解决

在人体身上实现换头手术，真的就像天方夜谭的神话，甚至对于一些科学家来说，这也是难以接受的。

在2013年，当美国著名医学期刊《外科学》（Surgery）的科学编辑，第一次看到有关头部移植的论文时，还以为这是一部科幻小说，并没有去跟踪这一研究。

任晓平发表于《CNS神经科学与治疗学》的“头部移植时代”一文中，正是以《聊斋志异》中的换头故事开篇，而后以英国小说家玛丽·雪莱的著名小说《弗兰肯斯坦》中的情节来介绍电击术。

从科幻小说到“天堂计划”，意味着换头手术开始走进现实。

卡纳维洛如此描述“换头术”的关键步骤：首先，要对接受头部移植手术的病人和捐赠人进行降温处理，放慢细胞死亡的速度；切下他们的头，并将主要的血管连到事先准备好的管子上；最后，切断脊髓，并尽可能保证伤口的清洁度；接下来，用聚乙二醇解决脊髓连接融合问题，之后就是血管、肌肉和皮肤的缝合。

术后，病人的昏迷情况可能会持续好几周的时间，而在这一过程中，医生会用电极刺激病人的脊柱，进而加强其与新神经的连接。如果病人体内出现排斥情况，医生会向其体内注射抗排斥免疫抑制剂。

卡纳维洛预计，如果手术成功，病人结合物理疗法，可在一年之内恢复行走能力。

在整个手术过程中，中枢神经的再生、大脑的低温保存与缺血再灌注损伤的预防，以及免疫排斥反应是三大技术难关，也是阻止手术成功的障碍。

其中，脊髓的连接、中枢神经组织的再生，是医学界质疑该手术的主要“攻击点”。传统医学理论认为，中枢神经细胞是不可再生的组织。而在临床上，脊髓损伤修复也一直是难以攻克的世界难题。

厦门大学器官移植研究所所长齐忠权接受《财经》记者采访时表示，没有科学数据表明切断的脊髓可以重新连接，“别说是脊髓的异体移植，就算是自身的腰椎、颈椎，断了以后，脊髓也是接不上的”。

医学界一直都在探索解决中枢神经系统的修复。有研究者利用激素促进神经生长因子，来进行修复，但治疗效果都不好。科学家也尝试用干细胞治疗，但在受损的中枢神经微环境里，放进去的干细胞不能变成神经元，而变成了其他细胞。

2013年，卡纳维洛尝试利用聚乙二醇（PEG）做粘合剂，配合脊髓电刺激，来实现受损脊髓的修复与中枢神经系统的恢复。Gemini方案正是由此“诞生”的。

韩国CHA大学生命科学学院教授Kim通过小鼠实验证明，聚乙二醇（PEG）具有修复神经膜的功能，可以用作连接脊髓的粘合剂。

Gemini方案中的脊髓电刺激，听来可怕，可已经发明了20多年。近些年，脊髓电刺激已经可以疏通中枢神经皮质网状脊髓通道，使得病人重新运动起来，而这一通道是连接颈部与腰部的中枢模式发生器。

奥地利维也纳医科大学医学物理学与生物医学工程中心教授凯仁·米娜珊，在发表于《CNS神经科学与治疗学》的论文称，脊髓电刺激对于受损的膀胱、肠道与性器官，都是有效的，在神经修复方面将成为主要的生理学干涉，而且在受损脊髓重建方面非常有可塑性。

在中国，利用脊髓电刺激唤醒植物人，常常见诸报端。植物人脑昏迷是神经传导通路的电流“没电”或电流过弱导致的，因此可以通过外加电流恢复这个通路，达到唤醒的目的。“电刺激对于头部移植手术后的运动恢复有极大的潜力。”任晓平与卡纳维洛合作的论文如此表述。

其实，受损脊髓修复已经不是不可实现了。

中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员戴建武，于2015年4月开展了首例神经再生胶原支架治疗急性完全性脊髓损伤临床研究。首例腰段脊髓损伤受试者经过一年的康复，运动功能方面得到显著改善，可在支具的辅助下通过髋关节的活动行走。

窍门是，将间充质干细胞“种”在胶原蛋白做成的支架材料上，然后把支架移植到脊髓损伤部位。支架能起固定作用，还能起到连接作用，两端好的神经组织能够通过支架“桥接”，支架上事先“种”好的干细胞，就能完成修复。“支架的主要作用是营造干细胞分化的微环境，如果单把干细胞放进去，它就会通过脑脊液和血液‘跑到全身各处，很难在受损部位发挥作用。”戴建武对《财经》记者分析。

不过，未来的换头手术中是通过聚乙二醇（PEG）粘合剂结合电刺激，还是干细胞，或者其他生物因子，目前在实验上还没有最后的突破及临床转化应用。

按“天堂计划”，在手术中，两个手术台相距2.5米左右，切割后的头部要在1分钟内运到躯体旁，然后进行血管连接，整个过程需要大约30分钟时间。期间，缺血环境下的大脑必须得到有效保护。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氧缺血而坏死。

大脑的低温保存以及缺血再灌注损伤的预防，正是确保这一手术成功的关键。

任晓平在《外科学》发表的一篇论文称，实验证明，通过躯体捐助者与接受者的交叉循环，可以确保在AHBR移植中脑组织有效的血液灌注以避免脑缺血。

在实验中，研究者将头部提供者与躯体提供者的颈动脉与颈静脉交叉连接，头部切割后，躯体提供者颈动脉中的血液，流进新头部的颈动脉中，灌注进大脑，之后，血液通过新头部的颈静脉流回新躯体中的颈静脉。

整个过程中，用硅管作为血液分流器，整个循环不会被中断，从而避免大脑缺血。

手术后的免疫排斥反应也困扰着科学界。术前，研究者必须回答和解决脑中枢神经是否是一个免疫特赦区，是否能够被目前的复合组织免疫治疗药物有效控制，选用何种方法抗排斥效果会更好，术后又如何有效监护和评价这一特殊“器官”。而这些，仍需在实验中寻求结果。

“让动物模型能够长期存活，才可能研究中枢神经再生、术后免疫学药物反应、术后功能恢复等问题。”任晓平认为，目前的实验只是迈出了第一步，而动物与人体实验都清晰地展示了人体头部移植的可行性，下一步，将在人体尸体上进行测试。

做，不做，取决于谁？

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尽管卡纳维洛信誓旦旦，向世界说明“天堂计划”的可行性，并四处“招兵买马”，努力营造手术将行的氛围，仍难平来自科学界与伦理界的质疑。

齐忠权担心，如果耗费巨资把换头“适应症”患者治疗成一个高位截瘫或近乎高位截瘫者，且需要终生服用免疫抑制剂，医学界的同行不会达成共识。

已经成功实现损伤脊髓修复手术的戴建武，在接受《财经》记者采访时则表示，脊髓损伤修复不了，就无法实现换头，而既然“已经可以连接脊髓、实现中枢神经系统的修复了，还有必要进行换头手术实验吗”？

在卡纳维洛看来，反对换头手术的专家一般专注于脑血管外科，对Gemini一无所知，没有看过他们发表的论文。“有的反对者甚至都不知道，已经有神经外科医生成功地连接了切断的脊髓。”

来自伦理界的反对声也不绝于耳。

纽约大学医学院的生物伦理学家亚瑟·卡普兰认为，“换头术”的想法是荒谬的；普林斯顿大学生命伦理学家彼得·辛格表示，现阶段进行灵长类动物实验存在巨大风险。

哈佛医学院生命伦理学中心主任罗伯特·若恭的观点较为中立，“如果实验通过了审查委员会的审查，那么我们并没有理由不承认它。”

公众则担心，如果手术成功，术后的个体该算头部的患者，还是躯干捐献者，身份认证将是一个难题。

个体的自我接纳，需要进行心理层面的调适。意大利优尔姆大学教授朱利亚诺·莫里在回复《财经》邮件时表示，人的身份认证并不是一次就可以定义的，相反，其取决于文化环境的改变，“换头手术就可以改变文化环境”。

在通过动物实验对“异体头身重建”开展了约三年的研究后，现在，任晓平领导的国内团队聚焦于解决一些技术和有挑战性的科学伦理问题。在中国，创新性的临床试验，经伦理委员会的审查与批准后可进行。任晓平表示，“即使要做，国家也肯定有主管部门和相应法规来规范这么大的项目，绝不是某位医生或科研人员就能决定在哪儿做，给谁做。”

有的患者很急切，给任晓平打电话，或者直接去找他，想要接受头移植手术。他们一般患有高位脊髓截瘫、骨科创伤、癌症晚期、中枢神经元性疾病、多脏器衰竭等疾病，目前在临床都难以治愈。

不过，即便实验成功，将临床技术进行产业化与技术推广，需要形成完善的产品，并要获得相应的医疗器械注册证书，才能进入医院，为普通患者手术。

新生事物都会存在争议，任晓平认为，伦理学是个行为规范科学，如果一个技术可以有效延长人的生命，伦理学没有理由不批准。对于新事物，伦理学可以制定一个规范，让新技术在这个框架以内进行，但没有道理阻碍科学的发展。

在各种争论与质疑纷繁呈现之时，继2016年4月《CNS神经科学与治疗学》刊出的“换头术”特别焦点之后，2016年7月刚刚见刊的《外科学》以迷你研讨会的形式，刊登三篇有关“换头术”技术的文章，分别讨论手术中的大脑保护、Genimi脊髓连接方案与PEG融合剂。

在这组系列文章的序言中，《外科学》主编、美国梅奥医学中心（Mayo）医学博士迈克尔·萨尔（Michael Sarr），与佛罗里达大学医学博士凯文·伯恩斯（Kevin Behrns）写道：过去的几年，卡纳维洛提供了有限且具有争议的科学证据，展示了利用融合剂来修复损伤脊髓的可能性。

虽然有几位编辑强烈反对刊发这一系列文章，但出于这一脊髓修复技术在截瘫患者身上的应用可能性，《外科学》仍然刊发了这三篇文章。不过，惮于“换头术”在科学界、伦理界与媒体上的广泛争议，并没有刊发直接介绍这一手术的文章。

迈克尔·萨尔婉拒了《财经》记者的采访，并拒绝透露其对于“天堂计划”、“换头术”的个人倾向。但在上述序言中，他写道：如果手术实验真能成功，其中的技术将是极大的突破。“科学是迷人的，我们希望读者能以开放的态度阅读论文，并出于对有关患者脊髓重建的可能性，来思考换头手术的可行性。”