“冰冷”的身体
2018-11-23杜夏德李哲
杜夏德 李哲
体温是衡量身体状态的一个重要指标,成年人的正常体温在36℃-37℃左右,体温升高是最常见病症之一,持续高烧可能会对身体造成无法逆转的伤害,甚至危及生命。然而,与发烧相反,我们很少会关注下降的体温,冰冷的身体常常只用来形容死亡,事实上人体与低温有太多的故事可讲,历史上人类对于低体温的探索也从未停止过。
1826年,法国医生皮埃尔·让·莫里乔·博雷(Pierre Jean Moricheau-Beaupré)在《关于寒冷的影响和性质》的论文中描述了拿破仑带领军队从莫斯科撤退时士兵们在严寒中的反应。
——“一些人面色灰白,神情沮丧,踉跄几步后昏倒在地,最终死在茫茫雪地上......还有些人漫无目的地走着,失去意识,跌倒在地,脉搏微弱,气若游丝,幽幽呻吟着,眼神时而涣散呆滞,时而狂野。”这是对35℃以下出现的“体温过低”(hypothermia)的最完整、最原始的描述之一。80年后,体温过低这一医学术语才被正式提出来。
体温过低是指人体深部温度(直肠、食管等)低于35℃的状态,其症状取决于体温下降的程度,起初会出现颤抖、协调性差、四肢乏力和方向感尽失。在极端情况下,人体心率明显降低,记忆出现逆行性遗忘和混乱。此时,如果体温继续下降,人就会出现非理智的行为,以及胡言乱语。当濒临死亡时,人甚至会脱掉衣服,寻找封闭的空间。不过科学家至今尚未弄清这一现象背后的原因。
低温疗法的探索
体温过低会对人体造成傷害,另一方面,冷却身体,降低体温也是人类自古以来探索的治疗方法。
低温疗法最初用于身体局部治疗,最早可追溯到公元前3500年的一份医学文献——史密斯纸草书(Edwin Smith Papyrus )。1826年,一个名为爱德文·史密斯(Edwin Smith)的人从商贩手中买下这份文献,并用自己的名字命名。这份文献中记载了古埃及人使用低温法来治疗脓肿。在公元前四世纪和五世纪间,希腊希波克拉底医学院建议将病人包好后放在雪地里以治疗出血,原因是低温将让血管收缩。
直到18世纪晚期,英国利物浦的医生詹姆斯·科里( James Currie)才进行了最早的全身低温治疗。他让健康的志愿者浸泡在6.5°C的低温水中长达45分钟,试图找到一种治疗海难中造成的冷水创伤的方法。由于当时的温度计精度有了显著的提高,詹姆斯医生的试验才得以实现。
现代医学出现之后,医生们开始将低温疗法科学地应用到诊断和治疗中。美国神经外科医生坦谱·费伊(Temple Fay)开始了他的低温疗法试验。故事是这样的,20世纪20年代末,当时的坦谱·费伊还是一名医学生,有人问他为什么癌症很少转移到四肢。他不知道怎么回答。
后来他注意到四肢的温度相对较低,于是巧妙地把这种现象与他在马里兰州农场的发现——温度降低可以抑制鸡胚胎的生长联系起来,假设低温可以用来治疗和预防癌细胞的生长。
1929年,他在费城天普大学(Temple University)获得神经外科教授一职后,开始将全身冷却作为一种基本疗法在人体上试验。例如,他会将病人放入冰块中,并设计各种局部冷却工具。其中一些工具按照当今标准几乎可以用粗制滥造来形容,然而坦谱·费伊医生就是用着这些粗糙的工具实现了低温疗法。
坦谱·费伊医生在试验记录中写道:“她在冰水中存活下来,心跳停止数小时后又恢复过来。”他在手术室中安放了一个装满冰水重达150磅的桶,持续了48小时。这种近乎野蛮的原始方法让院方无法容忍。为了保持病房内的低温,他打开了所有的窗户,此时正值寒冬,医院里的其他医生跟着受苦。更重要的是,当时没有适合的体温计,那时的体温计是内置式的,需要通过肛门插入直肠内测量体温,这种温度计无法准确读取低于34℃的温度。
尽管条件简陋,坦谱·费伊却获得了意想不到的成功,他在早期报告中提到,使用冷冻疗法,病人死亡率降低到11.2%,疼痛缓解的成功率为95.7%。关键是,这些实验不仅揭示了人类可以忍受32℃以下的低温状态长达数天,而且人体可以随着其状况的显著改善而恢复健康。
不幸的是,这些早期的报告后来落到了纳粹手中,并在第二次世界大战期间数百次用于人体实验。囚犯们被迫进入冰窖中,以观察他们的身体变化。不过,纳粹在实验中得到的数据不被科学界接受,低温疗法的研究也因此被迫停滞了数十年。
直到20世纪80年代中期,著名的维也纳麻醉学家彼得·萨法尔(Peter Safar)才大胆地重新实践了治疗性低温研究。他在匹兹堡大学用狗做了低温试验,证实了心脏骤停后,大脑温度下降到亚低温(33-36℃)状态,可以显著改善神经功能并防止脑损伤。
彼得·萨法尔的成功恢复了低温治疗在学界的声誉,由他发明的治疗被名为“用于延迟复苏的暂停生命(suspended animation for delayed resuscitation)”。
此后,一些事故病例也推动着低温疗法的科学研究发展,例如,1999年,实习医生安娜·布根霍姆(Anna B?genholm)在挪威北部的一次滑雪事故中心脏骤停。她在冰层下中存活了80分钟,脉搏停止数小时后恢复心跳。
2000年之后,休斯敦大学综合医院系统的重症监护主任约瑟夫·瓦伦(Joseph Varon)将低温治疗带到了一个新的高度。2005年,一名在墨西哥度假的游客遭遇了溺水事故。在约瑟夫·瓦伦医生的帮助下,这名游客从墨西哥乘飞机回到了休斯顿。其间他“死亡”了数小时。瓦伦医生使用了低温方法,让他的大脑恢复正常。后来教皇约翰·保罗二世心脏骤停时,约瑟夫·瓦伦被请到了梵蒂冈,用低温疗法救回了教皇。
在业内,瓦伦医生被称为“冷冻医生”,与坦谱·费伊的遭遇相同,瓦伦最初也遭遇了医院同事的质疑。他在休斯顿医院的做法与坦谱·费伊当年的如出一辙。
瓦伦大量使用冰块,把医院变成了冰窖,通过低温让心脏骤停、中风和肝衰竭的病人免于神经损伤。他常常将病人的体温冷却到32℃以下的温度,时间长达11天。最后,瓦伦医生也将低温疗法用在了自己身上。2014年,瓦伦在中风后用低温治疗挽救了自己的生命。
此外,一些严重外伤例如枪伤和刀伤的低温治疗还处于临床实验中。在这些实验中,病人的体温被冷却到10°C,失去心跳和呼吸,出现“死亡”状态。低温必须控制在极短的时间内,在此期间,创伤受害者可以进行必要的外科手术,特别是那些需要防止失血的手术,因为低温会降低凝血功能。
在匹兹堡和巴尔的摩市枪击和刺伤发生频率较高的一些社区里,正在进行一项名为紧急保护和复苏(EPR)的试验。当其他抢救方法都无效时,EPR被用作最后的手段,保留受害者仅有的5%的生存机会。这种方法使用循环冷却的盐水溶液代替病人的血液,盐水可以防止细胞和组织因缺氧而受损,伤者也可以在脉搏停止一小时后恢复心跳。在EPR试验中,对10名伤者实施EPR疗法,而另外10名伤者作为对照组不接受EPR治疗,但是最终的试验结果却没有公之于众。
负责EPR试验的塞缪尔·提雪曼(Samuel Tisherman)对于低温疗法的态度非常乐观,上世纪80年代,他曾与彼得·萨法尔医生合作过“人体冬眠”试验。现在,他能让研究对象的体温在20分钟内从37℃降到10℃。
提雪曼医生表示,由于患者已经失去脉搏,快速降温能尽快减少身体对氧气的需求,其中最终要的是冷却心脏和大脑,因为这些器官最容易缺氧。病人被冷却到失去脉搏或没有血压后,就被转移到手术室,开始修复出血源和其他损伤。手术完成后,再让病人体温升高恢复正常。提雪曼说,最理想的状态是,病人身体恢复正常后,心脏能立即恢复跳动。
太空旅行计划
除了医疗急救外,冷却身体或许还能用来实现科幻小说中的情节,让人类通过“冬眠”来熬过漫长的太空旅行,在未来实现星际移民。
这一想法在20世纪60年代的美国与苏联太空竞赛中受到广泛关注。最近几年,由于太空旅行概念的兴起又重新获得关注。太空旅行的一大问题是周期太长,通常需要数月甚至数十年。而“人体冬眠”可以解决这个问题。此外,冬眠下的人体还可以免于失重环境引起的肌肉萎缩和骨密度下降。此外,漫长的太空旅途很容易引发心理疾病,进而产生人际冲突,“冬眠”一并解决了这些问题。
目前已经有公司在探索这一片蓝海。总部设在亚特兰大的SpaceWorks公司已从美国国家航空航天局(NASA)人类休眠研究的创新高级概念计划中获得资助。
该公司目前的计划是实现短期冬眠,让太空旅行者每两周休眠一次,体温每降低一度,新陈代谢降低约7%。这一设想在2008年中国的一个病例中看到了希望,该病例中女性患者患有动脉瘤,昏迷后被冷却14天,以防止进一步的脑损伤,后来的她完全康复了。
这个试验可以从月球空间站开始,宇航员将在这里体验“冬眠”,感受进入“冬眠”,以及从“冬眠”中苏醒的过程。在“冬眠”期间,公司计划通过植入的IV管线来维持宇航员的生命,这种管线叫做“中孔(mediport)”,类似于癌症患者的化疗期间埋在皮肤下的静脉输液管。而IV管直接通入胃部,用于输送营养液。
目前这家公司已经在猪体上成功实现了“冬眠”。这是第一次在非冬眠哺乳动物身上用药物达到接近冬眠的效果。
“按需冬眠”
然而,在空间和时间上改变睡眠会使人类身上发生本质上的变化。“按需冬眠”的能力可能意味着超越身体内在的昼夜节律与白天黑夜的关系。千百万年来,人体已经形成了与地球自转节奏同步的生物学规律以及新陈代谢过程。如果低温冬眠状态减慢了新陈代谢过程,并暂停了现有节奏下的生物学需求。这种情况会不会引起人类向往的另一种状态——延缓衰老呢?
不过,现代医学还没弄清楚人类冬眠是否会终结生理需求,但也许存在一个基于基因的冬眠触发器,以及相应的忍受冬眠状态的能力。
最新的研究表明,有一种叫做HIT(冬眠诱导触发器, hibernation-inducing trigger)的化学物质,能触发冬眠以及忍受冬眠状态的能力。加利福尼亚勒莫尔海军航空站外科服务部主任道格拉斯(Douglas Talk)认为,在人体DNA的某个地方,蕴含著以同样的方式触发冬眠的能力,但是这种能力在人类进化中已经丧失。
“人体冬眠”需要解决的不仅是技术问题,另一个需要思考的是对死亡边界的拓展。当我们把死亡定义为“心脏停止跳动时”,没了心跳就意味着死亡。当我们了解到“脑死亡”的存在后,没有脑电波被判定为死亡。现在,心脏死亡和脑死亡的亚低温患者升高体温后也有机会复活,死亡的边界又向外拓展了一层。冷冻病人的极端方式改变了判定死亡标准。
2011年,一名55岁的心脏骤停男子被送往亚特兰大埃默里医院,并被置于低温状态进行神经保护。经过神经科检查,进入“脑死亡”状态24小时后,他被推进手术室进行器官移植。后来该病例的报告被发表在《危重护理医学》杂志上,报告中提到,医生随后观察了他的角膜和咳嗽反射以及自然呼吸,虽然他没有复活的希望,但是这个病例让人们对长期以来用于测定死亡的神经学检测产生了怀疑。
纽约大学朗格尼医学院( Langone School of Medicine)危重护理和复苏研究主任萨姆·帕尼亚(Sam Parnia)提出了一些更加深刻的问题:什么样的死亡才算真正意义上不可逆转的死亡?什么情况下意识才算真正停止?他的最新研究表明,意识在心脏停止后会持续很多分钟,并且可以通过冷却大脑,减缓细胞死亡,来实现逆转,把病人从死亡中拉回来。
帕尼亚的研究显示,濒临死亡的大脑处于“平静安宁”的状态。在他记录濒死报告中,很多患者都描述了一种明亮的光线。
对低温治疗的思考
作为一种“极端”的治疗手段,低温治疗也存在一些问题。在治疗的过程,可能因为体温过低,导致凝血功能丧失,并伴随着由于缺氧时间过长引起的组织损伤。这些症状连在一起被称为“死亡三联症”。目前学界对于这一问题还未达成一致。温度和持续时间一直是争论的焦点,因为每个人体都不同,所以想要找到一个适合所有人的低温疗法几乎是不可能的。
低温疗法也存在一些矛盾?如果一个枪伤患者经过EPR治疗后活了下来,但是由于大脑长时间缺氧遭受永久性的严重脑损伤,该怎么办?这个问题涉及到对伦理的探讨,因为EPR是在其他抢救方法无效的情况下采用的。如果没有EPR,病人将必死无疑,那么在死亡和后遗症之间,到底哪个更好?这是一个无法回答的问题。
无论是用于治疗还是探索外太空,冷却身体的研究还有很多问题需要解决。一旦实现“人体冬眠”,那么我们对意识和生命界限理解将会面临重建。