研究人員使用一種特殊的機器，將血液和其他液體泵送到全身，在豬心臟驟停死亡一小時後，恢復了豬的細胞和器官。這項壯舉有可能在未來增加可用於移植的人體器官數量。
該團隊將動物的迴圈系統連線到 OrganEx 系統，該系統將血液和一種由液體營養物質組成的“灌注液”的混合物泵送到全身。該團隊上週在《自然》雜誌上撰文寫道，豬（經過麻醉和安樂死）所有主要器官中的細胞不僅存活下來，而且還表現出細胞修復的跡象。
該系統是從早期模型 BrainEx 改編而來。2019 年，研究人員證明後者可用於恢復豬死亡後大腦中的血液迴圈。該團隊寫道，最新版本的 OrganEx 比稱為 ECMO（體外膜肺氧合）機的心肺旁路裝置更有效地灌注器官，後者已在其他豬身上進行了測試。在這項新研究中，實驗豬與死亡後不同時間點測量的三個對照組動物進行了比較。
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OrganEx 技術逆轉了長期缺血的某些有害影響。心臟（頂部）、肝臟中白蛋白的免疫染色（中部）和腎臟中肌動蛋白（底部）的代表性心電圖軌跡影像。左側的影像代表接受對照灌注的器官，而右側的影像代表接受 OrganEx 技術灌注的器官。迴圈停止一小時後，OrganEx 技術恢復了組織完整性和某些細胞功能。 來源：David Andrijevic、Zvonimir Vrselja、Taras Lysyy、Shupei Zhang；Sestan 實驗室；耶魯大學醫學院
系統執行後，沒有一隻動物隨後表現出協調的大腦活動，表明有意識。儘管如此，這些實驗還是引發了關於死亡的定義和意義的倫理問題。
大眾科學採訪了該研究的共同作者 Zvonimir Vrselja 和 David Andrijevic，他們都是耶魯大學醫學院的醫生和神經科學家，討論了 OrganEx 的工作原理、開發過程中面臨的挑戰以及倫理考量。
[以下是採訪的編輯稿。]
您為什麼開發 OrganEx 系統，它如何建立在您早期的 BrainEx 系統之上？
VRSELJA：當我們的第一項研究在 2019 年發表時，主要的結論是事物並沒有我們假設的那麼快死亡。在那之後，我們與同事進行了很多互動。我們的想法是：如果這在大腦中有效，而大腦是最複雜且最容易受到[迴圈死亡]影響的器官，那麼它也應該在所有其他器官中有效。因此，我們選擇在全身嘗試，在缺血後一小時[血液流動停止後]，我們可以基本上覆制原始研究的細胞拯救結果。它仍處於起步階段，但現在至少有一個想法，即這些器官可以被挽救並用於移植。
那麼，這個想法是有一天可以保持剛去世的人的器官的活力，以便在移植前將它們儲存更長時間嗎？
VRSELJA：想想器官短缺的問題。有一個很長的等待名單。例如，腎臟是最需要的器官。因此，現在——如果這個系統得到最佳化和改進，達到可以接受已經死亡一小時且器官不符合移植條件的人的器官的程度——理想情況下，我們[可以]也許可以開始利用這些器官。歸根結底，這不是為了科學而科學。你想做一些有意義的事情。
ANDRIJEVIC：你想幫助拯救人們的生命。
您能解釋一下 OrganEx 的工作原理嗎？
ANDRIJEVIC：基本上，整個技術由兩個重要組成部分組成：一個是灌注裝置，類似於臨床心肺機，非常類似於 ECMO 機。我們喜歡稱之為“類固醇上的 ECMO”，因為其中有很多不同的泵和感測器，系統內部有一個人工腎臟等等。
該技術的另一個重要部分是灌注液[在全身泵送的液體]，它基於第一個 BrainEx 灌注液。但現在它與全身相容，並且已經過最佳化，可以作用於其他重要器官，正如我們在論文中展示的那樣，例如腎臟、心臟和肝臟。而且，在全身環境中，您有一個被啟用的免疫系統、凝血系統和自主神經系統。因此，這種灌注液經過最佳化，可以控制這些東西。我們將動物的血管系統連線到我們的系統，我們用我們的機器控制器官的灌注。在內部，迴圈的液體實際上是動物內源性血液和我們的灌注液的一比一混合物。
為什麼您不單獨使用動物的血液，而是將其與灌注液混合？
VRSELJA：它不起作用。
ANDRIJEVIC：沒錯。我們的對照組之一隻是臨床標準 ECMO，我們嘗試僅使用動物自身的血液來恢復血液迴圈。那太糟糕了。
血液是一種活組織。當您等待一個小時時，這種活組織——裡面的那些細胞——開始死亡。您根本無法用血液中那些死亡的東西來恢復血液迴圈。我們的灌注液是完全無細胞的——它沒有任何細胞。
您的系統將血液-灌注液混合物泵送到全身。在那時，動物的心臟不是自己在跳動嗎？
ANDRIJEVIC：正如論文中報告的那樣，我們觀察到心臟電心室活動的恢復。此外，我們用肉眼觀察到心臟確實在收縮。但是這些心跳的質量值得商榷，我們沒有以適當的方式評估它。
您的系統如何阻止豬的細胞在動物被電擊安樂死後死亡？
VRSELJA：當細胞受到衝擊[例如當血液停止泵送時]，它們最初會嘗試死亡。
ANDRIJEVIC：然後，一旦您恢復血液迴圈，您實際上可以用我們的灌注液接觸到那些器官，這是一種專門定製的藥物混合物，它可以影響細胞並告訴它們，“不要死；還有希望。”
您是否認為您的系統將來會被用於患有危及生命的器官衰竭的人類？
VRSELJA：這是一個很難回答的問題，因為目前我們專注於器官恢復。
ANDRIJEVIC：在我們甚至考慮轉化這項技術之前，還需要進行大量的動物研究來證實它是否有效以及在多大程度上有效等等。
您如何解決 OrganEx 實驗中的一些倫理考量？
ANDRIJEVIC：我們非常小心。我們所有的實驗都經過耶魯大學[機構動物護理和使用]委員會以及外部諮詢[和倫理]委員會的計劃和監督。在整個實驗過程中，我們冷卻了動物以降低它們的大腦活動，並在我們的灌注液中加入了神經元阻滯劑以減少[大腦活動]。此外，我們在整個實驗過程中都添加了麻醉劑。
您是否預見到有一天您會說這些實驗走得太遠了？
VRSELJA：我們正在研究細胞恢復，我們一直採取自下而上的方法。為了讓這些事情發生，細胞需要活著。但是，憑藉近年來在生物倫理學和制定指南和方法方面所做的所有工作，顯然存在社會參與和對此的興趣。我認為這取決於更廣泛的科學家和倫理學家社群來指導它達到一個可以合理地做某些事情的程度。
您只是想確保，最終，您解決了根本問題，即器官短缺，並且您想以最佳方式做到這一點。