世界上已經有許多承認腦死亡作為死亡標準的國家，日本就是其中的一個。在日本最常見的國民健康保險證的背面就有器官捐獻登記，可以讓被保險人選擇是否在腦死亡或者心臟死亡后捐獻出自己的器官。 

日本國民健康保險證背面的器官捐獻意向登記（來源：作者供圖）  

　　然而上周的一則爆炸性新聞嚇得筆者差點拿不穩手里嶄新的保險證，一個來自耶魯大學醫學院的團隊在學界頂尖雜志《自然》上宣布：他們可以用自造的灌注系統讓死亡數小時之后的豬腦部分恢復活力。 

　　這難道意味著死掉的大腦可以被救活？目前醫學界針對大腦損傷都有哪些前沿治療手段呢？ 

當期《自然》雜志的封面，左側文字意為“逆轉時間” 

　　  

　　手段之一：借助體外系統讓大腦“起死回生” 

　　耶魯大學的科學家們為我們描繪了一個美好的愿景——借助體外系統讓大腦恢復活力。從此大腦缺氧不再是噩夢，搶救病人無需再“戰斗”，看到路邊有人倒地也不必再猶豫要不要施展自己“紙上談兵”的心肺復蘇技術去救人了。 

　　不過，與媒體的過度渲染不同，耶魯大學的科學家們對眼下取得的進展做出了清晰而嚴謹的描述：利用這套灌注系統，他們觀察到了細胞結構的維持，細胞死亡的減少，血管擴張、膠質細胞炎癥反應的恢復，自發的突觸活動和總體的大腦新陳代謝。簡單來說，就是在這個灌注系統的支持下，死亡大腦的一些細胞恢復了部分的活力，但是并沒有作為一個整體恢復大腦的功能。 

神經元細胞想象圖（來源：Freepik.com） 

　　許多報道這項發現的新聞將其描述為“動搖了生與死的界線”。不過，從腦細胞的復活到大腦恢復功能還有極其漫長的路要走，把死掉的大腦救活（幾乎相當于讓具備一定條件的人死而復生）仍然不是可以預見的事。但是，對于那些因為外傷或者疾病受到損傷、尚未死亡的大腦，現代醫學并沒有放棄。現在針對各種腦損傷的治療手段都在積極研發當中。 

　　  

　　手段之二：引入新生細胞，修補大腦受損組織 

　　治療局部腦損傷的一個基本思路為體外分離培養可以發育成腦神經細胞的細胞，將其移植入大腦，讓其分化為腦神經細胞，將受損的大腦“補好”。其中用到的細胞多種多樣，包括胎兒多巴胺細胞（黑質細胞），可以無限增殖的細胞系，神經干細胞，胚胎干細胞（ES細胞），人工多能性干細胞（iPS細胞）和骨髓細胞等等。 

神經元細胞結構圖（來源：公有領域&Freepik.com） 

　　胎兒多巴胺細胞移植治療帕金森病已經在動物模型當中得到驗證，并進入臨床試驗階段。帕金森病是由于腦內被稱為“黑質”的部位中存在的可以分泌多巴胺的細胞退化死亡而引起的疾病，初期可以用替代多巴胺的藥物治療，但是療效會隨時間增長而逐漸降低。而胎兒腦黑質中的多巴胺細胞可以在患者腦中存活并發揮功能，因此在動物實驗驗證后，科學家將流產胎兒腦中的多巴胺細胞移植到帕金森病患者腦中，取得了一定的效果。 

帕金森病患者特殊的步態及字跡（來源：公有領域）  

　　但是胎兒多巴胺細胞的來源畢竟非常有限，因此科學家也嘗試用永生化的細胞系來代替取自人體組織的細胞。這些細胞系可以分泌必要的神經營養因子促使大腦功能的恢復，并且可以無限增值，可以說是取之不盡用之不竭。但是問題也同樣會產生，如果移植入大腦的細胞系繼續無限增值，很快就會發展成癌癥。針對這項缺陷，科學家們在開發將細胞系封在半透膜制的膠囊中進行移植的技術。 

　　干細胞這個概念相信大家都不陌生。與造血干細胞、肌肉干細胞等干細胞一樣，人體中也存在可以分化為神經細胞的神經干細胞。神經干細胞和人工多能性干細胞（iPS細胞）移植的優點在于，這些細胞可能取自患者自身，能夠避免排異反應的發生。自體細胞移植一般用于中風造成的局部腦損傷。如果患者的腦損傷源于一些基因缺陷疾病，例如亨廷頓舞蹈癥，那么這種方法就會失效，因為取自患者自身的細胞也同樣帶有基因缺陷，不能正常執行功能。 

中風病患的腦部CT照片（來源：Freepik.com） 

　　最近研究發現，骨髓細胞中被稱為“骨髓間葉干細胞”的一種干細胞可以分化為神經細胞、膠質細胞等等構成大腦的細胞。骨髓間葉干細胞比起神經干細胞更易獲得，比起人工多能性干細胞（iPS細胞）更加安全，并且已經被臨床上應用在治療下肢動脈栓塞等等的疾病上，所以今后利用骨髓間葉干細胞治療中風的療法也是指日可待。 

　　  

　　手段之三——利用活性物質激發大腦自身的修復潛能 

　　治療局部腦損傷的另一個思路是：向受損大腦中注射一些物質，幫助大腦內已經存在的細胞分化成腦神經細胞，讓大腦自己“長好”。在這種治療思路中，科學家為了讓大腦中已經存在的細胞分化成神經細胞用到的方式可謂是五花八門。 

　　在一種方案的動物實驗中，科學家將改造過的、可以讓宿主細胞制造Sox2蛋白的逆轉錄病毒，注入受損的大腦。大腦中已經存在的一種名為NG2 glia的結構性細胞，該細胞被這種病毒感染之后，會慢慢轉變為神經細胞，代替死掉的腦細胞發揮功能。新生成的神經細胞可以與周圍的神經細胞進行信號交換，雖然因為腦損傷而失去的記憶則不會恢復，但至少可以形成新的記憶。一些因為中風或者外傷導致的腦損傷都有望利用這種方法獲得治療。 

兩種常見的腦部損傷（來源：Freepik.com） 

　　另一種方案是將可以幫助腦組織恢復的新型水凝膠材料注入大腦受損處，主要針對中風的治療。這種含有特殊物質的水凝膠可以起到支撐作用并提供組織恢復所需要的物質，促進受損腦組織中血管的再生。目前這項研究在動物實驗中取得了良好的效果。 

修復大腦（來源：Freepik.com） 

　　比起前兩種尚未應用在臨床的方案，下面的一種就顯得有希望得多。最近科學家發現，之前用來治療類風濕性關節炎的一種免疫受體拮抗劑（IL-1Ra）對于中風大腦的恢復有極大幫助。這種藥物可以促使大腦損傷區域的新神經元生成，能夠快速恢復實驗鼠的運動能力。這種對于現有藥物新療效的開發比起新藥的開發進程要快很多，因為其安全性已經得到充分驗證，在其臨床應用之前就省去了許多新藥不得不經歷的步驟。 

　　作為人體最脆弱的器官，大腦的很多方面在人類的科學認知當中還是非常模糊。即便如此，科學家也從來沒放棄對于大腦的拯救。相信未來的某一天，大腦也可以像一個普通器官一樣，被治愈、被移植、被復生。 

來源：Freepik.com 

　　  

　　參考資料 

　　1. Zvonimir Vrselja et al., Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem. Nature. Volume 568, pages336–343 (2019) 

　　2. https://square.umin.ac.jp/neuroinf/medical/701.html  

　　3. https://www.theguardian.com/science/2014/nov/20/brain-damage-nerve-cells-neurons 

　　4. Shuoran Li, et al, Hydrogels with precisely controlled integrin activation dictate vascular patterning and permeability Nature Materials volume 16, pages 953–961 (2017) 

　　5. https://futurism.com/this-fda-approved-drug-could-permanently-repair-brain-damage-in-stroke-victims 

豬腦“有救”了“復活”人腦還遠嗎

圖文簡介

摘要：相信大家都看到了上周的一則爆炸性新聞，一個來自耶魯大學醫學院的團隊在學界頂尖雜志《自然》上宣布：他們可以用自造的灌注系統讓死亡數小時之后的豬腦部分恢復活力。這難道意味著死掉的大腦可以被救活？目前醫學界針對大腦損傷都有哪些前沿治療手段呢？手段之一：借助體外系統讓大腦“起死回生”。手段之二：引入新生細胞，修補大腦受損組織。手段之三——利用活性物質激發大腦自身的修復潛能。