《外科的誕生》

作者： [美] 大衛(wèi)·施耐德

譯者： 張寧

出版社： 中信出版集團(tuán)

出版時(shí)間： 2021年9月

頁(yè)數(shù)： 584

定價(jià)： 98元

外科的未來會(huì)如何發(fā)展呢？簡(jiǎn)單地說，首先是關(guān)節(jié)置換、起搏器、導(dǎo)管、網(wǎng)狀裝置、心臟瓣膜和腦深部刺激裝置的逐步改進(jìn)。對(duì)設(shè)計(jì)和制造流程稍加調(diào)整就會(huì)為產(chǎn)品帶來一定的改良，但每個(gè)領(lǐng)域的各家制造商都在醞釀著創(chuàng)造能夠產(chǎn)生質(zhì)變的植入物，這些產(chǎn)品往往會(huì)讓我們開始挑戰(zhàn)以前從未挑戰(zhàn)過的疾病類型。

從生物、植入和基因三方面與疾病對(duì)戰(zhàn)

最初的心肺機(jī)的大小和衣櫥差不多，帶有多個(gè)旋轉(zhuǎn)桶和無數(shù)活動(dòng)部件，通過彎彎曲曲的管子推送深紅色的血液。幾十年后，機(jī)械心臟問世，為非住院病人提供心肺功能。雖然20世紀(jì)80年代的首款植入式人工心臟的確被放置在患者的胸腔中，但電池驅(qū)動(dòng)裝置仍然像洗碗機(jī)一樣大小。人工心臟的發(fā)展一路坎坷，但如今這些裝置在外部微型計(jì)算機(jī)的控制下運(yùn)行，計(jì)算機(jī)由火腿三明治大小的電池驅(qū)動(dòng)?；颊咦呗飞踔吝\(yùn)動(dòng)時(shí)只要挎一個(gè)小書包就可以了。除了胸部會(huì)留下疤痕之外，現(xiàn)在使用機(jī)械心臟的患者還有一點(diǎn)與眾不同的特征：沒有脈搏。這些裝置里有持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)葉輪，不需要開合瓣膜便可以推動(dòng)血液。

新型機(jī)器會(huì)越來越小，未來的動(dòng)力裝置很可能會(huì)像鋼鐵俠用的植入式電池，可以使用多年。未來的人工心臟會(huì)極其微小，小到難以想象，不再像機(jī)械泵一樣。事實(shí)上，雖然現(xiàn)在我們還無法實(shí)現(xiàn)，但將來的人工心臟可能真的是納米級(jí)別的。

我們的腎臟像拳頭一樣大小，卻需要1/5左右的體內(nèi)供血量。腎臟可以凈化血液中的雜質(zhì)（通過尿液排泄）并維持電解質(zhì)平衡。如果腎臟衰竭，那么患者必須進(jìn)行腎臟活體移植，或定期進(jìn)行腎透析。目前，血液透析設(shè)備大約高4英尺，類似于帶有軟管和滾筒的小型心肺機(jī)。真想知道這些設(shè)備在我們不需要它們之前會(huì)變得多小。人工腎臟會(huì)小到可以植入嗎？我不敢說不會(huì)。不過，隨著人工器官越來越小，疾病治愈也會(huì)變得越來越有效，也就不再需要使用它們了。

“成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列”（CRISPR）技術(shù)的問世無疑能夠完全破解每個(gè)人的DNA，更重要的是，它還可以矯正基因缺陷。一切具有遺傳基礎(chǔ)的疾病，無論是遺傳易感性的疾病還是染色體損傷，無論是類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、心力衰竭還是皮膚癌，都將成為過去。

外傷（包括脾臟和肝臟破裂、肺萎陷、骨折和腦損傷）似乎將永遠(yuǎn)與人類并存。保護(hù)性運(yùn)動(dòng)器材及車輛安全性能的提高可能會(huì)幫助降低受傷的嚴(yán)重程度，但在充滿科幻色彩的未來，外傷能夠完全消除嗎？我猜不能。但是，在幾十年前，有人能想象腦植入裝置可以消除震顫嗎？

約瑟夫·李斯特是英國(guó)維多利亞時(shí)代的外科醫(yī)師、外科消毒法的創(chuàng)始人及推廣者，此圖表現(xiàn)的是1865年左右，他在手術(shù)中使用消毒器具的情景。

如果生命是宇宙中最神圣的事物，如果“生存的權(quán)利是人類最基本的價(jià)值”，那么，死亡就是反人類的罪行。一旦我們開始延長(zhǎng)人類的壽命，醫(yī)療保健的風(fēng)險(xiǎn)就將變得更大。如果注定要活幾百年，我們會(huì)不會(huì)懼怕受到外傷而意外死亡？中年人遇車禍早逝，與一個(gè)還能活上幾百年的人在40歲時(shí)遇車禍死亡，是截然不同的兩件事。結(jié)果我們可能會(huì)更加懼怕死亡。

我們究竟會(huì)不會(huì)戰(zhàn)勝細(xì)菌這一勁敵？戰(zhàn)勝微生物可能是人類最艱巨的挑戰(zhàn)，而我們一旦真正駕馭了操作基因的力量，誰敢說我們不會(huì)消除這種威脅？或許，對(duì)人類構(gòu)成更大威脅的是，星際飛船帶回來一種已經(jīng)在另一個(gè)星球上進(jìn)化了數(shù)十億年的外星微生物。我承認(rèn)這是一種瘋狂的想法。

從某種意義上說，人類將在接下來的幾十年中與疾病進(jìn)行三方作戰(zhàn)，從生物、植入和基因三方面入手。在基因治療完善之前，生物治療方案（通過制藥和營(yíng)養(yǎng)）將繼續(xù)在細(xì)胞層面發(fā)展。當(dāng)這些方法無效時(shí)，植入成為治療方案。例如，直到研究人員在20世紀(jì)20年代提取出胰島素，人們才真正認(rèn)識(shí)了糖尿病，并通過每日注射胰島素來治療。胰島素泵的出現(xiàn)大大減少了注射的煩瑣步驟。雖然人們對(duì)植入胰腺組織進(jìn)行了深入研究，期望胰腺自身恢復(fù)生產(chǎn)胰島素的功能，但最終目標(biāo)仍然是基因治療。因此，治療糖尿病的生物、植入和基因之戰(zhàn)仍在繼續(xù)，但也許一個(gè)世紀(jì)之后，再也不會(huì)有人注射胰島素了。

人類的基因修飾將成為常態(tài)

從下面的問題可以看出你對(duì)醫(yī)療未來的信心：如果一定要把全部?jī)糍Y產(chǎn)投資到某一專業(yè)領(lǐng)域的醫(yī)療公司，而這筆錢一百年不能取回，那么你會(huì)將這筆錢投資在哪里呢？是醫(yī)藥公司、關(guān)節(jié)置換制造商、基因技術(shù)公司，還是生物電技術(shù)公司？盡管我是一名骨科醫(yī)生，但我無法想象一個(gè)世紀(jì)后還會(huì)進(jìn)行關(guān)節(jié)置換手術(shù)。同樣，患者也不可能再接受化療藥物，因?yàn)榘┌Y已經(jīng)不復(fù)存在。因此，要么投資生物電技術(shù)公司，要么投資基因技術(shù)公司，取決于你如何看待醫(yī)學(xué)在未來的角色。未來的醫(yī)生是治療疾病還是專門改進(jìn)半人機(jī)器人？

在十年或二十年之內(nèi)，人類的基因修飾必定會(huì)成為常態(tài)。在一個(gè)世紀(jì)中，每個(gè)人都擺脫遺傳基因錯(cuò)誤是有可能（甚至很有可能）實(shí)現(xiàn)的。這也許會(huì)被強(qiáng)制執(zhí)行，不可能出現(xiàn)不遵醫(yī)囑的情況，因?yàn)槟切в腥旧w缺陷的人是“有病的”。我估計(jì)，反疫苗接種的抗議與22世紀(jì)的“基因矯正”相比會(huì)顯得黯然失色。

人類將成為徹底的轉(zhuǎn)基因生物。遺傳病成為過去，癌癥也逐漸淡出了我們的生活，而將來的世世代代甚至都不需要矯正基因組。令人驚嘆的是，一旦一代人的共同基因組被凈化了，后代可能就不需要再矯正，因?yàn)榕渥訒?huì)享有同樣凈化的基因。嬰兒生來就有“正常”染色體，免受自身免疫系統(tǒng)疾病、食物過敏、精神病、癌癥和心臟病的威脅。當(dāng)疾病變得不堪一擊，我們的注意力將轉(zhuǎn)向從身體、心理和社會(huì)層面不斷提高和變強(qiáng)。我相信，那時(shí)仍然需要使用植入物——腦機(jī)接口。

這就是為什么我會(huì)將百年賭注押在生物電植入產(chǎn)品公司上。雖然現(xiàn)在獲得美國(guó)食品和藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的腦植入物僅在特定位置產(chǎn)生電場(chǎng)，但腦機(jī)接口可以記錄并刺激單個(gè)神經(jīng)元。當(dāng)今的科學(xué)家們正在探索如何記錄人類的單個(gè)神經(jīng)元，以便向機(jī)器傳輸神經(jīng)元信號(hào)。

目前，腦機(jī)接口十分少見。人工耳蝸屬于一種腦機(jī)接口，其外部感應(yīng)裝置看起來像一個(gè)加強(qiáng)版的助聽器，內(nèi)部導(dǎo)線則深入內(nèi)耳耳蝸部位。它作為接收裝置，將聲波信息以電信號(hào)的方式傳送到聽神經(jīng)的耳蝸部分。人工眼睛還處于早期研發(fā)階段，在概念上與人工耳蝸類似，具有人工感應(yīng)裝置，通過電信號(hào)與處理感官信息的神經(jīng)接合。

植入人工耳蝸和植入視網(wǎng)膜置換的是一種感覺器官，而未來更先進(jìn)的植入物則會(huì)是“神經(jīng)接口”裝置，其中的電信號(hào)交流既可以是傳入的，即傳入感覺，也可以是傳出的，即釋放信號(hào)。終有一天，傳出的信號(hào)可以來自大腦中微小的特定部位，而神經(jīng)接口技術(shù)將提供雙向信息流。

如果將脊髓看作一根包含微觀傳輸線的管道，其中載有10億神經(jīng)元，那么脊髓損傷無法修復(fù)就沒什么好奇怪的。在手外科做住院醫(yī)時(shí)，我曾經(jīng)在值班時(shí)遇到過重接腕部結(jié)構(gòu)的艱巨挑戰(zhàn)。絕望的患者用刀割腕自殺，九根肌腱、兩根動(dòng)脈和正中神經(jīng)全部斷裂。

這種稱為“意大利面式的手腕”之所以具有挑戰(zhàn)性，是因?yàn)閷⑦B接指部肌肉（出人意料地位于前臂）的肌腱與手指重新配對(duì)十分困難。外科醫(yī)生必須在混作一團(tuán)的肌腱中小心辨認(rèn)，并將它們正確配對(duì)，弄錯(cuò)一對(duì)就會(huì)使手部功能錯(cuò)亂。

匹配那十幾對(duì)結(jié)構(gòu)都是一道手術(shù)難題，更何況匹配脊髓的10億個(gè)神經(jīng)元？所以，伴有脊髓損傷的移位性脊椎骨折的手術(shù)重點(diǎn)從來都是穩(wěn)定骨骼，而不是“修復(fù)神經(jīng)”，更何況那些神經(jīng)軸突的直徑只有蜘蛛絲直徑的1/4。

我們還有一種選擇。由于我們已經(jīng)知道大腦皮層中運(yùn)動(dòng)帶和感覺帶的特定位置，將來有可能通過全身性大規(guī)模重新布線來治療脊髓損傷。我們正在研發(fā)名為“生物微機(jī)電系統(tǒng)”的專用傳感裝置，可以感知大腦的運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)。然后，生物微機(jī)電系統(tǒng)可以繞過脊髓，與周圍神經(jīng)相連。這些微型神經(jīng)探針“與線路整體結(jié)合，用于擴(kuò)增、多路傳輸、放電探測(cè)，以及電力和雙向數(shù)據(jù)的無線傳輸”，并且“有助于改善在許多使人衰弱的神經(jīng)類疾病中使用的假體器官”。

納米技術(shù)的發(fā)展和電子微型化技術(shù)的進(jìn)步為我們帶來了生物微機(jī)電系統(tǒng)，它正在改變醫(yī)學(xué)。隨著微創(chuàng)手術(shù)的不斷發(fā)展，未來治療破壞性脊髓損傷已經(jīng)不再是幻想。生物微機(jī)電系統(tǒng)在腦外科的應(yīng)用會(huì)沿著治療脊髓損傷、中風(fēng)、腦腫瘤、腦癱和癲癇的方向繼續(xù)發(fā)展，最終過渡到治療早期癡呆、強(qiáng)迫癥、中度抑郁和健忘癥等危害較小的疾病。我可以非?？隙ǖ卣f，到下一代人，所有這些疾病都可以通過某種對(duì)神經(jīng)功能進(jìn)行調(diào)節(jié)的腦植入物得到治療。

但接下來呢？涉及大腦之后，我們會(huì)不會(huì)從治療疾病變?yōu)榻鉀Q功能障礙，最終發(fā)展為擁有超能力？我們幾乎不會(huì)懷疑，基因組凈化技術(shù)的出現(xiàn)會(huì)消滅許多慢性疾病及癌癥，使人類專注實(shí)現(xiàn)“更快、更高、更強(qiáng)”的奧林匹克理想。

當(dāng)慢性疾病得以治愈，我們希望生理和心理功能最大化的沖動(dòng)無疑會(huì)導(dǎo)致人類成為機(jī)器。這并不是說每個(gè)人都會(huì)為了植入生物微機(jī)電系統(tǒng)而經(jīng)歷開顱手術(shù)，雖然這很可能發(fā)生，但未來或許會(huì)出現(xiàn)某種未知方法，可以在物理層面改變?nèi)四X，以機(jī)械方式來修飾人類的思想。

（責(zé)編：栗月靜）