砰砰跳動的人造心臟

迪亞利卡·諾伊菲爾德+崔恒

奧地利醫生哈拉爾德·奧托在其位于波士頓的實驗室里培育出了心臟等人體器官，移植器官不足的問題似乎有望解決了。

小女孩的心臟如同深海水母一樣在液體中輕輕顫動。它大約橘子大小，存放在一只玻璃容器里，擺在波士頓實驗室的柜子上。玻璃容器周圍雜亂地堆著無菌手套和裝滿軟管及軟管的紙箱。在來到這里之前，這顆心臟在一個小小的胸膛里跳動了10個月，然后停止了跳動。

容器被用塑料蓋子擰好，上面用黑色馬克筆寫著“奧托”。當這個名字出現在一些沒有生命跡象的人體器官上，比如嬰兒的心臟、年輕女人的肺和男人的腎臟，就意味著它們還可能發生奇跡。

這個努力創造奇跡的人名叫哈拉爾德·奧托。他領導著一個實驗室。實驗室成員們全力以赴的愿景，似乎正是200年前的小說《科學怪人》里所描述的那樣，令人有些毛骨悚然：他們試圖超越自然法則，人工培育生命。用原本會腐爛的身體部位，制造出能夠重復利用的器官。

奧托復活心、肺，培育腎臟。他相信，有一天這些器官都可以被移植進人體。

39歲的奧地利人哈拉爾德·奧托是兩個孩子的父親。他還自稱“一位有耐心的太太”的丈夫。奧托喜歡吹制玻璃，喜歡在車庫里做手工，還喜歡蘭花。他說：“我就是喜歡東西在自己手中發生變化?！?/p>

這周一，奧托早早就去上班了。實驗室在城市的最西邊，一棟實驗中心大樓的4層。他穿著一件深藍色的外套，戴著一條綠藍條紋的領帶，看起來更像是一名藥代，而不是在實驗室主攻器官移植的研究員?！霸缟虾?，麗薩！”他跟秘書打招呼，“10點30分有會，對吧？”他提前到達辦公室，參加幾個電話會議，然后去醫院為一名癌癥患者進行活檢。

哈拉爾德·奧托是麻省總醫院的胸外科醫生。為病人提供咨詢，為肺病患者做手術，這些都是他工作的一部分，另一部分則是科研。

在美國，有12萬重病患者在等待器官移植；在德國，等待人數超過1萬。在奧托的診室里，總有病人因為等不到合適的器官而死亡，或者是移植后因排斥反應而喪命。奧托收到來自世界各地病人的信和郵件，比如突尼斯、中國、英國和印度。

“您好，先生！我來自孟買，39歲，身患慢性腎功能衰竭。我希望參加人工腎臟移植手術的首次試驗。謝謝！”

“人工培育的肺何時能夠進行移植呢？謝謝！我是一名在肺移植等待名單上的病人。我知道，可能要等很久?！?/p>

“您可以盡快聯系我嗎？這真的很可能救我的命?！?/p>

奧托說：“什么時候能夠用病人自己的細胞培育出肺或心臟，問題就解決了?！?/p>

全世界的科學家都在致力于在實驗室培育人體器官。他們自稱“人體器官培育員”，使用3D打印技術打印皮膚，打印材料是細胞；他們將肌肉纖維放置在培養皿中，培育出血管、鼻子、耳朵和氣管。如今，研究人員已經成功做出了結構和功能相對簡單的身體部位。這是一項革命性的醫學成果?？茖W給人們帶來了希望，而最令人切實可感的應該是奧托博士波士頓實驗室里的長期試驗。

奧托負責培育一個高度復雜的器官——人類的心臟，是人體血液循環的泵和發動機。人們相信，心可以感知、愛和信任，還有人認為心是靈魂的居所。

心臟位于胸骨之后，兩肺之間，是一個中空的器官，跟人的拳頭差不多大。它和房子一樣，有四個腔室，左右心室、左右心房，由間隔隔開。心臟由肌肉組成，因此它能夠收縮舒張。

它的作用就相當于一臺壓力泵，每天在心肌、腔室、瓣膜的共同作用下促使血液流動。一分鐘之內，心臟將血液輸送至全身，5升血液，60-80次跳動，帶著氧氣和能量流經所有器官、肌肉、細胞。它是大自然的藝術，是進化的杰作。同時，它也是人類的脆弱點。世界上最常見的致命原因是冠心病和心梗。

剛剛過了中午，奧托穿著天藍色的外科醫生工作服，兩腿交叉，坐在辦公室里。他剛在醫院里給一位癌癥病人做了腫瘤穿刺，現在他來回地推著桌子上裝著一顆蒼白豬心的玻璃容器，談著將來的可能性：再也沒有人需要忍受漫長的等待。病人可以預訂器官，就像在超市里預訂一塊去骨肉一樣。捐獻的心臟或豬的心臟被分尺寸大小存放在一個超大冷柜里。人體器官培育員從中取出需要的心臟，然后使用病人自己的細胞，為其定制一顆適合的心臟。這顆心將承載病人自己的基因信息。奧托說：“一舉兩得，可以解決排斥反應和器官短缺兩個問題?！?/p>

奧托的這句話似乎說得很隨意，他的工作就是像做手工一樣培育身體部位。如果未來人們看待身體就像看待可以替換的句子成分，可以輕易替換脆弱的心臟、壞了的腎臟、有問題的肺，我們會有多長壽？另外，如果除了皮膚、耳朵、鼻子，還可以制造出復雜的器官，那么距離實驗室生物的出現又會有多遠？

不過，奧托并不是這樣的革命者，他更像一個正在尋找完美培育方法的修理工。

走進奧托的實驗室，最先引人注意的是氣味，一種消毒劑和烘烤過的貝果面包圈的混合氣味；然后是聲音，泵的嗡嗡聲、冰箱和恒溫箱的聲音；接著是一只手臂，它微微彎曲在溶液里，半握拳，仿佛在從彼岸招手。實驗室里擺著8張有編號的長工作臺。在狹長的走道里，16個人只能擠擠挨挨地走。他們是自信的年輕科學家。任曦（音譯）來自北京，大家叫他查理?？桌抡f，查理“最近剛培育出了相當好的肺”?？桌聛碜詧D賓根，他把這個肺移植進了一只豬體內。兩周前，他還把一顆培育心臟移植進老鼠的體內。他說：“這只老鼠情況極好?！?/p>

還有來自馬里蘭的馬提亞，來自加拿大的琳達，來自新罕布什爾的杰奎琳。馬提亞在努力復活那只手臂。來自馬來西亞的譚俊杰（音譯）放棄了自己的實驗室，來了這里。

在H2號工作臺上的玻璃容器里，有一塊烏灰色的類似海綿樣的鼓鼓的東西，那是人的半邊肺葉。斜對著的是老鼠的心臟、大腿和肺，像包裹面包的透明油紙一樣掛在那里。在生物反應器里，一顆新鮮豬心晃動著，它被連接在一個泵上，剛被放過血；而存放在螺口蓋玻璃容器里的嬰兒心臟，已經做好了重生的準備。endprint

哈拉爾德·奧托首次使心臟跳動是在他27歲的時候。那時他還是明尼蘇達大學著名的人體器官培育者多麗絲·泰勒的博士后。奧托研究豬的心肌細胞修復，例如如何通過注射新鮮細胞修復心梗后的心臟?！昂髞砦颐靼琢?，這種方法行不通?！毙墓Ｖ?，只是注射細胞根本不能解決問題。他想：“我們是否應該另尋途徑，培育新的心肌?！?/p>

很多研究者耗費時間在如何仿造人體器官的結構上。與他們不同，奧托走了一條回收利用的路。心臟的主要支架、瓣膜和隔膜被保留，蛋白纖維和糖類則都被清除。血液循環系統的血管完美得就像出自神之手。

奧托喜歡把這一過程比作修復桁架建筑：去除灰漿、隔音隔熱材料、石頭，只留下房屋的框架結構。以此方式建造出一些嶄新的東西。最后，房子是新的，但是內核還是原來的。

奧托說：“我用小鼠心臟成功實現了血液循環?！睘榱藦氐浊逑葱呐K，他費力研究了很多化學試劑，測試酶、酸、堿。在毀了幾十顆心臟后，他終于找到了辦法——十二烷基硫酸鈉。這是一種表面活性劑，是洗潔精和沐浴乳的主要成分。

奧托說：“在作為溶劑注入心臟后，十二烷基硫酸鈉突然變得透明。這讓所有同事都驚訝不已?！边@顆心臟被除去了原本屬于小鼠的細胞、大部分的基因以及全部填充物。剩下的是透明、無細胞的蛋白質支架。當時，奧托很清楚：“這足以改變一切?！?/p>

奧托用此方法清洗了更多心臟，這一過程在醫學中被稱為“去細胞”。奧托的革新之處在于：他沒有試圖將心臟放在溶劑中使其喪失細胞，而是通過血管系統進行清洗。很快，他就著手在蛋白質支架上種植新的心肌細胞。

奧托說：“那時很多人認為我的做法相當愚蠢?！彼焉嘲l推到存放心臟的自制反應器前。反應器為人工營養液提供氧氣，在心臟中循環。為了制造有用的組織，心肌細胞需要機械刺激，因此奧托在反應器里設置了“壓力激發器”。這顆心臟何時能自己跳動起來呢？還是說它需要外力幫助？

奧托、一位同事以及一名在星巴克偶遇的馬來西亞學生輪流在沙發上過夜，看守反應器。奧托說：“可是我們從來沒能記錄到它砰砰跳的情形?！焙脦装倩?，他凌晨3點去到實驗室，但每次都只是誤判。直到這一夜，奧托睡著時，電話響了。

“哈拉爾德，跳了！”同事托馬斯說。

“沒有，不過又是桌子晃了?！眾W托說。

“不，真的跳了！”同事說。

奧托翻身起床，奔向實驗室。真的成功了！那顆心臟跳動了！“砰，它在跳著，砰砰?！眮碜砸蛩共剪斂说牟┦亢髪W托培育出了實驗室人體器官。他在那個時期培育出來的幾顆心臟跳動了40天。

4個月前，器官銀行打來電話：一顆小心臟剛剛停止跳動。孩子很小，原本是正當學爬的年齡，也許剛會扶椅子站起來，或是把碎屑塞進剛會說話的嘴里。

孩子父母希望能幫助到別的孩子，于是捐出了這顆心臟。不過因為某種原因，它并不適合用來移植，所以被轉為科研之用，送到了麻省總醫院雅克·古耶特的手中，放進溶液里，然后被放入冰箱，上面用紅色馬克筆寫著：“非食品”。

古耶特主持實驗室的心臟項目。35歲的他是一位年輕的組織工程師。他每天跑步6英里，皮膚因此變成了棕色。有時候，他看著玻璃瓶中的器官，常能識別出捐助者的生活方式。很多心臟來自年輕吸毒者，很多來自肥胖者。胖人的心臟常常像一團黃油，古耶特說：“有一次，我們得到一顆年輕女人的心臟，她的身高體重指數達32。脂肪太多了，根本看不見紅色組織?！?/p>

小女孩的心臟則不一樣。它很純凈。雅克·古耶特把玻璃罐子拿在手里，轉了一下，似乎想把瓶子轉起來，并說：“這真的很特別。我們的冰箱里有過很多心臟，但是幾乎從來沒有過嬰兒的心臟?！?/p>

古耶特第一次拿到這顆心臟的時候，它還是紅色的。他立刻開始行動起來，去除血液、細胞還有大部分DNA。古耶特把心臟和一根管子連接起來，放在一個玻璃的生物反應器中，開始使用清洗劑徹底清洗血管。奇跡出現了：心臟先是變成粉色，然后淺粉，兩個星期之后，就變成了不真實的白色。

4個星期之后，去細胞的嬰兒心臟被放進了冰箱，等到足夠的新心肌細胞培育出來，它就會復活。來自馬來西亞的譚俊杰負責培育細胞，大家叫他JJ。31歲的他性格開朗，戴著眼鏡，穿著白色罩衫。為了用心肌填充左心室的一部分，需要3億個細胞。JJ的每個培養皿中都有1000萬個所謂的誘導干細胞，如果進展得好，它們可以轉變為900萬個心肌細胞。

約十年前，制造心肌細胞還具有道德爭議。因為要制造心肌細胞，科研人員需要用到胚胎干細胞，而這只能從5天大的胚胎上得到。

一名日本科學家研究出了一種方法，使事情變得容易起來：可以在實驗室里通過成人的皮膚細胞得到干細胞——誘導干細胞。這樣，道德問題解決了，排斥反應也沒有了。添加不同的生長物質后，這些干細胞可以分化成很多不同種類的細胞，還可以進行編程。JJ向培養皿里加入不同的營養，它們就可以變成血管細胞或心肌細胞。

JJ說起細胞的樣子更像是父親談到孩子。他說：“它們喜歡粘在一起，它們需要能一起聊天的朋友?！彼麨樗鼈兲砑臃凵斯I養液，它們會在37度的環境中生長一個月時間?！叭绻夷奶煨那椴缓?，”古耶特說，“就會來看看這些細胞。每次我都會覺得：哇哦，這太贊了。然后就會感覺開心許多?！?/p>

“這里！”JJ指著自己的成果：一堆心肌細胞，在培養皿里收縮，“砰砰”跳動，這是生命。細胞是一切的起源，是最小的生命單位。細胞核里藏著遺傳信息，線粒體轉化為能量，細胞膜調節物質交換。這是細胞的天性：成長，分裂營養物質，加工。它們適應環境，對外在刺激作出反應，一切都區別于無生命的物質。一切我們視為生命的，都是細胞的杰作。兆億個細胞是生命的樂高積木，不存在無細胞的生命。

雅克·古耶特從紙包里拿出無菌手套，慢慢戴在手上，擰開玻璃罐子的蓋子，小心翼翼地拿出小女孩的心臟，就像把一只受傷的小鳥捧在手中。endprint

與此同時，奧托博士走了進來。他問，孩子的心臟怎么樣了。啊哈，很漂亮。他查看查理的肺部試驗，評價孔拉德的老鼠，說著以“這兒沒人……”和“什么，要是我們那時…”開頭的句子。這位設計師仿佛在巡視人體器官工廠。

奧托的同事對豬實施了培育肺葉移植，對老鼠進行了心臟移植。他們已研究了80多顆人心，實現了心肌組織的收縮。心肌組織有能力傳導電子信號，在左心室可以測量到壓力，顯示出物質交換活動。它活著。14天后，這些心臟大多數被切開分析。研究人員還有很多沒有弄明白的地方。

盡管如此，依然不斷有病人請求參加奧托的器官移植試驗?！坝邢Ｍ?，當然也很危險?！彼f，“我很清楚，距離臨床應用還比較遙遠?！钡侨藗兿嘈庞幸惶焖軌虺晒σ浦矊嶒炇遗嘤鰜淼男呐K、肺葉、腎臟，這已經給病人們帶來了莫大的安慰?！搬t生口中最糟糕的話語就是：沒有辦法?！比藗兿胱プ∽钚〉南Ｍ?，“這也是我們特有的生存策略?！眾W托這么說。

雅克·古耶特將心肌細胞注射進嬰兒心臟的左心室。它們應當在這里扎根，生長，成為一塊可以收縮的肌肉。

哈拉爾德·奧托坐在辦公室里，談著剛才施行手術的病人?！安∪嗽浶牧λソ?，還有肺癌，只有一點點心功能，不能做肺癌手術?！眾W托說。病人很可能活不了了。他還能在哪份移植名單上有機會？

評論家們說，奧托培育人體器官，隨之產生的長壽首先可能引發社會問題。誰能承擔替換身體部位的費用，誰又不能？一顆定制心臟要多少錢，一條生命又要多少錢？要是只有成功的企業家能負擔，而護士卻不能，會怎樣？奧托說，他也在不斷問自己：一切只是為了一小部分想要永生的富人嗎？

奧托說：“但是如果因為人們認為可能會太貴，就不去研究，無疑是錯誤的?！彼嘈排嘤呐K有很高的性價比?！耙粋€心功能不全的病人并不會立刻因心臟病而死?！眾W托說，“病人每月來醫院，并且要長年不間斷治療?！币苍S定制心臟對于病人來說更加合算。

雅克·古耶特復活了小女孩的心臟。兩周半之后，這顆心臟的第二次生命也到了盡頭。注入的細胞長成了一塊還不成熟的心肌，心臟組織沒有像計劃的那樣收縮，生物反應器的表面飄浮著一些雜質。心臟受到了感染，可能是真菌或細菌。

對古耶特和同事來說，這令人大為失望，但至少可以說是漫長征途中的一個小進展。他們將把心臟切成極細的薄片，放在玻璃片上，在顯微鏡下分析。他們將會得出結論，再獲取一顆新的心臟。如果順利，心臟就會砰砰砰地跳動起來。

[譯自德國《明鏡周刊》]endprint