近日，Nature封面重磅发布耶鲁大学医学院最新研究：该校科学家使用一种灌注液，让猪大脑在死亡4小时后成功复活，恢复了一些细胞和代谢功能，并至少维持了6小时。据悉，此技术将极大利好中风等疾病的药物开发。

该研究项目的负责人为耶鲁大学医学院神经学家内纳德·塞斯坦。他的团队在康涅狄格州一家屠宰场的300多头猪中选择了32个猪脑，使用一台名为“BrainEx”的精密仪器，将一种秘制配方的“人造血液”通过动脉持续注入猪脑，模拟猪脑的血液循环，试验结果令人震惊：这些猪脑居然能被部分“复活”，一些脑细胞能恢复基本功能，一些神经活动得到重现，整个猪脑的代谢也再次变得活跃起来。

图1：试验样本采集地，康涅狄格州某屠宰场

塞斯坦教授说：“这项研究的初衷并不是让猪脑‘复活’，而是试图创造一个更完整的系统来研究大脑的工作原理。过去科学家一直认为，如果血液中断时，大脑就会因为缺氧而死，除非能迅速恢复血液供给，否则结果是不可逆转的。我们的试验表明，细胞死亡是一个逐步的过程，其中一些步骤可能会被延迟、维持甚至逆转。”

该项目的主要研究人员之一，耶鲁大学神经科学家斯特凡诺·丹妮尔说：“这是一个非常强大的模型，可用来研究药物和化学物质进入大脑穿透血脑屏障的主要障碍。与小白鼠一类的实验动物相比，猪的大脑在复杂性和组成上更接近人脑，试验结果更可靠。”

据悉，此次试验结果还算不上真正意义上的“复活”。脑电图测量结果显示，整个试验过程中猪脑没有出现与意识、认知或其他更高阶的脑功能相关的脑电活动，即这些猪脑并没有恢复意识。也就是说，试验只是让猪脑在细胞层面恢复了一定程度的活跃。塞斯坦教授说：“从临床上看，还不能把它当成一个活的大脑，只能说是一个细胞活跃的大脑。”

该团队观察到，经过6个小时灌注后，猪的大脑能够代谢葡萄糖和氧气，这是评估细胞活性的关键步骤。研究人员用超声波观察液体流经大脑血管系统的过程，检测不同区域的血红蛋白。他们在灌注液中加入了一种药物，以观察血管的扩张反应，另外还添加了脂多糖，大脑中的免疫细胞对该物质作出反应，借此研究小组可检测到钠离子和钾离子进出海马神经元产生的电信号，以确定细胞的电活性。

目前已有专家担心，此项研究可能存在伦理方面的争议。虽然研究团队强调，恢复大脑意识不是他们的研究目标，但在研究过程中，科学家会不断监测猪大脑活动，如果看到任何与恢复意识相关的讯号出现，就会采取相应的措施。任何涉及恢复人体组织或是动物死亡大脑的研究，都存在相关的伦理问题，必须经过严格的伦理审查才能进行。

塞斯坦教授进一步表示：“在这项试验中，任何时候都不会测出脑电图信号。脑电图才是公认的与意识有关的细胞间通讯的测量方法。目前还不清楚该技术能否应用于死亡时间不长的人脑，因为试验使用的特殊溶液主要成分是生物来源血红蛋白并非人体血液。尽管如此，这一技术如果发展成熟，未来会有很大的实用价值。BrainEx系统所使用的灌注液对细胞具有保护作用，可用于辅助研究大型哺乳动物脑部的构造和功能，找到大脑在某些情况下受损的原因，以及测试新药对脑部构造的影响等，特别是像中风一类疾病的潜在药物，因为中风其实就是缺氧导致的部分大脑死亡。”

美国石溪大学神经科学家Dennis Choi说：“这种猪的试验模型可能更适合用来模拟和开发心脏骤停的疗法。中风只影响大脑的一部分，而在心脏骤停时，缺氧会损害整个大脑，这与试验的情景更接近。”

图2：氧合血红蛋白，BrainEx灌注液的秘制配方成分

在对照组中，研究人员采用盐和抗生素的混合物作为灌注液。试验结果发现，对照组比BrainEx组存在更严重的细胞变性和凋亡。

据悉，BrainEx灌注液由氧合血红蛋白、葡萄糖、细胞死亡抑制剂、蛋白质破坏抑制剂、抗生素和神经保护剂等混合而成。其中的秘制配方成分为氧合血红蛋白，是血红蛋白与氧分子可逆性结合而生成的一种物质，它能通过血液流动把氧气输送到各组织。其作用原理与器官移植使用的灌注液有类似之处，都是通过氧载体对整个器官组织输送氧气，同时调节生理渗透压。区别仅在于脑部的结构和生理学过程比肝、肾、心脏等器官更为精密复杂。

耶鲁大学医学院的此项研究也为润方血红蛋白供氧剂在离体器官灌注方面的应用提供了宝贵的实践经验和科学启发。