遙望未來(lái)的醫(yī)學(xué)新科技

今日的醫(yī)學(xué)已經(jīng)給了我們太多的驚喜，即使是曾經(jīng)的科幻小說(shuō)中的夢(mèng)想——克隆人，現(xiàn)在也成了呼之欲出的現(xiàn)實(shí)。天方夜譚不是夢(mèng)，日新月異的科學(xué)技術(shù)，既是對(duì)人類智慧的證明，也讓我們對(duì)美好的未來(lái)充滿了希望。現(xiàn)在，站在2015年的門檻上，看看未來(lái)的醫(yī)學(xué)到底有多精彩。

「BioPen」讓醫(yī)生 「畫(huà)」出組織

古有馬良的神筆，今有可以「畫(huà)」出新生骨組織的筆，這種出現(xiàn)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的神筆，不僅能幫助醫(yī)生完成高難度的醫(yī)學(xué)手術(shù)，更能給患者帶來(lái)福音。

源起3D打印機(jī)

這種筆是由澳大利亞臥龍崗大學(xué)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的一種手動(dòng)3D打印設(shè)備，名為BioPen，其強(qiáng)大的完全植入功能，可以將植入物完美地注入意外創(chuàng)傷或者截肢的病人身體里，并將對(duì)骨頭內(nèi)部骨組織的傷害降到最低，算得上是醫(yī)學(xué)界一次里程碑式的突破。

外形和普通筆相似

BioPen的工作原理與3D打印機(jī)相仿，采用硅膠材質(zhì)構(gòu)造結(jié)構(gòu)，內(nèi)含活性細(xì)胞、海藻酸鈉或海藻提取物，可以讓骨細(xì)胞與已有的神經(jīng)肌肉相結(jié)合，促進(jìn)骨頭的快速愈合。在BioPen的針尖部分的活性細(xì)胞和海藻酸鈉提取物會(huì)混合，醫(yī)生用這支筆在病人已經(jīng)損壞的骨骼上填充或者「畫(huà)」上新的部分。之后，運(yùn)用紫外光照射進(jìn)行干燥，以此造出新的細(xì)胞層（骨支架），涂上的細(xì)胞會(huì)順其自然地增生，直到完全與神經(jīng)組織和肌肉組織融合為止。

最重要的是從其誕生之日開(kāi)始，患者再也不用因?yàn)樘鎿Q組織而苦惱擔(dān)心許久，而且通過(guò)這支筆所植入的細(xì)胞會(huì)自然地與現(xiàn)有的組織結(jié)合，不會(huì)產(chǎn)生大程度的排異，從而大大提高了手術(shù)的成功率，也大大節(jié)省了時(shí)間成本，同時(shí)還縮短了恢復(fù)時(shí)間。

據(jù)悉，這款筆將于2015年應(yīng)用于墨爾本艾肯海德醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)中心的幾項(xiàng)外科項(xiàng)目中。除此之外，BioPen也可以支持其他藥物的填充，以應(yīng)用于創(chuàng)傷恢復(fù)或組織再造。

「糞便銀行」救人賺錢兩不誤

「糞便銀行」名為OpenBiome是由麻省理工學(xué)院的馬克·史密斯教授創(chuàng)立的。千萬(wàn)別覺(jué)得這個(gè)銀行的名字不好聽(tīng)，它比起一般銀行的功能可是一點(diǎn)都不差，并且還有一個(gè)特殊的功能就是行醫(yī)救人。

治療特殊的腸道感染

據(jù)美國(guó)統(tǒng)計(jì)，一種名為艱難梭菌感染的特殊腸道感染每年可導(dǎo)致1.4萬(wàn)美國(guó)患者死亡。其出現(xiàn)與腸道菌群失調(diào)有關(guān)，而主要癥狀就是腹瀉。但是由于抗生素耐藥問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，使得這種特殊的腸道感染變得難以治愈且容易復(fù)發(fā)，所以現(xiàn)如今的醫(yī)生采用了移植健康人糞便中的腸道菌群的方式來(lái)進(jìn)行治療。

可是新的問(wèn)題再一次出現(xiàn)，因?yàn)橹挥行迈r大便中的腸道細(xì)菌才可以在被移植者體內(nèi)重建腸道菌群，所以保證糞便新鮮以維持細(xì)菌的活性就成了首要問(wèn)題。因此「糞便銀行」就在這樣的需求下，應(yīng)運(yùn)而生了。

如何運(yùn)行？

別以為糞便銀行就只是把大便隨隨便便存儲(chǔ)起來(lái)的輕松活兒，其實(shí)要比你想像中難。首先要找到合格的糞便有償捐獻(xiàn)者。

第一，年齡要小于50歲，并且排便規(guī)律；第二，為確保糞便質(zhì)量合格，捐獻(xiàn)者必須首先填寫(xiě)由120個(gè)問(wèn)題組成的調(diào)查問(wèn)卷，說(shuō)明自己的既往病史、旅行經(jīng)歷以及近期使用抗生素情況。接下來(lái)還要進(jìn)行糞便檢查，確保腸道菌群健康、不含高危病原體。然后，還要抽取血樣，進(jìn)行甲乙丙型肝炎、梅毒、艾滋病等傳染病檢查。全套篩查下來(lái)大約要花上1000美元，不過(guò)不要緊張，這些費(fèi)用「糞便銀行」會(huì)全部承擔(dān)。

篩查合格之后，捐獻(xiàn)者就可以正式上崗了。這時(shí)「糞便銀行」會(huì)要求糞便捐獻(xiàn)者在60天內(nèi)進(jìn)行頻繁的捐獻(xiàn)，所以，捐獻(xiàn)者按照要求便需要每周至少來(lái)這里4次，并把他們的「捐獻(xiàn)樣品」投入座便器上一個(gè)帽子形狀的收集器里。一次采集的糞便標(biāo)本通常可以用于4～5位患者的治療。收集到的糞便樣本會(huì)在-80℃條件下保存，并放在干冰上運(yùn)輸。「糞便銀行」的工作人員說(shuō)，這些冷凍便便的療效與新鮮的一樣好，而且它們更加方便，「保質(zhì)期」更長(zhǎng)（可達(dá)6個(gè)月），還可以儲(chǔ)存起來(lái)以備不時(shí)之需。

由于「糞便銀行」每成功捐獻(xiàn)一份樣本，捐獻(xiàn)者就可以得到40美元報(bào)酬，所以得到了大多數(shù)年輕人的追捧，而且事實(shí)上他們的糞便的確更加健康。為了鼓勵(lì)人們捐獻(xiàn)，「糞便銀行」在例行報(bào)酬之外還設(shè)置了「每月捐獻(xiàn)最多獎(jiǎng)」和「單次捐獻(xiàn)最多獎(jiǎng)」等獎(jiǎng)項(xiàng)。

未來(lái)的大便藥丸

由于糞便移植往往需要插管灌腸，所以「大便藥丸」便可成為「糞便銀行」在醫(yī)療領(lǐng)域的延伸，來(lái)解決其不能解決的問(wèn)題。

哈佛醫(yī)學(xué)院和馬薩諸塞州綜合醫(yī)院的研究者們使用來(lái)自健康捐獻(xiàn)者的冷凍糞便做成口服藥丸，成功緩解了一些艱難梭菌感染患者的腹瀉癥狀。而且研究者發(fā)現(xiàn)，口服大便藥丸緩解感染癥狀的效果十分喜人。但目前只是小型的研究，還需要更大規(guī)模的研究來(lái)證實(shí)本次研究的結(jié)論，并需要對(duì)這種藥物的安全性進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)估。如果「大便藥丸」和「糞便庫(kù)」得以普及，將來(lái)就會(huì)有更多患者可以從中獲益。

滴血驗(yàn)百病

只要一滴血就能驗(yàn)出你身體有沒(méi)有疾病——來(lái)自DNA醫(yī)藥研究所的Eugene Chan博士帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)制造出了一臺(tái)機(jī)器，只需要滴一滴血就能完成檢測(cè)，識(shí)別出上百種病癥。

Eugene Chan博士說(shuō)，很多疾病會(huì)危害到人類的生命，如果能及早發(fā)現(xiàn)并且得到治療，悲劇大可以避免。但是如果疾病還處于潛伏期，人們很難意識(shí)到其存在，而發(fā)現(xiàn)了往往就錯(cuò)過(guò)了最佳治療期。所以研制出來(lái)的機(jī)器是勢(shì)在必行。

這臺(tái)名為GAGAD的機(jī)器從感冒到肺炎，甚至最新的埃博拉病毒都能測(cè)出。除此之外，機(jī)器也與穿戴設(shè)備相配合，持續(xù)收集用戶的健康指數(shù)，例如心電圖、心跳速率、體溫等。可穿戴設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙連接到手機(jī)或者機(jī)器上，機(jī)器就能診斷出用戶的健康狀況。這項(xiàng)技術(shù)在今年得到了美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院、比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)的投資，而且在最新一屆的Nokia Sensing XChallenge大賽中取得冠軍，這讓其在未來(lái)的路上能越走越遠(yuǎn)。

換血讓人返老還童？

除了滴血能驗(yàn)病外，現(xiàn)在在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域竟然還發(fā)明了換血讓你返老還童的療法。雖然聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)像吸血鬼電影中的情節(jié)，但是這卻實(shí)實(shí)在在地發(fā)生著。就在2014年10月，一些阿爾茨海默氏癥患者參加了在加州進(jìn)行的一場(chǎng)特殊的實(shí)驗(yàn)：研究員在他們的體內(nèi)輸入來(lái)自年輕人的血液，來(lái)探究這種方法是否能改善他們的認(rèn)知能力，扭轉(zhuǎn)病情造成的損害。

之前有實(shí)驗(yàn)證明年輕鼠的血液可讓老年鼠恢復(fù)活力。

康奈爾大學(xué)伊薩卡分校的營(yíng)養(yǎng)學(xué)家克萊夫·麥凱將一只年老小鼠和一只年輕小鼠的循環(huán)系統(tǒng)縫合在了一起，這種方法在免疫學(xué)上被稱為「異時(shí)異種共生」。一段時(shí)間后，他發(fā)現(xiàn)，老年小鼠的軟骨比預(yù)期更快地出現(xiàn)了年輕化。之后斯坦福大學(xué)的托馬斯·蘭德團(tuán)隊(duì)做了相似的實(shí)驗(yàn)，也發(fā)現(xiàn)來(lái)自年輕小鼠的血液讓老年小鼠的肝臟和骨骼肌干細(xì)胞恢復(fù)到了更年輕的狀態(tài)。老年小鼠也能夠像年輕小鼠一樣修復(fù)其受傷的肌肉。

血漿中的蛋白質(zhì)GDF11是關(guān)鍵因素

哈佛研究人員排除了老年小鼠的變化是受血壓下降影響之后，確定血漿中存在的一種被稱為生長(zhǎng)分化因子11（GDF11）的蛋白質(zhì)似乎起到了關(guān)鍵作用。這種蛋白質(zhì)的水平會(huì)隨著年齡增長(zhǎng)而出現(xiàn)下降。他們每天給心肌肥厚的老年小鼠注射GDF11，30天后，這些小鼠的心臟縮小的程度與之前進(jìn)行的「異種共生」實(shí)驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)。一年后，該團(tuán)隊(duì)又通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，每日注射GDF11的小鼠的血管數(shù)量和大腦中干細(xì)胞的數(shù)量都增多了，眾所周知，這兩個(gè)因素都有助于改善大腦功能。

另一個(gè)以斯坦福大學(xué)的托尼·韋斯科瑞為首的獨(dú)立研究團(tuán)隊(duì)也進(jìn)行了類似實(shí)驗(yàn)，他們將年輕小鼠的血漿注入老年小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)后者的耐力和認(rèn)知功能都增強(qiáng)了。

不論是小鼠還是人類，隨著年齡增長(zhǎng)，GDF11的水平都會(huì)下降。雖然研究人員并不清楚是什么原因?qū)е铝薌DF11下降，但他們知道其參與了控制發(fā)育的若干種機(jī)制。GDF11也被認(rèn)為可減輕老齡化對(duì)大腦的影響，部分原因在于其能夠激活另一種與神經(jīng)發(fā)育和長(zhǎng)期記憶有關(guān)的蛋白質(zhì)。

年輕人的血液或可成為化療輔助手段

意大利羅馬第一大學(xué)的亞歷山德羅·拉維亞諾說(shuō)，這項(xiàng)換血實(shí)驗(yàn)前景無(wú)限，但目前來(lái)說(shuō)將年輕人的血液用于治療慢性疾病的可能性更大。他說(shuō)，癌癥患者如果能夠避免肌肉萎縮，生存幾率將大幅提高。因此現(xiàn)在亞歷山德羅教授已經(jīng)在考慮利用年輕血液中這些可保持活力的因素，來(lái)減少化療過(guò)程中肌肉萎縮的發(fā)生。

三大未來(lái)醫(yī)學(xué)技術(shù)

在生命中按下暫停鍵

據(jù)統(tǒng)計(jì)，戰(zhàn)場(chǎng)死亡多數(shù)是因?yàn)獒t(yī)療小組未能在士兵受傷后第一個(gè)小時(shí)及時(shí)到達(dá)進(jìn)行治療所致。這個(gè)重要的一小時(shí)因此也被稱為「黃金小時(shí)」。現(xiàn)在的問(wèn)題是：「你是否能夠在生命中按下暫停鍵？」這也正是美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署（DARPA）和德克薩斯州AM臨床研究學(xué)會(huì)正在進(jìn)行的研究。雖然最初的實(shí)驗(yàn)體是松鼠，但目前他們已經(jīng)計(jì)劃使豬進(jìn)入冬眠狀態(tài)。

下載人類意識(shí)

一些科學(xué)家認(rèn)為，未來(lái)有一天人類能夠?qū)⒆约旱拇竽X意識(shí)下載到計(jì)算機(jī)中，變成自己的「機(jī)器靈魂」。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，一臺(tái)擁有你全部信息的人工智能電腦將讓你能夠在計(jì)算機(jī)里存活上千年。這一概念是由科學(xué)家伊恩提出的，他目前正在開(kāi)發(fā)這樣的計(jì)算機(jī)模型。到2050年，你將能把自己所有的信息下載到電腦里，擁有自己的「機(jī)器靈魂」。

抗衰老酶

隨著對(duì)人體衰老的研究的增多，目前人體衰老被認(rèn)為是一種疾病。人體衰老并非人們所認(rèn)為的自然現(xiàn)象，而是對(duì)我們現(xiàn)存的生理過(guò)程的攻擊。人體衰老現(xiàn)象可通過(guò)某種特殊的酶進(jìn)行跟蹤，如果這些酶能夠得到修復(fù)，人體自然功能的恢復(fù)過(guò)程將會(huì)一并消除衰老問(wèn)題。經(jīng)科學(xué)研究已發(fā)現(xiàn)兩種生化酶——SIRT3和SIRT4，對(duì)于線粒體細(xì)胞分裂具有重要性。

編輯·李佳楠