哺乳动物居然能用“屁股呼吸”?从搞笑诺贝尔奖到人类一期临床试验成功
如果未来急诊室医生一脸严肃地看着你说:“病人呼吸衰竭严重,立刻给他的臀部连上氧气输送装置!” 千万别以为你进了整蛊真人秀。这听起来荒诞至极的医疗场景,很可能是未来重症监护室的救命黑科技。
太长不看版:你身体隐藏的“备用呼吸接口”
由日本东京医科齿科大学和美国辛辛那提儿童医院的武部贵则(Takanori Takebe)教授团队研发的“经肛门肠道通气疗法”(EVA),通过向直肠灌注高携氧全氟十氢化萘液体,让机体在完全失去肺功能时依然吸收氧气。该研究在摘得2024年搞笑诺贝尔生理学奖后,近期正式通过了一期健康人体安全临床试验!
灵感源自泥潭:泥鳅的呼吸智慧
人类的肺部堪称大自然的精密杰作,拥有约3亿个微小的肺泡,展开面积可达半个网球场。然而,在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、严重病毒性肺炎或重度哮喘发作时,脆弱的肺泡常被炎性渗出液淹没,气体交换陷入瘫痪。
再生生物学专家武部贵则并没有将目光局限于传统的呼吸机或人工心肺机(ECMO),而是转向了生存在极端环境中的淡水生物——泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)。当夏季池塘干涸缺氧时,泥鳅会游上水面吞咽空气,利用其后肠密布的微血管直接摄取氧气,把肠道当成了备用肺。
“既然一尾小小的泥鳅都能在缺氧泥潭中用后门绝处逢生,那么同为脊椎动物的高等哺乳动物,是否也潜藏着类似的生理潜能?”
实验室里的逆袭:从气体加压到超携氧液体
让哺乳动物“屁股吸氧”听起来像是一个愚人节笑话,但科学验证的过程严谨扎实:
- 气体输送探索: 最初,研究人员尝试直接将纯氧气体注入缺氧小鼠的直肠。虽然显著延长了存活时间,但为了让氧气透过肠黏膜屏障,必须事先对肠壁黏膜进行微创刮擦。显然,这种刮擦肠壁的做法完全不适合人体临床救治。
- 液体突破——全氟烷烃液体: 随后团队换用了一种神奇材料:全氟十氢化萘(Perfluorodecalin)。这种透明液体具有极高的生物相容性,且能溶解极高浓度的氧气与二氧化碳。当氧合全氟液体通过灌肠方式缓缓注入小鼠与猪的结肠时,高浓度氧气轻松跨越未经损伤的天然肠壁毛细血管网络,迅速渗透进血液循环!
- 惊人疗效: 在重度窒息、血氧饱和度跌破50%濒死阈值的实验猪体内,仅仅灌注数分钟后,实验猪的全身血氧瞬间飙升恢复至90%以上健康水平,皮肤转红,心律趋于稳定,不依赖肺部成功脱险!
什么是全氟十氢化萘?
影迷们可能还记得詹姆斯·卡梅隆的经典科幻电影《深渊》(The Abyss)中,潜水员吸入粉色全氟液体在万米深海中“液体呼吸”的经典镜头。武部教授的天才之处在于反向思考:既然将液体灌进娇嫩的肺部极为凶险,为什么不顺着宽容度极高、黏膜血流丰沛的下消化道输送呢?
从搞笑诺贝尔奖到重症救命神器
2024年秋天,武部贵则团队登上了麻省理工学院的领奖台,荣耀捧起搞笑诺贝尔生理学奖。搞笑诺贝尔奖的评选宗旨向来是“初看令人捧腹,细想发人深省”。
在网络段子手狂欢的同时,全球呼吸与重症医学专家却看到了无法估量的临床价值。在流行病疫情期间,全球ICU病房的呼吸机和人工心肺机(ECMO)极度匮乏。而且ECMO需要切开大腿动脉与静脉进行深静脉插管,抗凝并发症与血栓、大出血风险极高,费用昂贵且需要专业外科团队。
而EVA肠道呼吸疗法操作简便如同一场普通的医疗灌肠,无需外科开刀切口,甚至救护车和野战医院都能在三分钟内完成施救,为重症患者争取至关重要的抢救窗口期。
人体一期临床试验安全通关!
在完成一系列严格的灵长类和大动物安全性论证后,EVA疗法近期正式推进至健康志愿者参与的人体一期临床试验阶段。
临床监测结果显示,受试者在接受直肠氧合全氟液体灌注后,各项生理指标极其稳定:未出现明显的消化道不适、未检测出全身性化学毒性,肠黏膜微生态完整未损,且液体吸收动力学良好。这标志着“肛门肠道呼吸”正式拿到了通往真实临床应用的通行证!
结语:永远敬畏生命的生物学奇迹
人类习惯于将身体器官严格归类:肺部用于呼吸,胃肠用于消化,结肠用于排泄。然而漫长的大自然进化史早已证明,生物演化从不拘泥于既定规则。
下一次当你爬完楼梯气喘吁吁时,或许可以多一份安心——在你的解剖学深处,正静静蛰伏着一套来自远古鱼类祖先的应急“后备氧气鳃”,随时准备改写现代急救医学的未来。
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