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Monday, April 28, 2014

人類壽命大躍進前夕

文╱劉鍾毅 醫師

從1,900到2,000,人的平均壽命增加1倍
筆者那時所看到的討論如何延年益壽的文獻,多是以這個年齡為標竿。近來上網遊逛,發現涉及延年益壽的文獻,討論的內容較2年前,調門已經大為升高。不再限於卡瑪122歲的框框,而是努力使現有的平均年齡78歲在本世紀結束時翻一番,達到156歲。哇!這可能嗎?從1900到2000,人的平均壽命從39歲增加到78歲,也正是增加了1倍。根據10多年以來的情況看,它的增長仍然在繼續,並且長幅有越來越大的趨勢。生物的壽命不論長短,都終必一死。其中只有人類才能為推遲死亡而有所能動地作為。進入文明後的人類不只是被動地逃避死亡,而是在一定範圍內想方設法去掉一些導致死亡的條件。



人類在黑暗中經過了長期的摸索以後,發現這個世界是可以通過「嘗試錯誤法」(Trial and error)來改變的。這就是「科學」的萌芽。18世紀中葉,以蝸牛步伐緩慢進展的科學終於有了一次飛躍,人類發現了取得自然界的能量代替自己勞動的捷徑,從而進入了一個大力主動開拓的紀元。科學開始大步前進。這時的人類就像是拿到一把「萬能之鑰」,逐步打開這個星球上所存在的很多「黑盒子」。


人掌握到其中的秘密後所做的唯一事情,分析到底,不外乎是把它轉化成為實用技術,改進自己的安全,戰勝各種各樣的敵人,使自身的生命延長,同時使生命的品質改善。除衣食住行的水準提高外,就是改進自身或家族(擴而大之就是民族和國家)的安全。


改善前者的需要是緩漸的,而後者則是即刻的,否則被敵人消滅。因此,自從有人類以來,武器的開發和製造歷來優先於民生。從石器時代進入鐵器時代所製造的第一個工具是殺死敵人的長矛尖刀,其次才是燒烤食物的鐵板鐵鍋。原子能的利用,首先是製造炸死敵人的原子彈,下一步才是發電取暖的原子爐。第三步則是利用其 中開發出來的技術,為醫學服務,改善健康,延長壽命。




醫學發展歷史分三階段
人生的意義是生,這可能在孔夫子「不知生焉知死」的論述中即得到體現。因此,醫學發展的唯一動力是要生存求活命;具體講,也就是解除病痛(改善生命品質)和推遲死亡(延長生命期限)。以此為準,可以把它分成以下三個階段來回顧一番,它怎樣幫助壽命延長。


一、盲目摸索階段:遠古至第一次工業革命前夕(18世紀初)
醫學萌芽之前,人類有什麼病痛,僅憑初淺的直覺,對症加以處理。沒有系統而嚴肅的理論,只有膚淺的經驗作為以後「類似的」問題的參考和指導。在此基礎上概括出初步的理論。它的指導意義有限,因為其中滲透有太多的主觀猜想和原始宗教的盲從。不論古埃及、古希臘或古中國所創立的理論或文獻,對今天的醫學實踐, 大多只有歷史的、哲學的意義。例如希臘的醫聖希波克拉底(Hippocrates,460BC∼370BC)倡議的四色體液論(黃疸、紅血、黑膽和藍水),或中國古代醫學陰陽五行的理論何所指,對今天醫學的理解和執業及現代生物學,均毫無影響。


二、科學實驗階段:18世紀初至20世紀
這一階段開始於近300年前歐洲工業革命爆發以後。由於人類的勞動生產率飛躍的發展,社會容許大量的人力和物力,脫離直接的生產活動,從事為生產服務的間接事業,其中包括教育和科學。由於自然科學的發展,它把醫學的發展,置於科學的基礎上。人們的觀察開始集中到實物上。起初限於肉眼所能看到的範疇,例如醫 生說心臟時,他是指位於胸腔左側中拳頭大,內分4個心腔,與全身有大小血管相連的那個肉質的器官,也知道它活動的原理。在此基礎上,醫生懂得雜音和心腔瓣 膜缺陷的關係。


以後由於放大鏡的問世,醫生的觀察深入到細胞的水準,進而通過電子顯微鏡深入到分子水準。人們對疾病的理解因而大為加強。這樣一來,醫生對糾正身體內部病理的能力,變得有的放矢,常常能做到手到病除。例如阿米巴原蟲噬咬大腸壁而致腹痛、腹泄,醫生用口服或灌腸的方法,把殺滅原蟲但不損傷腸壁組織的藥水送到 大腸,原蟲一旦殺死,痢疾豁然而癒。


總結這一階段2、300年來醫生所做的,主要不外乎是設法把妨礙人機體正常運轉的有害因數,例如阿米巴原蟲去掉,讓機體回到正常的道路上來。人解除了病痛,恢復了健康,有機會活完天年。這就是為什麼人的壽命從1900年的平均39歲增加到2000年的78歲。當然,這一次人類壽命的成倍增加,在相當程度 上得益於嬰幼兒死亡率的大幅下降、以及饑荒與傳染病相關死亡的減少。


三、巧奪天工階段:20世紀末葉開始,直到現在
由於生命科學的發展,醫學開始了全新的征途,從糾正病理變化到創立新的體質,超過天生的水準,使人的壽命延長。例如,如果某人心臟瓣膜天生開和關的次數只有80年,以後就要報廢,壽命也就終止;可是,生命科學能夠在體外為這個瓣膜即將報廢的人,按照他的身材和心臟 的尺寸,訂做一個人工的瓣膜,安到那個快要報廢的心臟裡,使心臟再跳動若干年,壽命因而大大延長。這就使醫學的發展進入嶄新的第三階段。本文在下麵對這一階段的前景作一簡單的介紹。


(一)人工製品代替天生的器官已經應用於臨床,除心臟瓣膜外,還可以舉出膝關節、髖關節、喉頭、四肢…等等。從遠景來看,很多器官都具有這種被替換的潛力,這只是巧奪天工最初的一個方面。


(二)通過基因改造,大大延長生物壽命的嘗試。1993年,舊金山加大的女科學家肯容氏(Kenyon)宣佈,通過對C. elegans的線蟲(圖3,實物長若2毫米)的單個基因(所謂daf-2)的活動加以抑制或關閉,可以延長其壽命,從自然的18天增加到45天。在肯容氏之後,很多其 他科學家也能通過基因使別的動物的壽命大大延長,例如果蠅和小白鼠。科學家手中的工作對像是這些低等動物,但心中懸念的卻是人類能否也如法炮製,使壽命來一個大躍進,成番擴張?線蟲的發現所展示的前景18 → 45是令人動容的。


線蟲用來作抗衰老的研究只是一個開端,但是它卻指出了一個四兩撥千斤的遠景。目前在美國和其他發達國家的大學和研究所,還發現了其他的基因,似與延長生物的壽命有關聯。這方面的研究正方興未艾。各種苗頭不時傳出,令人鼓舞。


(三)挖肉補瘡:對於已經衰老不堪,或受到嚴重病損,難以修復而人工暫時還製造不出代替品的器官,可以用另一個因故死亡者捐贈的同一健康器官,加以替換,已經成為現實,例如腎臟、角膜、心臟、骨關節、肝臟、皮膚等等,它們既改善了生活的品質,也延長了壽命。


(四)利用生物再生的技術,人工培育出臨床上需要的器官或組織,汰舊換新。在器官的層面,使生命返老還童。目前所使用的「原材料」是在自然條件下分化出各 種器官和組織的幹細胞。「自然條件」是指取自某個活人,這就引發出生物倫理學(Bioethics)的爭議,使得研究工作受到了材料來源的限制。


現在,情況有了改變。本年度諾貝爾醫學獎得主John Gurdon和山中伸彌獲獎的項目正是解決了幹細胞來源的問題。它可以來自人的體細胞。體細胞本來就是在娘胎裡,從幹細胞逐步分化發育而來的。他們兩人的研究開發出一種方法,把已形成的體細胞逆向發展,在實驗室裡走「回途路」回到原來的幹細胞。有了幹細胞,就可以在病人的體內或實驗室中,分化培育出任何一 種體細胞,發育出替代衰老或病損的組織或器官。解決了這麼大的問題,還不值得頒給這個大獎嗎?


此外,幹細胞也是人體內用來修補受損傷組織的原材料。因此,如果能在臨床上,按要求利用它集中對某處的病損組織和器官進行修補,其潛在的可能性可謂無窮無盡。這一神話般的遠景,正在生命科學的指引下,在世界各大醫學中心蓬勃開展。最大的成功報告來自印度的眼科Pr-asad治療中心。2007年第一次用幹細胞再生的技術,使一個13年前由於化學液體灼傷而致雙眼失明的盲人,再生出正常的角膜而使視力恢復正常。


自那以後,世界各地零零落落不時傳出了幹細胞療法令人鼓舞的報導,例如使骨髓再生治療血癌、再生膝關節的軟骨、治療黃斑退行性變使原先歸於絕望的失明重見天日。這一類報導雖然多屬個別的案例,不足以作出可以推廣的結論供其他的醫院學習,但它所指出的方向,值得注意。


至於用幹細胞在人工的環境中先培養出整個器官,再移植到患者體內,已有美東北卡州某大學醫院植入膀胱和尿道獲得成功的報導。


總的來看,幹細胞治療已顯示出無限光明的前景,但是仍然不成熟。它的技術要求高,實施的難度大,其中仍然有很多未知數。因而一般發達國家,如美、歐、日本等衛生行政部門都沒有批准為法定的治療。倒是很多第三世界國家,如墨西哥、黎巴嫩和泰國等10多個國家已可合法申請開展,政府審查後如認為條件滿足,即批准實施。


(五)天人合一:把科學設計的某種機械裝置,與體內已受到嚴重病損的器官結合起來,使它的功能得以有某種程度,甚至完全的恢復。其實,這種作法早已用於臨 床,例如戴上眼鏡以矯正視力已有700年的歷史;用於糾正心率不齊的第一個植入式的心臟起搏器(Pacemaker),從發明、改進到普遍安裝已有50多 年。我們現在要談的是更為精細的設計,例如在感官已經衰老到無法再感受時,由機械裝置的人造感官直接把感覺例如顏色或形狀,轉化為某種特異的神經衝動,傳到腦子裡,參與意識的活動而被感受到。


另一方面,在肌肉萎縮或癱瘓因而失去運動或說話的能力時,用機械的裝置代替手腳、四肢或口舌,把傳達腦中運動或說話 意向的神經衝動,轉化為機械裝置能懂的資訊,直接指揮而恢復運動或說話的能力。這種設想都已超越「想」的階段,開始有了初步成功的嘗試。


這種能力的實現,有一個共同的機制。我們都熟悉電腦攝影或錄像的操作,也看到電子遊戲中操縱賽車的場面。實施的關鍵在於把所有的資訊,不論進入的感受或發出的命令都數字化。美麗的風景或迷人的樂曲,在電腦的處理中,都不過是一長串數字化的信息。


電子遊戲中發出的指令也是這種東西。腦的活動,不論感受 (Perception)或意向(Intention),歸根到底,都不過是一系列電波活動傳達的資訊。除非死亡,人的腦電活動是不會停止的,所以任何時候,當腦電圖是一根直線時,醫生就宣佈病人已「腦死亡」,可以開始料理後事了。


理論上,腦細胞發出的電波也可以轉化為一系列數字化資訊,體現其感受或意向。不過,它與客觀世界傳進腦的數字化資訊是兩套不同的系統,就像兩國不同的文字。


可是,如果我們對兩種系統都懂,那麼,就像人在電腦中安裝對文字作即時翻譯的程式,使兩個系統溝通和交流,我們就可以繞過眼睛的視網膜和/或視神經, 把客觀的視覺資訊直接傳達到負責視覺的腦皮層(位於枕葉)。


這時,不管導致盲人失明的眼疾是甚麼,都可以恢複視覺。其他的感覺如聽覺、觸覺也是一樣。據報導,這種設想已經在個別的實驗中有令人鼓舞的成功。


由腦指揮的意向性動作,都可以用資訊翻譯的程式傳達到人工安裝的機械裝置,加以實現,如端茶杯喝水、或對來客寫出「早安!你好。」這種設想則已在個別的案 例中,用於臨床。


最著明的例子是英國有現代愛因斯坦雅譽的霍金博士,已裝備了這樣的設備,幫助他與別人的溝通。他從21歲起患上了肌萎縮性側索硬化症,運動四肢和說話的肌肉緩漸地出現癱瘓症狀,逐年加重,終於幾乎全癱。一般病人診斷後通常可存活2、3年,可是霍氏迄今72歲,不僅活著,而且過著活躍的生活,甚至在數學、物理方面作出了傑出的貢獻。


他主要的法寶是多年來一直依靠一大堆電腦相連的機械裝置把他越來越微弱而含糊的發音轉化成可以聽懂的聲音或文 字的資訊,與人溝通。現在他能發出的聲音或動作已太弱,難以為繼。


今年9月29日的NBC電視報導,一位神經科學家正在與他合作,研究把腦電波直接轉化為 文字,心想句成,顯現在電腦的螢幕中。這不是神話,而是正在設計開發中的項目(引自自由維基)。一個反向的例子,也能部分說明這種可能。




軀體衰敗有日 精神永在
不論中西文化,人們在追思親友或領袖去世的祭典中,總是祝願死者的精神永垂不朽。這只是一種感情和願望的表達。


如果精神是指意識,是人所表現的性格、意志和興趣;那麼,有人聲稱,由於疾病、中毒或外傷使病人昏迷時,人的意識看起來已經消失,卻可以在離開身體的情況下繼續存在。筆者在《世界週刊》2010年5月16日曾發表「瀕死體驗科學解密」,指出客觀上,意識可以離體存在,沒有足夠的科學證據支持。


但是,今天由於科學的發達,似乎已有可能做到,即趁人健在時,把他的意識複製下來,輸入超級電腦中保存起來。在他的軀體消亡以後,我們可以打開電腦,在螢幕上與他作書面的對話。如果你問他有關當前某一時事的看法,他可以答稱沒有興趣,也可以侃侃而談,決定於他的選擇。這不就是讓他的意識和精神離開軀體,而 且永垂不朽了嗎?


Duncan氏今年9月出版的暢銷書「如果我活到164歲」中對這一前景有詳細的論述。其中心思想是:「人在心(腦)中所儲存的一切,從愛的感情,到記憶和情緒等等,都能加以數字化成為數據或數碼」(Everything in our minds from love and feelings to memories and emotions, can be reduced to data and codes)。其中也包括經歷、經驗、價值觀、理念等等精神領域的內容。


它們成為數據或數碼以後,就可以用電腦處理,如儲存、轉化、處理(processing),把結果以文字或聲音表達出來。它與真人的腦發揮功能的情況十分相似。這時,人的壽命就可以達到真正的萬歲了。最近,英國一位腦神經科學家說:「我們人有一天不過是電腦裡的一堆數據而活著」(“One day, you will live on in an avantar,”Wired.com. April 23, 2012)。


根據目前的估計,在上述的措施全面綜合實施之後,本世紀末一般人的壽命,像上一世紀一樣,有望大大增加,也是1倍,達到150∼160歲。至於對於像愛因斯坦或喬布斯那樣的天才,要作意識或精神的永久保存,據最樂觀的估記,在本1世紀末或可實現,而最保守的看法,則需再等1、2個世紀,但有時科技的跳躍性 發展,亦有可能使這一過程大為提前。是的,我們目前正處於人類壽命又一次大躍進的前夕。


(選錄自《健康世界》444期,文章相關訊息請上健康世界e學苑)