【周末】心外传奇(3)

  1952年9月2日,李拉海作为助手参与了心脏外科史上极重要的一次手术,即约翰·刘易斯利用低温中断循环的方式为杰奎琳·约翰逊成功实施的房间隔缺损修补手术。不过不会有人想到,在刘易斯手术取得成功的那一瞬间,李拉海除了衷心地为自己的朋友感到高兴之外,还想到了另一名美丽的少女——多萝西·尤斯蒂斯(DorothyEustice)。“如果尤斯蒂斯撑得再久一些,也许我们就可以救她了。”他在心中如是说。

  1952年7月20日是李拉海最后一次见到尤斯蒂斯的日子,地点是明尼苏达大学医院地下一层的解剖室,这最后一面李拉海见到的其实是她的尸体……

  1951年11月,二十三岁的尤斯蒂斯已经是第六次住院了。李拉海的母亲从朋友那里听说了这个可怜的女孩儿,认为自己引以为豪的儿子可以救她,于是让李拉海去尤斯蒂斯的病房看看。第一次见到尤斯蒂斯时,李拉海便被她的美深深地震撼了,她娇媚得仿佛是一个瓷娃娃一般,深邃的眼眸几乎让人迷失,怎么看也不像是一个被疾病长期折磨、已经被医生判过好几次死刑的人。但李拉海还是知道她是濒死的,因为当听诊器放到她的胸前时,耳朵里传来的是近乎哀鸣的病理性心脏杂音。

  当时还没有哪个外科医生能够修补房间隔缺损,李拉海多么希望她能免于一死,或者能够将时间拖得长一些,让这份美多在世间停留几分钟也好。因此,每次路过她的病房时,只要有时间,他总要进去看一看,陪她聊一聊。尤斯蒂斯喜欢的东西都很简单,针织、小动物、香草味的冰激凌……可是她知道自己已时日无多,没多少时间继续享受这些美好了。彼时,明尼苏达大学医院正在进行着几项有关心脏病的研究,李拉海经常同她讲起相关领域的进展,这些渺茫的希望在尤斯蒂斯最后的岁月里给了她莫大的慰藉。

  遗憾的是,尤斯蒂斯终于没能挨到获救的那天。她的死给李拉海以极大的震动,如此年轻如此美丽的一个女孩,这么一个简单的缺损就要了她的命。病理医师打开了尤斯蒂斯的身体,开始切取、称量各个器官,最后,把心脏交到了李拉海手里。李拉海接过这颗心脏,内心深处波涛汹涌。但他仍保持着一个职业科学家加顶尖外科医生必要的冷静,迅捷但小心翼翼地切开了这颗心脏——几天之前它还在一个美丽少女的身体内不停地跳动,涌动着温热的血,现在却永远停下,被冰冷锋利的柳叶刀切开了。李拉海只用几针就把那个存在于左右心房之间的缺损缝合上了。他仰头长长地舒了一口气。看来,只要有一个可行的方法,任何一个受过训练的外科医生都可以轻而易举地缝合这个缺损。1952年夏天,一个伟大的构想开始在李拉海的心里扎根,他决心一定要找到这个办法,以拯救更多像尤斯蒂斯这样的病患,中止这些不断上演的人间悲剧。

  低温中断循环的方式虽然在1952年9月之后取得了相当程度的成功,但其缺陷是显而易见的。受制于时间,很多更复杂的心脏畸形根本无法完成手术矫治。人工心肺机是当时最流行的一个思路,可除了主帅约翰·吉本曾成功在心肺机体外循环下完成了一例房间隔缺损修补手术之外,其余人最初的尝试均告失败。也许李拉海在最初也没能想到,他居然在那样一个关键的时刻登上心脏外科的历史舞台,续写了那一曲壮美的医学传奇。

  如果说在他之前的开拓者们体现了无与伦比的智慧与勇气的话,那么李拉海的所作所为则已几乎超越了人类想象的极限。1954年,在心脏外科直视手术研究领域一片军心涣散的当口,他居然试图以患儿的父亲作为“心肺机”,用活人交叉循环的方法挑战历史上首例室间隔缺损的修补术,这……这个家伙难道疯了不成?

  20世纪50年代初,李拉海也想开展有关体外循环的动物实验,可遗憾的是他没有人工心肺机的实验条件。你要做饭,可居然连锅都没有,这能行吗?当然有人可能会想到,如果饿急了,想把食物弄熟也不是非有锅不可,可以采用原始的方法,直接用火烤成不成?那么,人体体外的循环除了人工心肺机外,还有别的什么原始途径吗?我们人类社会再回到原始形态当然是不可能了,但是人之初的形态又是如何的?人不是出生以后才有自己独立的循环和呼吸吗,在此之前人的生命体系是如何维系的呢?

  这一灵光乍现的思路,来自李拉海的助手莫利·科恩(Morley Cohen)。李拉海在协助刘易斯完成了那一次意义非凡的手术之后,就已经是明尼苏达大学的助理教授了,科恩则是他的一位全职助手。1953年秋的某一天,李拉海发现这位昔日的得力助手最近有点儿心不在焉,便问其故。原来,科恩的妻子怀孕了,他总是在实验室里也分心想着他的妻子和尚在腹中的胎儿。李拉海不禁和他谈起了孕育胎儿这件事,话题不觉间扯到了胎盘——既然胎儿可以从胎盘获得氧合血,我们为什么不能用动物实验来模拟这种情形呢?这真的又是一个幸运的遗憾,当年布莱洛克没能如愿以偿建立肺动脉高压的动物模型,导致了塔西格与其联手,创立了经典的术式B-T分流。而今,实验条件的限制,居然使李拉海迸发出以活体作为“心肺机”的神奇构想,而这一构想恰恰为已经看似山穷水尽的体外循环研究带来了柳暗花明的一线转机。

  他们用两条狗进行心脏手术,一条是手术狗,为受体;另一条模拟胎盘的原理当做氧合器,称为供体。这是一种新的体外循环方法——“交叉循环法”。动物实验进行得非常顺利,1953年10月22日第一例交叉循环动物实验即大获成功。同时一个意外的发现是,实验动物的术后恢复如此之快,状态如此之好,是此前应用人工心肺机时从未有过的。又经过几个月的系统改进及有关机制的深入研究,成竹在胸的李拉海认定,在人工心肺机几乎缺席体外循环人体试验的关口,这项全新的技术值得进行一项人体试验。

  

  交叉循环

  交叉循环法的原理为,在同样的时间里使病人和正常的供体之间交换等量的血流,通过精确的流量泵来控制流量,而病人心脏的静脉流入则完全阻断,以保证可直视下切开心脏。一旦病人与供体建立连接,该病人的身体就可以源源不断地从供体那里得到充分氧合后的血液供应。没有复杂的机器,也不需要调解动态的平衡,因为供体的循环及时自动地承担着这些重要职能。这就解释了为什么实验动物的术后恢复,较以前用机器进行体外循环时为快。这一方法,至少从理论上似乎既规避了应用低温和心肺机体外循环实验过程中相关的常见并发症,且相对而言,没有时间限制。

  这一想法刚一抛出就引起轩然大波,这对已有的临床医学外科实践体系是一个极大的背叛。出于伦理学的考量,让一个“无辜”的健康人在手术室里冒着潜在的危险(不管多么小)作为供体循环,哪怕只是暂时的,也是不能被接受的。有些批评者甚至说,“你们想要创造历史吗?想要做外科历史上第一个可能死亡率为200%的手术?”

  这是一个今天看来也不乏疯狂的设想,在当时,得是什么样的家长敢把自己的孩子交到这样的医生手里,而且还可能把自己的性命也一并搭上?这种家长是鬼迷心窍了吗?一种几乎是本能的直觉告诉我,能冒险作出如此决定的家庭,其背后一定有不同寻常的故事。

  1950年夏天的一个晚上,当多娜同她的妹妹雪莉一起在小床上睡着的时候,弗朗西斯·格利登(Frances Glidden)和她的丈夫莱曼·格利登(Lyman Glidden)绝对想不到第二天早上的情形。雪莉早上醒来的时候还以为姐姐仍在贪睡,直到她们的母亲进来,才发现多娜已经死了,那一年多娜才十二岁。两年前,当医生诊断多娜为先天性心脏病时,格利登夫妇根本不信,在他们眼里,多娜没有太大异常,运动能力良好,饮食睡眠都没有问题,只是好像比别的孩子感冒的次数多一些。当然自此以后,这对夫妻的心头就蒙上了阴影,不知道那一场悲剧将在何时到来,也许他们心头尚存侥幸。1950年春天开始,多娜的状况明显变糟了,体力变得很差,经常有呼吸困难,甚至有一次在院子里直接昏死了过去。多娜住进了明尼苏达大学医院,医生为其做了心脏导管造影,证实她所罹患的是先天性心脏病,室间隔缺损。这种病在当时是没救的,医生们除了建议低盐饮食之外别无良策。这时候格利登夫妇才放弃幻想,清楚地知道,无情的死神已经向这个孩子慢慢逼近了,只是他们绝没想到或者说是不愿意看到,死神的步伐居然如此之快。

  

  室间隔缺损

  1952年夏天,当弗朗西斯发现自己再次怀孕时,她和丈夫仍不时地想起他们那可怜的女儿多娜。1953年,这个叫格雷戈里的孩子刚出生时似乎并无异样,只是不久,弗朗西斯和莱曼就惊恐地发现,格雷戈里也非常容易“感冒”。他们已经知道了,先天性心脏病的孩子容易出现呼吸道感染,但他们不愿意相信自己居然那么倒霉,会再次摊上这种事。

  每次住院,抗生素治疗似乎都很见效,医生也不认为格雷戈里有心脏方面的问题。但反复几次住院之后,弗朗西斯慌神了,她把耳朵贴近格雷戈里的胸口,耳畔传来了她曾经十分熟悉的噩梦般的声音——跟当年多娜的心脏杂音一样!这回,医生也听到这个杂音了,低调的收缩期杂音——典型的先天性心脏病的杂音。应该是存在一种缺损,是房间隔缺损,还是害死了多娜的室间隔缺损?

  将格利登夫妇吸引到明尼苏达大学医院的主要原因,是当时他们已经听说这所医院可以做房间隔缺损的修补手术了。换一句话说,是刘易斯在1952年的那次影响深远的成功手术,使这对绝望的夫妇看到了生的希望。但心脏导管检查发现,格雷戈里患的还是室间隔缺损,这种病恰恰用刘易斯的低温阻断循环的办法处理不了。在1954年春天之前,还没有任何一个医生能够在活人身上成功地修补这种缺损。刚刚升起的希望,几乎又在瞬间化为齑粉。当有人告诉他们,听说有个叫李拉海的年轻医生发明了一种新的方法,在实验室已经取得了重大成功,可能修补室间隔缺损时,他们虽然感到仿佛抓到了最后一根救命稻草,但又不敢抱有太大希望。然而无论如何,他们都要冒险试一试,他们不想再次经历丧子之痛了,哪怕有巨大的风险,哪怕是用自己的生命去换取……

  虽然李拉海对交叉循环抱有极大的信心,相信自己的手术刀一定能够治好格雷戈里的病,但当他打算安排这样一次“冒天下之大不韪”的手术时,才发现自己所要面对的阻力是如此之大。质疑、批评的声音如暴雨般袭来。然而,箭在弦上不得不发,他还是向导师欧文·奥根斯汀(Owen H. Wangensteen, 1899—1981)正式递交了试验申请。奥根斯汀对这位爱徒一向关爱有加,这一次更是力排众议,批准了该试验计划,他在批准书中答复道:“亲爱的李拉海,放手去干,别的事情你甭管。”

  短短的一句话,寄托了奥根斯汀无尽的期待。若没有他的鼎力支持,这一项关乎心脏外科走向的试验绝不会进行得如此顺利。另外,当年李拉海罹患恶性淋巴瘤时,为其做根治性手术的主刀医生,正是奥根斯汀。1981年1月奥根斯汀去世后,医学界对其赞誉有加。评论者认为,明尼苏达大学能够在20世纪50年代对心外科的发展作出许多开创性的贡献,涌现出一批享誉世界的心脏外科大师(如前文已经提到过的克拉伦斯·丹尼斯和约翰·刘易斯俱属奥根斯汀麾下),与奥根斯汀锐意创新进取、大胆扶持年轻人的开明作风是分不开的。奥根斯汀本人虽未专注于心脏外科领域,但他对心脏外科的发展却起着至关重要的作用。每当我想到此人,脑海中总是浮现出一个绝顶睿智的大宗师形象,仙风道骨长髯飘飘,仿佛金庸笔下《倚天屠龙记》中的张三丰。事实上奥根斯汀本人的成就也确实符合一代宗师的名头,因他对肿瘤外科、肠梗阻等方面的贡献而获益的病人迄今何止千万、万万,这里且不细说,单说1954年3月26日——心脏外科历史上最令人激动不已的一天。

  当天发生在明尼苏达大学医院手术室第二手术间的这一幕,如果能够被搬上银幕,即使在最蹩脚导演的执导下,也足以使影院里的多数人痛哭失声。作为供体的父亲尤其让我感动万分。试想在当时,这个试验在一片激烈的反对声中勉强得以实施,手术过程中将会发生什么,没有人可以预料得到。当这一对父子在麻醉前深情地对望一眼之后,他们是否有可能活着再见?

  李拉海和他的三个年轻同事,以患儿的父亲作为供体,用管道和流量泵将父子的循环系统连接在了一起。确认这种交叉循环可以同时保证一大一小两个生命的安全维系之后,李拉海阻断了患儿自身的循环,切开了他的心脏。经探查后发现,该患儿的心脏问题确实是室间隔缺损,术前的诊断无误。“兄弟们,”李拉海语调平静地说道,“我们可以继续了。”十二针,他冷静沉着又不失迅捷地十二针即缝合了这个缺损。室间隔缺损,这一发病率最高(占先心病的25%左右)、戕害小儿生命最多的先天性心脏病,终于在人类发达的现代医学面前第一次臣服。当患儿格雷戈里同父亲的交叉循环被中断时,他的心脏已经脱胎换骨,不再是一颗破损的心了。手术过程异常顺利,并没有出现之前批评者所担心的一台手术父子双亡的悲惨局面。在手术台上,李拉海还戴着沾满鲜血的手套就逐个同几位助手握了手,他们的眼神交换的是同一句话:我们,赢了。看台上,一直为自己的爱徒捏了一把汗的奥根斯汀热泪盈眶。

  可是,李拉海等人是否高兴得太早了呢?别忘了,当初吉本第一次在人工心肺机体外循环下的手术成功之后,就再没能重复这一结果,同样的悲剧会再次上演吗?更何况,即使手术获得了成功,患儿格雷戈里就一定能顺利度过术后恢复期吗?这毕竟是一次破天荒的手术,格利登夫妇能否将格雷戈里活着抱回家,避免又一次的丧子之痛?

  格雷戈里恢复得似乎不错,术后第一天,他已经可以喝水、喝奶了,第二天吃了荷包蛋。一直到4月1日,也就是手术后的第六天,格雷戈里每一天都比之前的状态好一些,胜利在望了。无论是参与了这次治疗的医护人员还是患儿的父母,差不多每一天都在紧张与不可思议的兴奋中度过,格雷戈里也成了医院里的明星患者。

  但后来,情况渐渐发生了变化。格雷戈里出现了呼吸急促、缺氧等情况,李拉海认为可能是呼吸系统出现了感染,遂开出了抗生素,并应用了一切支持手段。但不幸的是,格雷戈里的病情还是一天天变糟糕了。4月6日上午,格雷戈里望了这个世界最后一眼,就再也没睁开眼睛。他的心跳,停了。

  李拉海是多么不甘心就此认输。他立刻积极展开抢救,甚至直接用注射器刺入格雷戈里的胸腔进行心脏内的注射,但患儿终究未能起死回生。1954年4月6日上午九点十五分,李拉海无奈地宣布:抢救无效,病人临床死亡。

  “对不起,”正如好多影视剧中的桥段那样,李拉海非常诚恳地对弗朗西斯和莱曼说,“我们已经尽了全力。”孩子的母亲悲痛难忍泣不成声,“是的,我知道你们尽力了”。她强忍着内心的剧痛,幽幽地问了这样一句:“您不是说手术很成功吗?为什么格雷戈里还是离开了我们?”“只有一个办法能让我确切地知道格雷戈里的死因到底是什么,”李拉海小心翼翼地提出问题,“可是你们能允许我对格雷戈里进行尸体解剖吗?”夫妇二人一脸惊愕,仿佛业已流血的心头又被人重重地戳了一刀。李拉海不等他们回答,继续动情地说道:“只有这样,相信我,只有这样,才能让格雷戈里的死有价值。通过对他的解剖,我们将能发现极重要的问题,换句话说,他的死必将换来其他患儿的新生。”

  这对夫妇终于同意了李拉海的请求,连续两次丧子之痛,使他们深深地懂得同样家庭将要面临的悲剧,他们愿意为这些家庭祈福,他们希望李拉海最终能够获得预期的成功。

  还是那间解剖室,李拉海不由再次想起两年前的那个夏天,当时他面对着尤斯蒂斯的心脏,发誓要找到一个可以安全进行心脏修补手术的方法。而今,他的方法第一次尝试就遭到失败。他决心找到究竟,真是这个方法不可行,还是有别的什么状况?李拉海再次打开了格雷戈里的身体,剖开心脏,那个经过外科医生妙手修补的缺损已经完全愈合!也就是说格雷戈里的直接死因并非手术,而是肺感染,即他开创的这一方法值得继续进行尝试、探索。

  1954年至1955年之间,几乎是孤军奋战的李拉海团队通过使用亲子之间的交叉循环,为存在复杂心脏畸形的45位儿童施行了直视下的心脏手术。在这些应用交叉循环的手术中,有一例情况极为特殊,因为作为供体的一方居然与患儿非亲非故。该患儿拥有一种罕见的血型,甚至他的父母与其血型也不完全匹配。经过多方寻找,一个叫霍华德·霍尔茨(Howard Holtz)的二十九岁小伙子自告奋勇,为救这个素不相识的小孩儿甘愿冒险做供体。对于这种令人难以置信的义举,霍尔茨却只有轻描淡写的解释:“如果我的孩子也遭遇这样的情况,我希望会有人为了救他而冒险做这个供体,我只不过是做了我希望别人也能做的事而已。”如果说第一例交叉循环的手术让人们感受到如山父爱的伟大的话,那么这次手术更有理由让我们为人类世界慈幼为怀的高贵感动非常。

  必须要指出的是,所有这些复杂的病变,都是靠此前既有的技术无法解决的。全部接受手术的45名严重受损的病人中,有28名复杂的心脏畸形得到了治愈。45名循环供体均得以存活,那种传说中噩梦般的200%的死亡率并未出现。到1986年,术后30年随访的结果为22名患者(49%)仍然活着,并过着有质量的生活。

  很多在解剖室看过法洛四联症解剖的医生认为,复杂到这种程度的心脏畸形,即使用最精妙的手术技法也不可能彻底修复。当年的“蓝婴手术”令霍普金斯大学医院的外科医生布莱洛克和内科医生塔西格一战成名,而那次手术只是在一定程度上能够缓解法洛四联症的病情,并非根治。因此,当李拉海宣称可以对这种疾病进行根治性手术时,很多人都表示怀疑。但那些亲临现场观摩手术的人,在瞠目结舌之外,就只有心悦诚服了。

  这些显著的临床试验结果,显然比其非凡的手术技巧更令人吃惊。这使当初吉本暂时失利之后学术界盛行一时的“病态心脏”理论被彻底打破了,心外科开始走出低谷,进入了一个快速发展的阶段。

  *

  都说孩子是一个家庭的希望,好比初升的太阳,那么这些为拯救万千孩子性命而勇敢探索孜孜以求的科学家,无疑就是那修复希望托起朝阳的巨人。李拉海所取得的巨大成功,将明尼苏达大学医院一下变成了世界心脏外科学的第一重镇,各地的参观学习者络绎不绝。后来这些学习者中又有不少人续写了辉煌,其中最有名气的一位是来自南非开普敦的外科医生克里斯蒂安·伯纳德(Christiaan Barnard, 1922—2001),他1967年的石破天惊之举,再次续写了心脏外科的辉煌。这是后话,且待后面细说。

  但李拉海并没有被一时的胜利冲昏头脑,他清醒地认识到,目前这种方法中,供体的自我平衡机制将自动纠正无数不知名的、由于全身灌注引起的生理学紊乱,这对于供体的健康显然存在潜在威胁(进行交叉循环的45个供体虽然无一例死亡,却有一位母亲由于操作失误发生了不可逆的脑损害,给本有一个先心病孩子的可怜家庭雪上加霜)。也正是由于这个原因,活体交叉循环技术并没有得到广泛开展。因此李拉海预言道:交叉循环的临床经验——尤其是对供体的不良影响,使我们清楚它显然不可能一直作为体外循环技术,为了病人和(尤其是)供体的安全问题,必将会发展出一种超越这项技术的体外循环措施。

  于是,包括他本人在内,许多研究者又重新开始重视人工体外循环的研究,在吉本研究的基础上,对心肺机做了进一步改进和完善。

  不得不承认,到目前为止,在已被应用到心外手术的技术中,交叉循环是最符合病人生理的技术。放弃一个在生理上近乎完美的技术,转而采用了一个至少目前看来在生理上比交叉循环尚有不足的技术,李拉海医生的这一作为在外科医学史上是令人叹服的。但这又是伦理学压力之下必然的选择,你不能总在每次做手术的时候,都让另一个健康的人冒着一定风险,而且一旦发生重大失败,真的可能是两条命都交代了。

  李拉海的预言很快得到了证实。到1958年,仅仅在吉本第一次体外循环下手术成功的五年之后,毕业于哈佛医学院的约翰·韦伯斯特·柯克林(JohnWebster Kirklin, 1917—2004)即报道了在梅奥诊所成功地应用梅奥-吉本设备在体外循环进行的245例手术。柯克林改进了吉本的心肺机,发展了安全可行可靠的体外循环措施,取代了交叉循环成为心内直视手术的首选方法。

  想当初吉本对同梅奥诊所的柯克林分享这一蓝图是非常犹豫的,因为他担心由于梅奥诊所强大的实力,柯克林会先于他完成第一例体外循环下的心脏手术。不过感谢上帝,吉本最终还是和盘托出了他的技术,而最后恰恰是梅奥诊所将这项技术的应用推向了极致。为纪念吉本的卓越贡献,他们将改进后的设备命名为“梅奥-吉本”。如果当时吉本由于一己之私而选择了保守,这项大业跌入谷底而无法一时中兴也未可知。

  低温在此时则已成为心脏手术的常规并行手段,用于减少单独应用体外循环对人体固有的损害——在血流减少的时间段内保护重要的脏器,如脑、心脏和脊髓。

  自此,由于有了体外循环技术这一有力的武器,心外科医生可以从容地在无血术野下对心脏进行精细的矫正与修补,挑战更复杂的手术。阴魂不散的比尔罗特“魔咒”此时才被彻底摆脱,心外科一扫阴霾,飞速发展,手术适应证范围不断扩大。后来甚至出现过三个独立的研究者,分别在几乎相同的时期内发展了同一术式。由于无法确定究竟谁是第一个,学界只好把这一手术命名为达穆斯-凯-斯坦塞尔(Damus-Kaye-Stansel)手术。而这一术式纠正的畸形又绝不简单——单心室,即只有两个心房一个心室。由于这一手术太过复杂,本文就不再细说了。至今,心脏外科仍是极富挑战且集中了最多前沿技术的外科分支之一,这一朵最年轻的外科之花,在经历了无数凄风冷雨之后,终于可以在万丈的霞光之中,精彩绽放。

  人工心肺体外循环这一技术,自问世以来即是一个不断完善进步的系统。梅奥-吉本心肺机的氧合器部分,是由呈网格状或实心的碟片构成的,称为碟式氧合器。在血槽内转动时,屏片或碟片的表面形成一个很薄的血膜,气体交换正是在这个血膜的表面上进行。这种早期的氧合器需要特别大的预充量(手术开始前将管道内注满血液),对血液的破坏非常严重;而李拉海同其助手研制的鼓泡式氧合器,虽然在很多方面优于碟式氧合器,并一度占领了主要的市场,但由于当时没有有效的滤过器,很多患者因氧合器产生的泡沫而在术后出现了“灌注肺”或“灌注神经系统并发症”。一直到20世纪80年代后期,随着临床上更安全可靠的膜式氧合器的出现,鼓泡式氧合器才逐渐被淘汰。现在,体外循环技术虽已相当成熟,但远非尽善尽美,更非绝对安全,并发症如中风、凝血功能障碍、对血液成分的破坏等问题并未彻底解决。这促使外科医生开始考虑使用体外循环之外的替代方案,不难预料,这又将是另一番艰苦卓绝的征程了。

  5千古谜题,凭谁能解

  

  如果从1930年马萨诸塞州的不眠之夜,吉本决定研制体外循环机算起,到20世纪60年代体外循环机走向成熟,前后历时三十年,差不多也就是一代人的心血。但这三十年的故事并非凭空而来,而是在千百年来人类不断探索积累的基础上发生的。正如我们无法事无巨细地重现浩繁的人类历史一样,穷尽心脏医学史上的每一个技术细节也是不可能完成的任务,在继续讲述有关心脏外科的精彩故事之前,我还是要回溯一下血液循环的发现过程。没有血液循环的发现,不但不可能有后世心脏病学的发展,甚至整个现代医学都将驻足不前。

  人类早在文明曙光初现时,就已经注意到了心脏这个神奇的器官。它在我们胸膛里的跳动,甚至在我们尚未看到这个多姿多彩的世界以前就开始了。不同地区的远古文明都有自己对心脏的解读。苏黎世大学的弗兰克·纳赫尔(Frank Nager)教授在其著作《心脏的神话》(Mythology of the Heart)中,曾记述了有关心脏的文学、宗教和艺术的象征意义。古人认为心脏代表着想象力的中心,医学哲学家用心脏来说明仁慈、理解、生命、死亡和很多情感反应。

  也许古代中国医学最早提及了血液循环的概念,但它并未提及心脏的泵血机制,而是认为这是由阴阳二气推动的;古代印度则将心脏视为神经系统的中心;古希腊医生希波克拉底(Hippocrates, 460—370B. C.)认为血由肝脏和脾脏不断制造,并运行到心脏中加热,或运行到肺中,通过自气管而来的空气冷却;古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle, 384—322B. C.)认为,心脏是人体最重要的器官,是人和动物的行动指南,它是智慧的源泉,情感的核心。亚里士多德认为心脏在结构上有三个腔,并命名了主动脉(aorta)。通过对鸡胚的观察,他发现心脏是第一个形成的器官。其后,古希腊的医生通过解剖尸体,发现动脉中的血液都已流到静脉,动脉是空的。因此他们得出结论,认为动脉内充满了由肺进入的空气。

  几百年后,罗马医生盖伦(ClaudiusGalen, 129—199)解剖活动物,将一段动脉的上下两端结扎,然后剖开这段动脉,发现其中充满了血液而不是空气,从而纠正了古希腊传下来的错误看法,这已经是一个了不起的超越。此时,盖伦已经发现了动脉血与静脉血的不同,将其分别描述为鲜红的(bright red)血与暗红的(dark red)血。他认为动脉血和静脉血的颜色不同是由其中是否含有“元气”造成的:“元气”通过人的吸气进入动脉,并由肺部流到左心室;而静脉血由消化道的食物形成,不含“元气”,它以肝脏为中心。这两种血均一次性分布到外周,并由组织器官消耗掉。他同时提出血液中的一部分将通过纵中隔上无数的小孔由右心进入左心,通过呼气排出“烟灰”。血液在元气的推动下在体内作潮汐式的涨落运动。

  盖伦对医学的发展有重要的贡献,是继古希腊医生、医学奠基人希波克拉底之后最重要的古代医学理论家。也许有些读者会想当然地认为古代医学家的作品应该是相当鄙陋的,而事实上并非如此。现有的盖伦作品经过整理后,数量竟多达22卷,共计2500万字,这还不包括据说已失传的三分之一。盖伦认为自然界的万物均有灵性,人类亦然,人的身体受灵魂操控。这种观点与基督教的某些理论正好吻合,因此虽然他并非基督徒,但由于他对人体的这种解释颇合教会的胃口,他的著作也由此得以流传。教会认为,任何与盖伦观点相左的看法都是邪恶的,应该受到诅咒和惩罚。盖伦的学说就这样与宗教、迷信彼此纠缠着流传于世,在2~16世纪长达一千四百多年的漫长岁月里,一直被奉为医生和解剖学家的“圣经”,对医学影响极大,并作为权威的说法制约着医学的发展。

  此后的几百年间,又有学者陆续描述了诸如肺动脉、主动脉等解剖结构,但是他们都未能对盖伦的主要错误有所纠正,甚至有人煞有介事地描绘了盖伦提出的由右心通往左心的小孔。这种因迷信权威而导致的对客观事物进行错误主观描述的现象,在后来的医学发展中也常常上演。

  文艺复兴运动时期形成的解放思想、重视实验研究的良好气氛,使一些有为的学者和医生开始质疑和挑战教会所推崇的盖伦的权威理论。当时的学者们已经发现心脏其实是四个腔,而非亚里士多德认为的三个。

  达·芬奇是文艺复兴运动的先驱,他在十四岁时成为佛罗伦萨一名艺术教师的学徒,这位老师要求他的学生都要学解剖。十年后,达·芬奇成长为一名非凡的艺术家,得到了许多资助甚至特权,应该说是艺术将他引向了解剖学。他以一种近乎病态的痴狂进行解剖研究长达五十年之久,还被授权可以在佛罗伦萨的一家医院进行尸体研究。据说这位艺术家在尸体堆里度过了许多个特别的夜晚……这些不同寻常的经历让达·芬奇对人体结构有了深入的了解,并能够画出真实精准的内脏解剖图。达·芬奇曾经对心脏的结构和功能进行过细致的观察,在他的手稿中记载着如何将蜂蜡注入牛的心脏,以便了解心室的形状及其功能。他还研究了心脏瓣膜的结构和功能,甚至到了五百年后的2005年,他有关心脏瓣膜的绘图作品,还启发英国帕普沃思医院一名心脏外科医师发展出了一种修复心脏瓣膜脱垂的新术式。这种对准确的追求,显然不同于古希腊哲学从思辨和空想出发的认识论,他通过实践探索世界的奥秘,而不盲目接受传统观念或崇拜古典著作。这种观念后来经伽利略发展,由培根总结成为近代自然科学的基本方法。遗憾的是,达·芬奇这些有关心脏的认识在当时没能产生广泛深刻的影响,他的许多工作是几百年之后人们发现了他的手稿才公之于世的。

  近代解剖学奠基人,比利时医生、解剖学家维萨里(Andreas Vesalius, 1514—1564)出生于达·芬奇去世前五年。他进入大学时,文艺复兴正处于高潮,但医学院还未完全摆脱中世纪的精神桎梏,解剖教学只是对盖伦学说抱残守缺,实验对象多数时候只是狗或猴子等动物材料,人体解剖的机会极少。这种教学方法实在无法令维萨里满意,于是他就自己去刑场和墓地寻找尸体。这种行径当然既违背道德又违反法律,所以他只能在半夜出没,解剖也需要偷偷摸摸。为了降低腐烂速度,他常在寒冷的冬天进行操作。就是在这样艰苦的条件下,他认真从事尸体解剖,翔实记载人体结构,积累了许多前所未有的第一手资料,纠正了当时一直沿用的盖伦解剖学中许多关于人体结构的错误说法。在对心脏的解剖过程中,他没有找到盖伦提到的心室中隔上存在的从右心室通向左心室的小孔。因此他疑惑:血液究竟通过什么途径从右心室进入左心室的呢?维萨里对盖伦学说的信任也一度超过了他自己的眼睛,他在著作中写道:

  “在不久以前,我还不敢对盖伦的意见表示丝毫的异议。但是中隔却是同心脏的其余部分一样厚密而结实,因此我看不出即使是最小的颗粒怎样能够从右心室转送到左心室去。”

  最后他选择相信自己的亲眼所见,抛弃了盖伦的观点。不唯书不唯上只唯实。他认为研究活体现象的正确道路,不是去问盖伦曾经说了些什么,而是用自己的眼睛去观察事物的本来面目。维萨里奠定了近代解剖学的基础,也促进了近代生理学的诞生。他在1543年出版了《人体的结构》一书,详尽阐明了自己的学术观点,当时他还不到二十九岁。

  选择相信自己的眼睛而不是迷信权威的学者,在这一时期不止维萨里一位。他的同学,西班牙医生塞尔维特(Michael Servetus, 1511—1553)在1553年出版的一本著作中发表了他对人体血液循环的发现。他明确地否定了盖伦关于血液从右心室穿过中隔进入左心室的学说,提出了血液从右心经过肺到左心的洞见,这其实就是肺循环的概念。他在书中阐述的肺循环是人类探索血液运行方式的一次重大飞跃。后人称赞塞尔维特是欧洲第一个具有血液循环思想认识的人,也是第一个对盖伦的“潮汐说”进行有力驳斥的人。

  关于塞尔维特的死因,在中国国内有一个较为煽情的说法:“正当他将要发现血液循环过程的时候,加尔文便烧死了他,而且还活活地把他烤了两个钟头;而宗教裁判所只是把布鲁诺简单地烧死便心满意足了……1553年10月27日,塞尔维特被绑在火型柱上。他的头颈上套着花环,那是被硫磺浸过的,花环的铁链上扣着他的著作,脚下堆着其他的著作和湿稻草及青树枝。行刑的牧师最后一次问塞尔维特是否愿意放弃自己的学说,塞尔维特保持庄严的沉默。昏暗的闷火和浓重的烟雾,不仅吞噬了一位杰出的科学家,而且使医学史上具有划时代意义的血液循环发现推迟了半个多世纪。”

  一个科学烈士的形象就这样被塑造出来了。但西方提到他的死因时,则主要归咎于当时的宗教争端。事实上,与其说塞尔维特死于科学与宗教的斗争,不如说其死于宗教内部的倾轧。他出版于1553年的那本提到肺循环的著作《基督教的复兴》,其主旨是批判“三位一体”旧教义,倡导一神教派新教。这当然是旧神学顽固势力所不能容忍的,再加上他本人也过于激进,这才惹来了杀身之祸。维萨里的结局也有一个类似的误会。他死于被判耶路撒冷朝圣之后的归途,当时他的著作已出版二十年,将宗教裁判所对维萨里的迫害简单地归结为其解剖学研究,是缺乏证据的,西方通常认为这是后世的以讹传讹。

  与塞尔维特同时期的意大利博物学家、医生塞扎尔比诺(Andrea Caesalpinus, 1524?—1603)在1571年和1593年出版的两部著作中分别提出了区别于盖伦学派的重要看法。他认为血液在心脏收缩时被排放到动脉(包括肺动脉)中,而在心脏舒张时则从腔静脉和肺静脉流回心脏。他还认识到,流向组织的血液只能通过动脉,而流回心脏的血液只能通过静脉。可以说,塞扎尔比诺不但形成了肺循环的观点,而且也具有体循环的概念。这已经和现代血液循环的科学观念十分接近了。

  前面提到的几位学者,都在不同程度上动摇了盖伦学派的观点,与此同时,盖伦学派的学者们也有新的解剖学发现,当然,这些发现是用来验证盖伦的“正确性”的。法伯瑞奇(HieronymusFabricius)就是盖伦学派的著名代表,他的贡献在于发现了静脉中瓣膜。但他只在1574年的著作中详细描述了瓣膜结构、位置和分布,没能正确地解释瓣膜的作用;因为按照盖伦学派的理论,无论动脉还是静脉,血液的方向都是如同潮汐一般可进可退的,其区别仅在于动脉与左心相连,而静脉与右心相连。我们现在知道,静脉瓣膜的作用是确保血液可以朝向心脏流动,避免反流。而法伯瑞奇由于坚持盖伦学派的观点,错误地以为瓣膜可以对血液的流动起一定程度的阻滞作用,以免其像洪水一样突然涌向手或脚。

  亚里士多德和盖伦对心脏的观点一直影响了人类千余年,从1543年到1593年这五十年间,我们不难发现人类对心脏和血液循环本质的认识速度大大地加快了。上述前赴后继的种种探索一点一点地动摇着陈腐的血液“潮汐运动说”,一个崭新的科学的血液循环学说即将诞生。

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  在英国埃塞克斯市汉普斯特德教堂(离伦敦约80千米)的一处纪念碑上,有这样一句话:“发现血液循环,造福人类万世不朽。”这是威廉·哈维(WilliamHarvey, 1578—1657)的墓志铭,人们以此来纪念其在医学上的卓越贡献。

  哈维出身于英国肯特郡福克斯通的一个小绅士家庭。他十六岁入剑桥大学学习,十九岁获学士学位,1600年到意大利帕多瓦大学学医,1602年获医学博士学位。当时的帕多瓦大学极负盛名,有很多著名的学者在那里工作,比如前面提到的维萨里和发现静脉瓣膜的法伯瑞奇。哈维曾向后者学习解剖学,法伯瑞奇的这一学术贡献,正是促使哈维思考血液循环规律的出发点之一。法伯瑞奇在教学中广泛使用尸体解剖的演示,给哈维留下了深刻的印象,大概从此时起,哈维便抱定这样的信念:“解剖学家不应该凭着书本学习和教课,应学习解剖并以解剖进行教学。”

  哈维在这里受到了文艺复兴时期进步思想的深刻影响,并有机会接触到了关于血液运动研究的新资料,这成了哈维提出血液循环学说的重要基础和前提。

  哈维二十四岁时学成回国,担任圣巴托罗谬医院的内科医生。在行医的过程中,他越来越有名望,于1618年被选为内科医师协会会员,同年成为英王詹姆斯一世的御医,后来又当了英王查理一世的御医。查理一世和哈维关系很好,甚至和他一起观察过小鸡的心脏跳动。

  1615年哈维被选为伦敦医师公会的解剖学教师,从1616年4月起,哈维开始讲授解剖学,并公开宣讲他所创立的血液循环学说。1628年哈维出版了《动物心血运动的解剖研究》一书,这本只有72页的册子清楚地描绘了“静脉—右心房—右心室—肺动脉—肺—肺静脉—左心房—左心室—主动脉—全身动脉—静脉”的血液循环路线,宣告了关于人体血液循环运动科学理论的正式诞生。这一年,距他的老师法伯瑞奇去世刚刚九年。

  与以前的探索者相比,哈维并没有发现新的、重大的解剖学事实,可为什么他能够揭示血液循环真正的奥秘,成了破解这一千年谜题的最核心人物呢?

  也许我们可以从他的研究过程中寻找答案。

  既然哈维思考的出发点之一是其老师法伯瑞奇对静脉瓣膜的发现,我们不妨也从此入手。法伯瑞奇对静脉瓣膜的解释不能令哈维感到信服,他敏锐地觉察到,静脉瓣一定同某种特定的功能相联系。这种直觉可能是他在接触了大量新近的关于血液运动的学说之后产生的,他猜测静脉瓣的作用可能在于确保血液只能作由静脉流入心脏的单向运动。

  为证实这一猜测,他做了这样一个简单直观的实验:用带子扎紧手臂,发现远心端(手掌方向)的静脉膨胀——这不正是现在静脉采血时普遍的做法吗?随后他用手指向远心端挤压,观察到远心端的静脉更加膨胀,而带子以上的静脉血管则呈空瘪状态。这个实验无疑证明了哈维的猜测,同时也表明他的老师法伯瑞奇所说“瓣膜可以对血液的流动起一定程度的阻滞作用,以免其像洪水一样突然涌向手或脚”,这个认识是错的。静脉瓣膜显然无法使血液从静脉流向身体各部分,血液只能从动脉流向身体,静脉瓣膜最终将使血液从静脉返回心脏。

  然而推翻一个旧学说,并非像推倒多米诺骨牌那般,否定了个别细节,其整个理论就自然而然土崩瓦解了。毕竟推翻盖伦的理论并非哈维的终极目标,他想要做的是建立符合客观事实的新学说,这就需要扎扎实实地对自己的每一步假设小心求证。

  对静脉瓣膜作用的科学解释,仿佛是将统治了医学界千年之久的旧学说撕开了一个口子。哈维乘胜追击,顺势又研究了动脉瓣、二尖瓣与三尖瓣。他发现了这些瓣膜的一个共同作用——它们是控制血液单向流动的机械阀门,可以保证血液由静脉流入心房,由心房进入心室,再由心室射入动脉。

  为验证这一猜测,他在活蛇身上做了这样一个实验:用镊子捏住蛇的静脉,蛇心马上变小变白了;一松开镊子,心脏则立即充血;再用镊子夹住动脉,心脏就胀大变紫,似乎顷刻就要爆炸。

  前面的种种实验,其实已经在逻辑上证明了血液循环的机械运动机制,而真正彻底将“血液潮汐学说”置于死地的,是哈维开展的一个更为精彩的定量计算实验,这是人类医学史上第一次引入数学这一工具。

  哈维根据心脏的平均容积,设定左心室的血容量约2英两(约56.7克)。因动脉瓣膜的存在,左心室收缩后排出的血不能倒流,而心脏每分钟大约要跳72次。这样,一小时内心脏要排出的血就是2×72×60=8640(英两),差不多540磅(约245千克),这几乎是一个肥胖成年人体重的3倍!如果盖伦的理论成立,那么肝脏在一小时内就必须造出3倍于体重的血,而一天要造出70多倍于体重的血,这岂非太荒唐了?

  真相只有一个——血液是循环的。

  只是在当时的条件下,哈维并不能清楚地了解血液是怎样由动脉流到静脉的。当时的显微镜还不完善,不能观察到动脉与静脉之间的毛细血管。尽管如此,哈维还是根据他的观察和实验作出了正确的推断,血液是由心脏经过动脉到静脉再回到心脏这样循环不息地流动的。他借助大胆的想象和理性思维,对动脉和静脉之间的联系进行了推测和预言。他指出两者的联系可能是动脉把血液输送到肌肉中去,再通过肌肉中的小孔渗透到静脉中来。这个基于事实的科学推论,在他逝世四年之后得到了确切的验证。那时显微镜已得到改进,意大利的解剖学家马洛·马尔丕基(Marcello Malpighi, 1628—1694)在1661年发现了动脉与静脉之间的毛细血管。

  这一学说在今天早已广为人知,无可置疑,但我们真的很难想象,像这样以大量事实材料作为基础、如此严谨精确的推演论证,都必须经过顽强而长久的斗争后才得到普遍认同。事实上,至少在五十年之后,哈维的学说才被一部分先进的学者认同;而哈维这一学术贡献的价值,则是在其去世后两百年才得到完整的评价。

  阻挠这一学说的原因是复杂而多样的。首先,哈维的发现不仅是发现了新的规律,而且也发现了研究生命现象的新方法。在一定的历史时期,旧传统的观念往往有很强的生命力。所谓百足之虫死而不僵,要从根本上改变旧的世界观,自然要比接受一两件并不危害总的理论基础的新事物要困难得多。

  因此,不仅很多和哈维同时代的人这样,某些后来的学者也是如此,继续奉行着扼杀当时医学思想的盖伦学说来讲授解剖学。非常讽刺的是,盖伦当年虽然对自己和自己的著作自视甚高,但在这一点上仍然有着十分清醒的认识,他确信自己必然会被后人超越。所以,假如盖伦能“穿越”到哈维所处的时代,看到那么多攻击哈维的庸碌之辈均将自己的著作奉为神明顶礼膜拜的话,他一定会狠抽这些打着支持他的旗号的“不肖子孙”的屁股。

  医师同行中的积极反对者们要求这一新发现马上就有什么实际用途,这对承认哈维的新学说起着极大的阻碍作用。就算你说的是对的,血液确实是在作循环运动,又有什么实际意义呢?这种发现能多救活几条人命吗?很多权威医师的反对意见就是这样,他们认为新的血液循环学说只不过是无任何实际作用的“奥妙的幻想把戏”而已。这种鼠目寸光,这种诘问,我们是否觉得似曾相识?两百多年以后的某一天,当法拉第向人们展示电磁感应现象时,也没有多少人明白这一现象的意义。有人问他:“你研究这玩意儿有什么用呢?”法拉第反问道:“一个婴儿能有什么用?”

  《动物心血运动的解剖研究》出版后的几十年里,人们对哈维的攻击此起彼伏从未间断,但哈维并没有过多地参与由其著作引发的争论,表现出了极强的自制力。后人很少提及的一个细节是,哈维其实是个易怒的人,年轻时就有佩剑的习惯,他可不只是为了时髦,而是经常因为一些小事就拔剑相向。可当他坚信的科学真理被一群鼠辈肆意诋毁时,他却在很长一段时间内表现出了令人惊讶的沉默。其中可能的原因包括:第一,他希望能有其他人站出来回应这种种指责,结果却事与愿违;第二,当时英国国内政局动荡,人人自危,哈维也不想节外生枝惹祸上身。不难想象,在那样一个迷信愚昧、危机四伏的年代里,像哈维这样一个性情暴烈的科学天才该是多么痛苦啊。

  但他敏锐地意识到这一发现意义极其重大:“如果医学各部门更够对这一真理善加利用,不知有多少事物可得到揭露,多少疑难得以消除。在仔细地思考之后,我认为内容可以增加扩大,如果得偿所愿,这本著作的价值将远远超过这书的大小。但是要结束它却不是我一生所能完成的……我的学说只不过刚开辟了一条路,可以让更有才干的人们用于更完善地研究这一问题。”

  显而易见,如果说哈维之前学者的探索只是对盖伦的旧学说有所冲击的话,那么哈维的血液循环理论则彻底将“血液潮汐学说”送进了坟墓,动摇的是盖伦医学理论的根基。中国有些学者认为哈维没有因批判盖伦这一医学权威而像“维萨里、塞尔维特那样付出生命的代价”,是因为哈维是查理一世的御医。这一貌似可以自圆其说的看法,其实是经不起推敲的。对英国历史稍有认识的读者,都应该很清楚查理一世的结局,他在1650年即被克伦威尔送上了断头台。如果宗教裁判所要在此时加害已经失去国王庇护的哈维,岂不是易如反掌吗?事实上,自17世纪40年代以来,哈维的生活境况因为英国国内战争之后发生的几件事而变得复杂起来。作为朝廷的御医,哈维不得不留在伦敦,他的住宅连同图书馆的实验笔记和手稿都被议会派洗劫一空。克伦威尔胜利之后,哈维只能在自己的几个兄弟家里轮流住着。但是在这样颠沛流漓的日子里,他仍然继续进行着科学研究工作,这些研究成果都收录在他的第二部著作《论动物的生殖》当中,其中详细阐述了生殖胚胎学的原理。很显然,哈维后期潦倒的境况主要是由于其在政治上忠于腐朽的王室,但他在科学上却绝对是革命的,进步的。

  直到生命的最后一年,哈维仍然思维敏捷,研究不辍。中国有“人活七十古来稀”的说法,在当时的欧洲,七十九岁也是罕见的高龄了。他几乎没什么嗜好,只满足于最基本的生活,在经历了人生的大起大落之后,他已变得温和而谦恭。哈维的一位好友这样形容他的晚年:“他的生命之火在熄灭时就像一簇火花,转瞬即逝,不惊扰任何人。”

  哈维杰出的贡献既在于他为生物学和医学提供了崭新的科学认识,又在于他为生物学、医学研究开创了新的方法。他把实验方法引入了医学,做出了用实验方法解决医学问题的榜样,真正开启了一个实验医学的大时代。后人认为他完成了近代医学的一次伟大革命,这是关于人体生命的概念框架的根本变革,哈维之后的生物学和医学已经再不是原来的样子了。因此,后人把1628年哈维发现血液循环作为医学生理学成为实验科学的里程碑。

  在哈维的学说正式提出三百余年之后,当初质疑这一理论有什么实用价值的短视之辈的嘲讽之言犹在耳畔,而人类已经能够挺在心脏上做手术了。自然规律没能让这些人活着看到这些成就,倒也省却了他们自扇耳光的尴尬。