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心外传奇 [:1700619769]
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心外传奇 12 终极挑战，巧夺天工
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心外传奇 心脏移植技术于20世纪80年代中期渐趋成熟，这为终末期心脏病人带来了生的希望。但由于供体有限，死于等待供体这段时间里的病人，甚至比死于移植手术当中和术后的病人还要多。人工心脏这一设想的出现，就是为解决这一难题的——用在解剖学上和生理学上能完全代替自然心脏的机械装置，来帮助这些病人度过等待供体的时间，甚至将其干脆完全永久地植入人体代行心脏功能。不过，心脏毕竟是个极为复杂的器官，自然界花了千百万年才使心脏达到最佳状态，对人类而言，设计一个人工心脏，需要克服的技术难点多得超乎想象。整个过程乃是科学技术、生物工程方面的极大挑战，不可能经由个别人的努力，就使这一设想轻而易举地走向现实。大量科学家、医生、工程师都曾为这一设想付出过艰辛的努力。
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回顾当时的文献，我的脑海里乃是一幅群像，那些琐碎的细节纷繁的枝蔓，各个人物错综复杂的关系与矛盾纠葛，让我觉得将这个群像纤毫毕现地呈现给读者，根本就是一个不可能完成的任务。我相信每个讲述者都会有自己截取的独特角度与侧面，但任谁来讲述这段历史，威廉·约翰·科尔夫（Willem Johan Kolff, 1911—2009）都是无论如何也绕不过去的最伟大的先驱人物。他曾经说过一句看似平淡无奇却豪情霸气外露的话：“心脏既然能长出来，就一定能被造出来。”在今天，他的名字可能还不如NBA球星迈克尔·乔丹或者美国总统奥巴马响亮，但我坚信，再过几百年，当体育明星政界宠儿都已身与名俱灭，为推动人类科学事业进步作出过卓越贡献的科尔夫的名字，却仍会在历史的星空里熠熠生辉。
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对于公众来说，人工心脏可能还是个较为陌生的概念，不过若要提到人工肾，即人工血液透析装置，恐怕不知道的人就少之又少了。从某种意义上来说，这两项发明皆出自科尔夫之手，科尔夫的一生简直就是一个神话般的传奇。
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1911年2月14日，科尔夫出生于荷兰莱顿，他的家族乃是古代荷兰的名门望族。据说他小时候并不想当医生，因为他在父亲所在的医院里目睹了太多人的死亡，他不愿看到人们死去。在一次采访中他曾说：“后来，我学医、制造医学仪器的目的就是要阻止人们的死亡。”
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1938年，科尔夫还是荷兰格罗宁根大学的一名低年资医生，一次，他眼睁睁看着一位年轻人在极度的痛苦中慢慢死去，死因是肾衰竭。科尔夫想，如果能找到一种方法，可以清除掉在这名患者血液中积聚的有毒废物，他的生命就可以暂时维持，直到肾功能恢复正常。这跟1930年马萨诸塞州的不眠之夜对吉本发明人工心肺机的启示多么地相像！
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科尔夫设计了这样一个实验：在肠衣中灌满血液，排出空气，添加肾脏的代谢废物——尿素，然后，在盐水槽里快速地摇晃肠衣。由于肠衣的半透膜性质，像尿素这样的小分子可以穿过细胞膜，而较大的血液分子则无法通过。五分钟后，所有的尿素都转移到了盐水中。很难相信，这便是人工肾的最早雏形。
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1940年5月，德国入侵荷兰，科尔夫的研究受到了严重的干扰。作为一名爱国者，科尔夫不愿与德国人合作，因此他不得不转移到一处小医院，在艰苦而简陋的环境下，继续进行实验。经过改进的装置终于可以应用于人体，但其在前十五位患者身上并没有取得良好的效果，他们还是很快死掉了。直到1945年，才有一位原本即将死于肾衰竭的女士经由该机器透析之后，又侥幸多活了七年。这第一个经由人工透析多活了几年的病人，其实是一位“荷奸”，在德国侵占荷兰期间，她是一位纳粹合作者。战后人们把对纳粹者的愤怒自然转移到这些合作者身上，在科尔夫决定为其治疗时，有人曾劝他说：“不如让这个作恶多端的‘荷奸’死掉算了，救她做甚？”作为一名荷兰人，当强敌入侵时，科尔夫选择不合作；但作为一名医生，他却会认真对待每一名患者。他说：“任何医生都没有权力决定他的病人究竟是好人还是坏人。”
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而今，人工透析技术已经成为了挽救肾衰竭病人的常规手段，数以万计病人的生命因之得到了延续。毫无疑问，仅凭此一项功绩，科尔夫足以不朽。但他的辉煌却未止于此，他是在欧洲第一个建立血库的人，还救助藏匿了从纳粹集中营逃到他们医院的八百多人，真可谓侠肝义胆功德无量。
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“二战”后不久，科尔夫来到美国克利夫兰，并成为美国公民。他在50年代为克利夫兰医院建造了第一台人工心肺机，并于60年代开启了人工心脏的研制计划。他深知人工心脏远比人工肾复杂得多的多，这是一项更为艰巨的任务，仅凭其一人之力无法完成，因此他非常需要得力的帮手。可惜当时多数年轻医生都觉得人工心脏是个没前途的事业，投入巨大且难以见到回报，都不愿追随科尔夫。
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当时，科尔多瓦国立大学有位阿根廷医生多明戈·桑托·利奥塔（Domingo Santo Liotta, 1924—）也在做人工心脏方面的研究工作，科尔夫便设法将其招至麾下。1961年，他们即报告了在狗体内植入人工心脏的实验结果，利奥塔由此在学术圈崭露头角。其后，利奥塔又先后与德克萨斯的麦克·埃利斯·德贝奇和丹顿·阿瑟·库利分别合作，继续在人工心脏的研究领域披荆斩棘，为完善人工心脏做出了一定程度的推动作用。遗憾的是，在这一过程中，德贝奇与库利原有的分歧因这一项目而更加不可弥合了，昔日的亲密战友最终彻底分道扬镳。直到2008年德贝奇生命的终结，他们也没能达成谅解，诚为可叹。至于利奥塔为何一面与库利合作研究人工心脏，同时又没有彻底从德贝奇的机构离职，我不得而知。总之，当德贝奇发现库利所报告的人工心脏装置与利奥塔在自己实验室研制的极为相似时，他意识到自己被耍了，非常生气。
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当然，这些漩涡还不至于影响人工心脏的研究进程，继利奥塔这位合作者离科尔夫而去之后，1968年，科尔夫离开克利夫兰医院转战犹他州立大学。后来他又迎来了两位对于其事业极为重要的年轻合作者——威廉·德弗里（William C. DeVries, 1943—）和罗伯特·考夫勒·加维克（Robert Koffler Jarvik, 1946—）。
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德弗里的父亲同科尔夫一样也是荷兰移民，但德弗里从未见过父亲的模样。他刚刚出生，还在进行住院医师培训的父亲就遵从祖父的意愿上了战场，六个月后在战斗中牺牲。不久其同在军中的外祖父也牺牲了。他的家中瞬间损失了两位成年男子，两个悲伤的女人把全部的希望都寄托在了小德弗里身上。后来他们搬到了盐湖城，德弗里四岁时，母亲再嫁。幸运的是，继父是个极好的人，以至于德弗里几乎从未将其视为继父。他很小就注意到自己跟其他几个哥哥姐姐的姓不一样，可母亲也不愿意多说生父的事。
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德弗里成年以后也像其生父一样选择学医。在进入犹他州立大学医学院的第一年，德弗里无意中听了一次讲座，这次讲座真正改写了他一生的轨迹。演讲者正是当时声名赫赫发明了人工肾透析装置的科尔夫，讲座的主题恰是人工心脏。德弗里完全被吸引了，为了听完两个小时的讲座，他甚至不惜翘了一次解剖课。
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演讲结束后，德弗里对科尔夫说：“这是我有生以来听到的最有意思的事，如果可能，我愿意跟您一起工作。”由于人工心脏的研发过程极为艰苦，且前景十分不明朗，因此多数听众对此兴趣并不大，看到这位年轻的医学生有这样的志向，科尔夫显然非常高兴。他对德弗里说：“如果你有兴趣，可以在暑假时到克利夫兰医院看看，也许会有适合你的工作机会。年轻人，你叫什么名字？”“德弗里。”“哦？听起来你好像是个不错的荷兰小伙子啊，你被录取了。”（德弗里是荷兰最常见的姓氏。）
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当年暑假，德弗里即赶赴克利夫兰，在科尔夫的团队里开始工作，那时科尔夫正准备离开克利夫兰，这便是德弗里与科尔夫最初的接触。
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1970年从犹他州立大学医学院毕业后，德弗里开始在杜克大学接受外科住院医师的培训。时光荏苒，九年的学习积累之后，德弗里觉得自己可以振翅一飞了，当他找到外科主任萨比斯顿（David Sabiston）提出找工作的事时，不料早有一个位置已等待他多时。萨比斯顿说：“你已经有了一份在犹他州立大学的工作。”原来，自当年别过之后，科尔夫并没有忘记自己这个小同乡，在德弗里完成医学院的学业之后，他便给萨比斯顿打电话说：“我有个学生要到你那里去做住院医师的培训，但是九年后，你必须把他给我送回来。”
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此时的科尔夫团队早已今非昔比，正兵强马壮。这个由内科医生、外科医生、工程师、化学家和其他专家小组共近二百人建立的团队，已经在动物身上一次次成功地完成了人工心脏的实验。当年，德弗里最初同科尔夫一起工作时，他们只能让实验动物在接受了人工心脏的植入实验之后存活几十个小时；而当他十多年后归队时，实验动物已经能有存活将近一年的记录了，这让德弗里异常兴奋。而加维克正是这个充满希望的优秀团队中重要的一员，他于1971年加入科尔夫的战队，成为人工心脏研发方面的一员主将。
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虽然加维克后来因为在人工心脏方面巨大的成绩而被载入医学史册，但他的求学经历却并不顺利，他甚至可以算作是一名标准的“差生”。最初，加维克在纽约的雪城大学（Syracuse University）学习工科，后来由于父亲（一名普外科医生）死于一次心脏病发作，加维克遂决定转而学医。可由于他在雪城大学时的成绩太糟糕了，在美国根本没有进入医学院的机会，因此他不得不远赴意大利的博洛尼亚医学院继续求学。可因为学习成绩差吃了大亏的加维克，依旧没有吸取之前的教训，不肯乖乖地做个苦学的标准医学生。他脑子里总是充满各种奇怪的想法，用德弗里评价他的话来说：“他的思想总是放荡不羁的。”比如当医学院的老师让他说出视网膜的十二层结构名称时，他却说：“这真是一无是处的问题，我又不想做眼科医生，干嘛要浪费脑子记这种东西？”于是老师尊重了他的选择，很不客气地给他打了个最低分，“F”。医学院第二年的通过性考试，“天才”加维克也顺理成章地没能通过。要不是那时科尔夫恰好去意大利讲学，看中他的工程学背景，给了他一次工作机会，加维克的人生是否还会有如此成就，也就未可知了。加维克后来甚至根本没有进医院实习过，更谈不上参加住院医师的培训。虽然后来他自己说，他觉得做医学工程方面的科研人员会比当医生赚钱得多，我却觉得，以他当年的德行，也没哪家医院愿意接收这么一个“混不吝”型医学生来实习。
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包括加维克和德弗里在内，科尔夫麾下众人各有所长，但可以作为科尔夫左膀右臂的团队核心成员则还是这两个人。他们的配合可以说相得益彰，加维克经常会有一些非常高明的思路，可是他却不知道如何在动物身上实验这些想法，而德弗里缜密的思维习惯正好弥补了加维克的不足。
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20世纪50年代到70年代，正是心脏外科蓬勃发展突飞猛进的二十年，这得益于这个时代涌现了一大批诸如科尔夫这种拥有远见卓识又能脚踏实地的实干家。“君子性非异也，善假于物也”，科尔夫总是能充分整合各种资源为我所用。比如他所设计的人工心脏是由压缩空气驱动的，而这一设计思想却是受到了航天动力学方面的启发。当他还在克利夫兰时，美国国家航空航天局在当地有一处空气动力学研究中心，科尔夫仔细研究了他们的空气脉冲系统之后，将其原理移植到了人工心脏的设计当中。
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到了80年代，科尔夫已经在人工心脏这个领域奋战了二十余年，这期间人工心脏装置经由包括科尔夫在内的大量研究者的不断改进，性能日趋优秀，尤其以加维克综合前人若干改进方案之后设计的加维克7号人工心脏[1]最为出众。由于在动物实验上不断取得不错的效果，德弗里开始琢磨物色一个合适的病人进行人体试验。这时，作为总司令的科尔夫反而有些犹豫了，因为整个计划几乎就是个烧钱的过程，一旦人体试验结果不令人满意，美国国立卫生研究院很可能会不再给予资金方面的支持，这会使这项事业遭到重创。