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超越人类 第四章 患糖尿病了？有APP可以提供治疗
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米歇尔·克莱格成了首批尝试最前沿科技的新人工胰腺者之一，但这绝不是随便发生的事。她来自弗吉尼亚罗阿诺克，是很懂技术的网站内容经理，同时也是两个孩子的母亲。自6岁以来，她一直在对付Ⅰ型糖尿病，这是糖尿病里最凶的一种。作为一位热爱技术的人，她多年来一直在做“家庭作业”——寻找最新糖尿病创新疗法。我跟米歇尔谈话时，最令我惊奇的，是她那种积极的态度和充满智慧的执着：一定要找到各种可能的方式，更好地控制在她一生投下阴影的病情。
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她还是个孩子时，父母就试图尽可能让她和妹妹过上正常的生活，因为她妹妹也在很小的时候就患有少年糖尿病。米歇尔只被允许摄取有限的食糖，她记得，那时市场上唯一无糖的软饮料是味道很差的“Tab”。Nutrasweet上市后，她欢天喜地，因为这个产品稍微扩展了糖尿病患者的饮品选择范围。等到她上初中后，她学会了通过刺破手指头，给自己注射胰岛素来控制自己的血糖量。她爱在田径场跑步，还跟所有“正常”的孩子去夏日野营。在她成人后，父母才告诉她，她还是孩子的时候，有些别的孩子的父母曾拒绝让她在家里过夜，因为他们担心她吃错了东西或出现医疗紧急情况时会出事。她的父母都有糖尿病家族病史，她父亲本人也患有该病，因此，他们都清楚地知道，他们的两个女儿要与什么做斗争。
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米歇尔20岁时已结婚，但还没孩子。她领了一只胰岛素泵。这比注射要好，能更稳定地释放胰岛素。在使用胰岛素泵之前，她的血糖经常呈现拉锯状态，忽高忽低。有了胰岛素泵后，情况得到了改善，也使怀孕更安全了，后来生的两个孩子到目前为止也未患该病。在1997年，这是最佳的控制严重糖尿病的解决方案。不过，到了2000年，她就发现，已有数种人工胰腺正在研制中，可以迅速改善血糖的管理。她急切地跟踪着这一话题，学会在ClinicalTrials.gov这个政府网站上寻找人类临床试验的信息，因该网站列举了NIH资助所进行的所有试验。当弗吉尼亚大学（UVA）研发的人工胰腺就要进行试验时，她一跃而起，抓住了这个机会，申请成为受试者。该网站的联络人员，是UVA项目的一个协调员，米歇尔“恳求让她参与”。不久，她发现，她已被接受，由此感到兴奋不已。
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这项试验的目的，是让病人在自己家里试验该技术的安全性和有效性。因此，她不得不跑好几趟夏律第镇，开车去要一个半小时，去拿装置、下载数据、接受训练，以及了解如何使用该技术，并与监督该项试验的医生讨论其他问题。对米歇尔来说，还需要经历这几个阶段。人工胰腺实际上总共有三个装置：一个是葡萄糖持续监测器（CGM），一个是胰岛素泵，一个是智能手机。2014年7月，她安装了CGM，这个小装置通过与她腹部相连的一根针管，与她的供血系统连接。正如装置名称所表示的那样，这个装置在整个试验期间，都对她的血糖水平进行持续的读数监测。大约两周半后，她的胰岛素泵升级，能使用蓝牙技术，进行无线数据传输。该装置通过蓝牙，可把葡萄糖水平的信息发往使用安卓应用的智能手机。上面还有一个特别安装的APP，名叫糖尿病辅助器。她的工作就是把吃了什么、吃了多少等关键数据输入这个APP里。这个APP从CGM那儿收取了血中葡萄糖读数之后，便通过无线告知胰岛素泵，需要把多少胰岛素释放进她的血流中。
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这个完整的配置米歇尔用了两周半。据她描述，这个体验“与只用胰岛素泵有天壤之别”。试验中，她说：“我只需要用一只手，就可以数出来，我的血糖量有多少次超过了正常范围。”她觉得“非常非常好”。而且，最好的是，她不需要再扎破手指头，也不需要给自己注射了。她觉得最难的是“不对任何读数做出反应，而让装置自己干自己的活”。多年来，她不得不总是查看自己的血糖，因此要放弃这种控制，也颇具挑战性，她有一种难以置信的如释重负之感。这个智能手机每天夜晚都得充电，就像其他手机一样。她也得每三天给胰岛素泵重新注满胰岛素。我问她是否对手机不工作，没有电源而感到焦虑时，她回答说：“一点儿也不。因为如果手机不工作，胰岛素泵（已与葡萄糖持续监测器连接）就会接管。”至于三个装置互相交流时是否太复杂，她说：“如果你能使用手机，那这个你也会做。”
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我问她，她试验的这个技术是否有不良的一面。“我唯一的抱怨就是，不想用那么多的装置，”她说，“如果苹果手表这样的东西能够取代智能手机，那就太棒了。”她表示希望FDA或保险公司都不要在推广该技术的路上设置障碍。她意识到，也许人工胰腺最重要的作用就是，如果能够更好地控制葡萄糖水平，它就会大大地减少糖尿病带来的器官损坏、神经损坏和视觉损失等长期而严重的并发症。她说，这项技术将导致“更具创造性，也更幸福的人”的出现。如果她的未来会出现永久性人工胰腺，那她会很高兴地接受。
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UVA人工胰腺技术是一个完美无缺的例子，表明是怎样一种广泛的协作，在把这项技术介绍给我们的身体，其规模是史无前例的。这个项目所含的协作人员还有几家大学和研究机构的内分泌学家、计算机科学家和程序员、糖尿病科医生，以及工程师。
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鲍里斯·科瓦切夫医生曾为该技术使用的某些算法做过设计，他走了一条非同寻常的路，成了UVA糖尿病技术中心的主任。他原籍保加利亚，在索非亚大学接受的训练基本上是数学、概率和统计学。他1991年到美国留学，很快就在UVA做博士后，研究糖尿病血糖控制问题。他父亲身患该病，因此，他有兴趣了解，如何使用数学模型来帮助那些身患Ⅰ型糖尿病的人。他哪里知道，14年后，他居然要跟一批专家合作，研发人工胰腺。
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这么说来，人工胰腺跟数学有何关系呢？它在米歇尔试验的智能手机APP中，使用了特别设计的算法。科瓦切夫医生的技术享有FDA快速通道地位的待遇，这项技术还计划用于另外一组临床试验。因其能将病人从以前的一种人工胰腺版本中解放出来，因该版本需把他们通过无数限制行动的导线与笔记本电脑连接起来。笔记本电脑也采用特殊算法，但因过于笨重，要趁病人住院时进行试验，以便让医生和护士能定期检查他们的血糖水平，并给他们注射胰岛素。新的版本不仅能得益于更好的算法，而且也得益于电子微型化和无线技术。在创新方面不过几年，变化就如此之大！
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我2015年2月跟科瓦切夫交谈时，他告诉我，UVA的人工胰腺并不完美，但有可能与一连串创新相衔接，最终产生更好也更完善的模型。自然胰腺能做到的，目前这个版本并不是都能做到。血糖水平可能以闪电般的速度起起落落，而生物器官能够更快地校准血糖水平。装置了人工胰腺的病人，依然能体验到大起大落，结果不是产生损坏器官的高血糖，就是在血糖过低时，出现危险的低血糖发作现象。低血糖可能引起各种恐怖的效应，从头晕目眩到昏厥，甚至死亡。胰腺激素血糖素可提高血糖水平，而且还有其他版本的人工胰腺，正试图按需要使用胰岛素和胰高血糖素，以便尽可能使血糖保持稳定。按照这项技术目前的进展速度，可能只要几年，人工胰腺的操作性能就能接近自然器官的水平，成为科瓦切夫医生所称的“主流解决方案”，最终免去对生物移植体的需要。
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科瓦切夫医生说，接下去的两三年中，UVA的人工胰腺可能会进入市场。该项目从国家卫生研究院和青少年糖尿病研究基金会收到丰厚的资助。谈话结束时，我提到了UCSF的肾脏工程，这个项目是如何把人工材料和部件与活肾脏细胞结合起来，以便使其更加接近生物肾，我问他类似的做法是否也可以在人工胰腺上试验。他简单地回答说可以，并说目前有几条研究专线在探讨人类细胞和动物细胞的用途。如果跟硬件联用，就可更好地控制血糖。尽管这在科学层面上来说，是一个很有前途的概念，但它会使结果产生的装置陷入与肾脏工程相同的窘境。目前不太清楚的是，活细胞从何而来——病人自己的干细胞，还是捐献者的细胞？如果细胞取自人体胚胎，就会引起争议。另外，如果细胞来自动物（有时会把猪用作植入式组织的原料），就可能会有免疫系统抑制问题和可能产生动物病毒问题。
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到目前为止，我们考虑过人工心脏、肺部、肾脏、肝脏和胰腺。但研究正在快速推进，创生出更多的精密装置，以取代身体的几乎每一个器官，其中包括皮肤这样的器官，甚至人工视网膜这样的感光器官。这样假定也许是合理的，即在接下去的几十年中，仿生技术将实际上替代身体的所有器官。这样说也许会引起争议，但凡是技术能够取代的，技术也能加以改善和提高。我们不妨考虑一下，植入硬件，配合无线数据传输而带来的种种问题吧。
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在不久的将来的某一节点，大多数人工器官都可通过无线传输，与医生和专家交流有关身体的重要数据。这些医生和专家再对该数据进行阐释，以便更好地管理疾病和病情。总的来说，这是具有高效益的一种技术。我自己碰巧也有一个这样的装置。几年前，我弄了一个胃起搏器，这是跟心脏起搏器类似的一种小型装置，移植后通过电子导线连着我的胃部。我得了一种病，叫胃轻瘫。也就是说，胃部处于瘫痪状态，导致必要的收缩功能停止，不能消化食物，甚至也不能把流体输送到消化系统。这个病情导致了腹部疼痛和肿胀。最糟糕的是，它让人恶心得丧失一切能力。我拿到这个起搏器之前，恶心频繁发作，而且十分严重，以致我以为完全会因此而残疾。
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幸亏我住在华盛顿哥伦比亚特区的市中心，有条件享受最先进的技术。我的胃肠病外科医生是乔治·华盛顿大学医院的弗雷德里克·布罗迪医生。布罗迪医生当时是美国能够在我这样的病人身上移植新装置的少数外科医生之一。我找到布罗迪医生时，此前一年就瘦了45磅。病到这种程度，我术后的痊愈过程似乎花了很长时间。术后安装了导管和移植起搏器，我以为再也爬不了自家那层楼梯了。不过，我的胃部慢慢开始对来自起搏器的电子信号产生了反应，尽管这花了几周时间。恶心的感觉逐渐退去，我很快又能吃固体食物了，体力和精力开始重新流回到我的体内。我到这时才体会到，在移植起搏器之前，我的身体有多差。这个起搏器并没有完全治愈该病，也不会完全治愈该病，但它把80%的生命还给了我，我对此感激不尽。
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现在，我每年只需要看布罗迪医生四次。去他那儿看病时，他会在我胃部放上一个无线感应器，可以读出有多少电流流往胃部，并把该信息传输到一个盒式的接收器中。他不仅能够检查来自起搏器的脉搏频率和强度，还能测定电池中还剩多少电量。如果我出现问题，他会利用无线来调整脉搏，一般来说都可使之更强或持续更久。电池耗尽之后，就得更换整个起搏器——要动一个小手术，因为所有的导线都插好了。我的第一个起搏器持续了两年，然后就不得不更换之。第二个起搏器用起来比第一个好很多，完全裹在我的腹部皮肤下面。没有切口，所需的唯一维护，也只是每个季度去见一次布罗迪大夫这样知识渊博的外科医生而已。听起来好像很容易，但这个起搏器的确让我开了眼界，让我看到，身体是一种多么电化的现象——某种意义上来说，能与其他形式的技术整合，甚至能与之协调一致。身体似乎并不在乎这个技术是人工的还是生物的，只要能操作必要的功能就行。事实上，“硬件”的整合可以极大地增强身体“湿件”(1)的操作性能。
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我也不知道这个胃起搏器是否能够延长我的寿命（我估计可能会），但我知道，它已经帮助我摆脱了大量的痛苦和无力感。情况虽然如此，我还是感到一定程度的焦虑，不知道一旦我的消化系统不再对它起反应，会发生什么情况。正如布罗迪医生告诉我的那样，要想让这个装置工作，身体必须具备某种自然功能。倘若胃部失去所有的收缩能力，那起搏器就不会产生明显的作用。我试图不去构想这个景象，因为它毕竟从未发生。不过，作为仿生技术的体验者，我深深地意识到当我们越来越依赖医疗技术时，我们面临多么美好的希望和多么严重的危机。
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本章涉及的所有装置都具备一种能力，就是无线计算技术。随着时间的推移，越来越多的人安装了越来越多的装置，终会产生一个问题，即谁“拥有”传输给医生和技术员的大量数据。我们拥有我们自己的数据，还是医生拥有它们？谁有权读取这些数据？今天操纵大多数数据的医院和大批综合性医疗企业可以吗？一旦我们残疾，就需要为我们做出医疗知情决定的家庭成员可以吗？决定是否向我们兜售保险的保险公司可以吗？考虑是否雇用我们的老板可以吗？可能收集并维护用以跟踪健康数据的数据库的政府和其他机构可以吗？我们的数据是否也会像直邮募捐单位或其他组织那样以群发邮件的方式被销售呢？简言之，这个数据的存在，是否会开启我们尚未考虑到的新的歧视形式和新的隐私入侵呢？
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仿生装置和可穿戴式电脑——能够持续操作，读取人的心跳、血压等的衣服和装置——将营造出一个奇大无比的数据库，装满了有关我们的生物信息，这个数据要储存在何处呢？最令人关注的是，我们是否有法律能力和技术能力保护这些数据不受黑客攻击？（这些问题也与基因组序列被排序的那些人相关。）鉴于加密后的金融数据在过去几年中都遭受过黑客的攻击，我们可以断言，我们的健康信息也同样易受伤害。哪怕有全面的隐私立法，即使全面实行，是否能够完全保护电子隐私，也很值得怀疑。
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考虑到医生、医院和几乎所有健康机构都快速走向电子健康记录（EHR），这个问题就变得更为紧迫了。打字记录正取代医生那种难以解读、很容易导致医疗错误——有时甚至产生致命后果的臭名昭著的潦草字迹。EHR中可以含有你的病史、种痘史、现有病情、实验室和放射试验结果、你所服用的药物、家史、生命体征、医生笔记，以及你能想得出的几乎任何种类的健康信息。经过巩固后，你求医的任何医生，都可以检索你的全部健康史。这些记录还可更容易地与专家医生分享，这样，他们就不用看手记，便可处理病人护理的某些方面。而且，如果出现紧急情况，病人正坐救护车前往医院，医生也能把生命攸关的信息发往医院，哪怕病人失去知觉，无法交流也能为病人的抵达准备急救室人员。
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若能把精确性、高效率和方便性等综合起来，且不说能够拯救生命，还可使EHR在最近的将来，成为医学界不可避免的现实。但我们又回到了最根本的那些问题：谁拥有EHR？这些EHR能与谁分享？能买卖这些EHR吗？我们知道黑客可以进入它们，但目前设置了何种规章制度来保护我们健康信息的隐私和安全，不受那些虽然遵纪守法，但又想在法律上忽悠制度的实体呢？
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到目前为止，EHR简直就是根据《1996年健康保险便利及问责法案》（HIPAA）中的《隐私条款》，按照其他任何医疗记录来进行管理的。根据《1996年健康保险便利及问责法案》的要求，医生对你的EHR必须施行某些保护，如使用口令和识别码数字、数据加密，以及“审计跟踪”，因其可跟踪查询谁检索了你的记录、做了什么改动，以及何时做出的改动。然而，无论保健提供单位多么勤勉、多么恪守这些标准，聪明的黑客永远都能想法绕过去。《1996年健康保险便利及问责法案》要求医院，如有违反安全规则，必须通知病人，但这对违反了规定之后的情况根本于事无补。可以断言，如果你有植入式医疗装置，把性命攸关的信息反馈给你的医生，这个信息就成为EHR的一部分，并受制于上述效益和风险。我们接下来看看美国军方在发展以CTs为基础的高级医疗疗法中所起的虽然重大，但几乎不为人知的催化剂作用。
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(1)湿件（wetware）：指软件、硬件以外的“件”，即人脑。
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