◇◇新语丝(www.xys.org)(xys8.dxiong.com)(xys.ebookdiy.com)◇◇   从屠呦呦联想到人工器官先驱Kolff   作者:清衣江   屠呦呦女士获诺贝尔生理学医学奖, 使我想起肾脏学界以及整个医学界的泰 斗, Dr. Willem Johan Kolff 。   Dr. Willem Johan Kolff (February 14, 1911 – February 11, 2009) 被 称之为人工器官之父。是人工肾脏、人工心脏、人工肺脏的发明者。   Kolff 出生于荷兰Leiden 镇,5兄弟中排行老大。Dr. Kolff 小时候有阅读 障碍,曾经和一个木匠一起去周末学校。也许因为这段经历,他动手能力特别强。 1938 年, Kolff在当地医学院毕业,随后在Groningen University 内科作实习 生。实习期间,一个22岁的病人,急性肾功能衰竭,缓慢地死去。这个病人使他 产生了制造人工肾脏的念头。   肾脏是身体的排泄器官,主要的结构是肾小球。肾小球就是一堆毛细血管。 毛细血管壁可以说是一层半透膜。血液流经肾脏,水、小分子包括代谢废品、电 解质,从管壁滤过。然后流经肾小管结合管,99%的水分电解质重吸收,其余排 出体外。成年男性,一个肾脏重约125-170克。   肾功能衰竭,病人体内的代谢废物,多余的水分、电解质不能排出,导致死 亡。慢性肾衰,肾脏已经完全摧毁,无法恢复。急性肾衰,往往是一过性肾脏功 能下降。引起肾衰的疾病往往可以治愈,至少可以控制。肾脏功能也往往恢复正 常,或接近正常。如果能够在肾脏功能最低下的几天十几天,用机器行使肾脏功 能,病人不但不至于因肾衰而死亡,而且常常恢复正常,包括正常的肾功能。   Kolff 到图书馆搜索资料,找到一篇关于动物血液透析的文章,发表于1913 年。作者John Abel是著名的药理学家, 在Johns Hopkins University 任教。   受到启发, Kolff 开始作人工肾脏的实验。香肠肠衣是半透膜。他把香肠 肠衣里灌满血液,排掉空气,加入尿素。然后浸入装满盐水的浴缸。5分钟以后, 香肠里的尿素都转移到了盐水里。   二战爆发。1940年5月10日,纳粹进攻中立的荷兰。5月15日,纳粹占领荷兰。 荷兰政府、王室流亡英国。6月11日,王妃Juliana 远逃到加拿大Halifax。1943 年1月19日,在Halifax 加拿大赠送的荷兰飞地上,Juliana生下小王妃Margriet Francisca。 1945年5月8日,二战在欧洲结束。 荷兰王室返回。不久,王妃 Juliana 赠送加拿大10万郁金香花球。渥太华从此年年庆祝郁金香节。   纳粹占领初期, Kolff 在Groningen University 的导师,医学系主任 Professor Daniels不愿意为纳粹服务,夫妻双双自杀。纳粹指定了一个新的主 任。Kolff不愿意在这人手下干事。他离开Groningen University,来到小镇 Kampen,在镇上的社区医院工作。同时继续制造人工肾脏。1942年, Kolff 发 明了第一个成功的人工肾脏。   身居小镇,又是战争期间。Kolff的人工肾脏,就地取材,因陋就简。36 米 肠衣,构成2-2.5平方米的半透膜,一圈一圈绕在床板作的滚筒上,连上五花八 门的管道、接头。滚筒只有下部1/4浸入浴缸的透析液里,可以进行交换。透析 液的成分是氯化钠,尿素。 还有高浓度葡萄糖以吸收血液的水分。滚筒转动, 重力把血液从动脉抽入肠衣。交换后的血液,用水泵送回静脉。水泵的动力,由 一个福特发动机提供。其它材料还有缝纫机、德国战斗机铝片等等。   人工肾脏造出来以后,没有经过任何动物实验,直接用于病人。前15个病人 都失败了。但是他们至少多活了几天,有的还从昏迷中短暂苏醒。   Kolff 改善了血液抗凝,45年作了第16个病人。病人名叫Maria Schafstad, 67岁,是个纳粹分子。镇上很多人要他放弃治疗,让这女人死掉算了。透析了11 小时。Maria从昏迷中醒过来,第一句话是:“ 我要和我丈夫离婚”。Maria和 丈夫离了婚,又活了6年,死于其它疾病。   随后,Dr. Nils Alwall 改进了Kolff的人工肾脏,把透析管装入密封的不 锈钢罐,从而可以施加负压,吸出血液的水分。这是第一个实用的人工肾脏。 1946年9月3日,Dr. Nils Alwall给他的病人作了第一个透析。   Maria Schafstad 的治愈,是医学史上的里程碑。Kolff 凭借个人的观察、 发明,没有经过动物实验,没有经过临床随机双盲实验,开创了一个治疗肾衰的 全新领域。开创了医学/生物医学工程的新时代。   也许一旦肾衰,只有等死。不对照也知道对照的结果是什么,没必要对照。   战后几年, Kolff 没闲着。他制造了几个透析机,免费送给英国、加拿大 和美国的同行;完成了在Groningen University 的实习生训练,获得内科Ph. D 学位;同时继续在Kampen 行医;在University of Leiden讲课。   荷兰水太浅。1950年,Kolff来到美国。   到美国后,Kolff 把他的人工肾脏设计图,寄给了波士顿Peter Bent Brigham Hospital 的 George Thorn。新一代透析机开始批量生产,商品名 Kolff-Brigham Kidney。透析机随之在朝鲜战场广泛使用。   Kolff的研究发明,并不限于人工肾脏。   1956年, Kolff在Cleveland Clinic发明了第一台心肺机,使第一台心脏手 术成为可能。他的人工氧气交换膜,至今用于体外循环。   1957年, Kolff 制造了第一个人工心脏,植入一条狗中。狗活了90分钟。   1961年,他设计了主动脉内气囊泵(intra-aortic balloon pump)治疗急 性心肌缺血。几年后,主动脉内气囊泵被广泛使用,至今是抢救重危心脏病人的 重要手段。   Kolff关于植入性人工器官的文章,被一系列的医学杂志及协会拒绝。   有一次,Kolff 主持美国人工内脏器官协会(the American Society for Artificial Internal Organs ASAIO) 一个学术会议分会场。会前他向这个分会 送去摘要,被拒绝。他把发言后的问答,由5分钟改为只问一个问题。所有人发 言完毕,他说:会议提前结束,我想Dr. F 是否愿意提几点建议? Dr. F 上台, 宣读Kolff 的文章,包括一套幻灯片和10分钟的问答时间。   1967年,Kolff 离开Cleveland Clinic, 来到University of Utah,主管人 工器官部门。部门由175个内科医生,外科医生,工程师,化学家,及其它专家 组成。部门有若干项目。Kolff规定,项目的人工器官,以项目负责人姓氏命名。   Kolff继续改善他的人工心脏。此后十几年中,将人工心脏植入小牛公牛中, 植入后生存时间越来越长。与此同时,继续改善人工肾脏。1975年,他引入可携 式人工肾脏,重量8磅, 附加一个18磅的水箱。   1981年,Dr. Kolff向FDA申请将人工器官植入人体。   1982年,第一台人体人工心脏手术成功。手术由他的人马完成。他发明的人 工心脏,the Jarvik-7,植入病人Barney Clark体内。Jarvik是他的人工心脏项 目负责人。Clark 又作了3次手术,调整设备,替换有缺陷的瓣膜。病人活了112 天。在这段时间,他曾经长时间昏迷,多次出血。几次要求让他死亡。最后, Clark 死于多器官衰竭, Jarvik-7一直运行到他生命最后一刻。   Kolff还与Dr. William Dobell合作,研究人工眼睛。   1986年, Kolff正式退休。但是他在University of Utah 的实验室,一直 工作到1997年。2005年,94岁时,才完全放弃研究工作。86年后,有什么成果不 清楚。   医学,生物医学工程,现在是诊断、治疗不可缺少的部分。Kolff的发明首 先证明,机器可以代替人体器官。他的发明,开创了医学、生物医学工程时代。   1990年, Life Magazine 把Kolff 列为20世纪100个最重要的美国人之一。   2002年, Kolff 90岁,获Lasker 奖。评奖委员会说:Dr. Kolff 的 “肾 脏血液透析的发明,使肾脏衰竭由一个致命的疾病,变为一个可以治疗的疾病, 延长了几百万病人有用的生命。”   2003年,据若干美国研究所估计,从1943年开始, Kolff 的发明使超过2千 万人生命得到挽救,恢复,或生活质量极大改善。   Kolff 至少4次被提名诺贝尔奖,最早一次是1947年。终与诺贝尔奖无缘。   Kolff 使我想起屠呦呦。   屠呦呦对发现青蒿素的功劳是什么?   1. 选择了青蒿。为什么选择了青蒿?因为在其他人筛选了4万化合物草药的 前提下,又筛选了2千多方药,最后从200多草药中提出380 药品。 排排坐,吃 果果,终于排到青蒿。   2. 用乙醚提取青蒿素。乙醚提取有效成分,是药物学的常规方法之一,不 是屠呦呦的发明。其它方法无效,自然要试一试乙醚。   从这些功劳,我看不出有什么过人的聪明才智,也看不出有什么理论技术的 突破,看不出能够借鉴什么。   讲知识、才能、创造力,屠呦呦与Kolff 相差岂止十万八千里。即使讲贡献, 也不是一个数量级。有多少新药,其意义超过青蒿素?青霉素,Captopril, Lipitor? 有多少人,多少发明,能超越Dr. Kolff 的人工肾脏,人工心脏。   人工肾脏、人工心脏之后,有心脏起搏器,有植入性除颤器,有Stent。青 霉素之后,有链霉素、红霉素、氯霉素…..。 Captopril 之后,有Enalapril、 Ramipril、Lisinopril……。 Lipitor 之后,有 Pravastatin, Zocor, Crestor ……。   青蒿素之后,有谁能根据青蒿素发现的理论、模式,再发现、发明一个抗疟 药?   屠呦呦获得诺贝尔奖,Dr. Kolff几次错过。   我对诺贝尔奖委员会很失望。不过,屠呦呦好歹比莫言强。 (XYS20151109) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys8.dxiong.com)(xys.ebookdiy.com)◇◇