诺贝尔生理学或医学奖名人堂系列
1912:卡雷尔
血管缝合技术是外科医生必须掌握的基本技术之一,这项技术发明于一百多年前,发明者是法国外科医生、生理学家、实验生物学家亚力克西·卡雷尔(Alexis Carrel,1873-1944)。
瑞典(1972):1912年诺贝尔生理学或医学奖获得者卡雷尔,卡雷尔头像
卡雷尔出生于法国里昂,从小聪明伶俐,16岁就获得了里昂大学文学学位,一年后又获得了科学学位。紧接着,他转入医学专业继续深造,21岁时完成学业成为里昂医院的一名外科实习医生。那一年是1894年,6月24日这一天,巴黎发生了一桩震惊世界的刺杀事件,受人爱戴的萨迪·卡诺总统在演讲结束时被一名狂热的意大利无政府主义者用刀刺中腹部,腹主动脉被刺破,虽然奋力抢救了两天,但因为大血管的破裂口没有有效的缝合方法,终因出血过多而不治身亡。
当时,对于类似卡诺总统这样因外伤导致血管破裂出血的病人,外科医生通常都无能为力。对于四肢受伤出血的病人,外科医生只能用一根止血带止血,命虽然保住了,但被紧紧勒住的那只胳膊或那条腿由于得不到血供而坏死,最终只能被截掉。对于躯干或头颈部出血的病人,由于不能用止血带,外科医生也就一点办法也没有了。
卡诺总统遇刺事件在青年卡雷尔的心中留下了极为深刻的印象,他暗下决心一定要攻克血管缝合这个世界难题。在接受了十年医学教育后,他于1900年获得了医学博士学位。除了临床工作外,他还兼职为医学生上解剖课,这让他接触了许多人体标本,时间一长对血管的形态与走向就非常熟悉了。这时,他单枪匹马地展开了血管断裂后的缝合方法研究,为了使自己的双手更加灵巧,他学习缝纫技术,直至穿针引线打结都熟练到得心应手为止。经过无数次试验,他终于创造了一种血管吻合新技术——三点缝合法。
所谓三点缝合法,就是在需要吻合的两端血管横截面上取等边三角形的三个顶点先缝上三针,经过稍稍牵拉就可以使吻合操作变成了对三个吻合平面的操作,这时将血管断端反折出来对合缝好,这样缝合的血管不但牢固,而且内壁光滑,血流不受影响。1902年,他在《里昂医学》上发表了一篇论文,介绍了自己发明的血管三点缝合法。这个方法安全可靠,很快就引起了外科界的注意,并被临床证明效果非常好。
1904年,卡雷尔前往美国芝加哥大学工作。1906年,他成为纽约洛克菲勒医学研究所的一名准会员,研究各种器官移植的可能性。他首先研究血管移植,发现受伤严重的血管可以用自身其他部位的血管替代,人身上有许多并非不可或缺的静脉,它们成为了非常好的动脉替换品。研究过程中,他把一只小狗的心脏移植到大狗颈部的血管上,并首次在器官移植中缝合血管成功,结果小狗的这颗心脏跳动了两个多小时。此后,他不光在狗身上,还在猫身上实施血管、甲状腺、肾脏、脾脏、肾上腺、卵巢、肠等器官的移植,手术都取得了成功,但由于当时还没有解决免疫排斥反应,因此这些手术在几个星期后都由于免疫排斥而失败了。
1912年,卡雷尔因“在血管结构以及血管和器官移植研究上的贡献”,被授予诺贝尔生理学或医学奖。这一年,他还不满四十岁,刚刚在洛克菲勒医学研究所里转正,成为一名正式会员。
特兰斯凯(1993):发明血管缝合法和卡雷尔-达金氏法的卡雷尔,卡雷尔头像和给战士清创缝合并用卡雷尔-达金氏法控制伤口感染的场景
第一次世界大战期间卡雷尔回到法国在军中服役,他赴欧洲战场组建医疗队,与化学家达金一起提出了用次氯酸钠杀菌剂溶液冲洗伤口的方法,显著降低了伤口感染的死亡率,拯救了许多伤病员的生命。这种控制伤口感染的方法,被称为卡雷尔-达金氏法。
1919年后,卡雷尔继续在洛克菲勒研究所工作。虽然他解决了血管吻合问题,但切取的离体缺血器官在常温下短期内就会死亡,不能用于移植,因此必须设法保持离体缺血器官的活性。卡雷尔对此进行了一系列研究,用持续灌流技术使离体缺血器官存活了下来。具体说,就是使血液或血液代用品持续不断地经由器官自身的血管流过器官,为离体器官供给必需的养料,从而延长离体器官的存活时间,为器官移植手术赢得足够的时间。
卡雷尔曾审慎地做过一个实验,使一个鸡胚的心脏存活并生长达34年以上(必须定期修整),大大超过了鸡的正常寿命,引起了人们极大的兴趣。这些方法学上的成就不仅对了解细胞生理学有价值,而且对医学理论和实践都有意义。
几内亚比绍(2009):1912年诺贝尔生理学或医学奖获得者卡雷尔,卡雷尔头像和他在军中服役时从事医学科学研究的场景
1930年,卡雷尔进行器官培养,在机械师林德伯格的协助下,设计出一种防菌灌注器,将离体组织、器官如肾脏、心脏、甲状腺等保存在灌注液中,不仅能存活,且维持功能数日或数周。
第二次世界大战期间,卡雷尔在回到巴黎任职于法国公共卫生部。德国占领法国时他曾在维希政府任职,由于他在法国解放前几个月就去世了,所以未受审。他的主要著作除了《人的奥秘》之外,还有《器官培养》《对生命的见解》《人类行为的反省》等。
作者简介:王平,南京医科大学医学史研究中心客座教授,中华医学集邮研究会副会长