本畫師上倉(cāng)エク的插畫作品，今天再來看可愛的妹子圖吧。

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文章來源：http://acg17.com/48404.html

毒癥算是明星疾病之一了，隔三差五就能從新聞中見到。[1] 所謂“尿毒”，顧名思義，它肯定跟腎臟有關(guān)。

血液，生命之樹的養(yǎng)料（圖片來源：singularityhub）

每個(gè)細(xì)胞都需要養(yǎng)分，而對(duì)養(yǎng)分的利用，會(huì)產(chǎn)生代謝廢物。養(yǎng)分是通過血液循環(huán)到達(dá)細(xì)胞的，代謝廢物也最終被排放到血液里。血液是“一視同仁”的，它不光運(yùn)輸養(yǎng)分、血細(xì)胞，也承載尿素、多胺等有毒物質(zhì)。“魚龍混雜”沒關(guān)系，因?yàn)槿梭w是由多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成的，只要在某個(gè)部位，把有害物質(zhì)清出去、把有益成分留下來就好。

腎小球的濾過功能（圖片來源：mednur）

正常情況下，腎臟扮演著這種清潔工角色。假如腎臟功能異常，代謝廢物在人體內(nèi)大量堆積，便會(huì)傷害各器官，引起頭昏、煩躁、食欲下降、心率紊亂等癥狀。這就是常說的“尿毒癥”。尿毒癥是急慢性腎功能衰竭的共同歸途，也是這兩種疾病最嚴(yán)重的癥狀。[2]

一言以蔽之，尿毒癥，就是腎臟罷工了。腎臟罷工的解決方案有兩個(gè)：第一，可以移植一顆健康的腎臟；第二，可以通過某種機(jī)械，替代腎臟、清潔血液。

科學(xué)怪咖

既然這種機(jī)械是用來代替腎臟的，那么，它首先必須學(xué)會(huì)辨別，哪些物質(zhì)是對(duì)人體有害的。

解決方案也很簡(jiǎn)單，就在我們周圍，只是在我們看不到的地方。

1805年，一個(gè)男孩在蘇格蘭誕生了。這兩年流行“人設(shè)”，而托馬斯·格雷姆（Thomas Graham）的各個(gè)方面，都符合天才的設(shè)定——他是個(gè)不擅長(zhǎng)交際的人，一輩子都沒有什么朋友；也是個(gè)不受家庭歡迎的人，因?yàn)閾駱I(yè)問題和父親鬧翻；還是一個(gè)興趣廣泛的人，雖然他的主業(yè)是化學(xué)，但是他對(duì)其他的領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，也是良多，比如生理學(xué)。[3]

格雷姆的塑像（圖片來源：commons.wikimedia）

19世紀(jì)中葉，格雷姆對(duì)法國(guó)學(xué)者René Joachim Henri Dutrochet的研究產(chǎn)生了興趣。后者是植物學(xué)“大拿”，在研究植物的過程中，他注意到一個(gè)很好玩的現(xiàn)象——植物有時(shí)會(huì)吸水，有時(shí)則會(huì)失水。因此，他發(fā)明了一種儀器，用來測(cè)量植物細(xì)胞壁上的壓力，他認(rèn)為，這種壓力，就是所謂的“生命力”。[4]

為了驗(yàn)證這一說法，格雷姆設(shè)計(jì)了一種特殊的器材。器材的主體，看上去像是一口鐘。鐘的上部是一個(gè)玻璃毛細(xì)管，毛細(xì)管上有刻度，可以顯示水壓；下部，蒙著一層膜；底部，則由穿孔的金屬管支撐。通過往鐘內(nèi)灌注各種液體，格雷姆觀察了不同液體的擴(kuò)散現(xiàn)象，推翻了前輩的研究——液體運(yùn)動(dòng)是自發(fā)的，跟“生命力”無關(guān)，液體中的小分子物質(zhì)會(huì)主動(dòng)穿越半透膜，大分子物質(zhì)則被隔絕在外。[5]

雷格姆的裝置[5]

天才構(gòu)想

在格雷姆之前，透析（dialysis）指身體虛弱；在他開創(chuàng)了滲透學(xué)說之后，學(xué)者們不禁開始思索：能不能利用這種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離呢？

答案在半個(gè)世紀(jì)之后揭曉。

1914年，《紐約時(shí)報(bào)（New York Times）》報(bào)道了約翰·雅各布·阿貝爾（John Jacob Abel）和他的“人工腎臟”。

《紐約時(shí)報(bào)》的報(bào)道[6]

阿貝爾，1857年出生于美國(guó)。和當(dāng)時(shí)很多青年才俊一樣，他在大學(xué)畢業(yè)后，選擇了去歐洲游學(xué)。最終拜入著名家者卡爾.路德維希門下，對(duì)生理學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。不過，人生大事，穿衣吃飯。游學(xué)雖好，卻不能游學(xué)一輩子。在返回美國(guó)之前，阿貝爾“悲哀”地發(fā)現(xiàn)，做臨床醫(yī)生似乎是自己唯一的選擇。[7]

阿貝爾（圖片來源：en.wikipedia）

盡管如此，阿貝爾并沒有輕易妥協(xié)，他積極爭(zhēng)取科研崗位，并且，很幸運(yùn)地，在存款所剩無幾時(shí)，得到了密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的全職教職。

生理研究，可以分為兩部分：或者研究物質(zhì)對(duì)器官的影響，或者研究器官對(duì)物質(zhì)的代謝。不管哪一種，都得首先把物質(zhì)提純出來。所以，漸漸地，阿貝爾對(duì)滲透學(xué)說產(chǎn)生了興趣。

要想用滲透原理分離物質(zhì)，首先得找到合適的滲透膜。阿貝爾選擇了火棉膠，一是因?yàn)樗陌霛B透屬性，二是因?yàn)槌Ｒ姟Ａ硪粋€(gè)難題，是效率。這一方面，還是要得研究人體學(xué)。人體內(nèi)，大血管下面有小血管，小血管又連著毛細(xì)血管；雖然越來越細(xì)，但是物質(zhì)交換的總面積，大大增加，因而物質(zhì)代謝的效率十分高。這給了阿貝爾很大啟發(fā)，他也在大管道下面，設(shè)置了很多平行的、細(xì)小的管道，用以增加滲透面積。

“Vividiffusion”，人工腎臟的雛形[3]

16，影響人類的數(shù)字

阿貝爾離清潔血液只有一步之遙了，這一步，卻始終沒能邁出去。

如果霍金可以多活一年，也許就能等到諾貝爾委員會(huì)的賀電；如果海森堡沒有弄錯(cuò)原子彈的計(jì)算公式，也許，第二次世界大戰(zhàn)還在打；如果阿貝爾能夠預(yù)知到第一次世界大戰(zhàn)的發(fā)生，也許，透析機(jī)會(huì)早三十年出現(xiàn)。

歷史是充滿偶然的！

要想為患者清潔血液，必須使用抗凝劑。當(dāng)時(shí)，肝素尚未發(fā)明，水蛭素，一種從水蛭唾液中提取的物質(zhì)，是唯一的選擇；而安全有效的水蛭素，大部分由法國(guó)生產(chǎn)。隨著第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，法國(guó)陷入戰(zhàn)火、水蛭素的來源斷絕，阿貝爾無奈地終止了自己的研究。[5]

歷史又是必然的。只要還存在尿毒癥，就會(huì)有人向著人工腎臟的目標(biāo)進(jìn)發(fā)。

科爾夫（圖片來源：thelancet）

和兩位前賢比起來，威廉·科爾夫的學(xué)者氣質(zhì)不太濃——他更像是一位工程師。

第一次世界大戰(zhàn)打了4年，接著是20年的中場(chǎng)休息。1940年5月，德國(guó)入侵荷蘭。跟所有良知未滅的人一樣，科爾夫不愿意跟納粹組織合作。于是，他轉(zhuǎn)移到了坎彭市的一所小醫(yī)院。在那里，他充分發(fā)揮了自己“能用就行”的哲學(xué)，不但建立了歐洲第一個(gè)血庫(kù)，而且成功完成了人類歷史上第一例透析治療。[8]

“能用就行”很容易被當(dāng)作“湊合”。 “湊合”是對(duì)結(jié)果的妥協(xié)，“能用就行”卻是盡量簡(jiǎn)化條件的智慧。科爾夫一直是一個(gè)追求簡(jiǎn)潔的人，他的人工腎臟，正是這種簡(jiǎn)潔的代表。[9]沒有透析膜，他就用香腸腸衣；效率不夠高，就增加腸衣的長(zhǎng)度，一直加到了50碼（約合46米）；為了把血液安全送回患者體內(nèi)，他還研究了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵設(shè)計(jì)。

接受透析治療的前15名患者，并沒有出現(xiàn)明顯好轉(zhuǎn)。不過，科爾夫并不氣餒，在原型機(jī)的基礎(chǔ)上，他不斷優(yōu)化自己的方案，包括改進(jìn)血液稀釋劑和防止凝血等等。“有志者，事竟成。”1945年，科爾夫接收了一位因?yàn)槟I衰竭而昏迷的患者，開始了自己第16次實(shí)驗(yàn)。

在忐忑不安的等待之后，這位患者終于醒了過來。[8]

血液透析示意圖（原圖出處：wikipedia）

總結(jié)

戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束以后，科爾夫繼續(xù)改進(jìn)自己的設(shè)備，讓血液透析機(jī)，成為了醫(yī)院的標(biāo)準(zhǔn)配置。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)維持血液透析病人的5年存活率是58%~80%，換句話說，因?yàn)橛辛搜和肝觯^大多數(shù)患者可以長(zhǎng)期存活。

不過血液透析只能去醫(yī)院做，畢竟不大方便，所以，在血液透析之后，又誕生了腹膜透析技術(shù)。腹膜透析是一種十分取巧的解決方案。人的腹腔內(nèi)，有一層腹膜，而腹膜是半透膜。利用腹膜的半透性，可以把透析液注入到患者體內(nèi)，在血液和透析液完成物質(zhì)交換以后，把透析液放出。這樣，就不一定要去醫(yī)院，甚至可以在睡眠時(shí)進(jìn)行（全自動(dòng)腹膜透析技術(shù)，APD），把患者從透析中解放出來。[10]

腹膜透析示意圖（原圖出處：wikipedia）

問題在于，不管是血液透析，還是腹膜透析，都不是一勞永逸的解決方案。一般而言，血液透析患者一年要進(jìn)行145次透析，而腹膜透析患者，一年需要1376袋透析液，平均支出分別為8萬元和7萬元。[11]即使醫(yī)保覆蓋面不斷擴(kuò)大，這仍然是一筆不小的開銷。

何時(shí)才能出現(xiàn)有效又廉價(jià)的尿毒癥治療方案呢？

——只要探索精神還在，總有后來者。

參考文獻(xiàn)

[1]90后女孩患尿毒癥 畫表情包籌醫(yī)藥費(fèi)_社會(huì)_環(huán)球網(wǎng)[EB/OL]. [2018-03-11]. http://society.huanqiu.com/article/2018-03/11655921.html.

[2]金惠銘, 王建枝. 病理生理學(xué)[M]. 人民衛(wèi)生出版社, 2008.

[3]S I T, M K C, MOHAMED R. Dialysis: History, Development And Promise[M]. World Scientific, 2012.

[4]ZULKARNAEV A. BRIEF HISTORY OF THE STUDY OF DIFFUSION AND OSMOSIS IN THE CONTEXT OF DIALYSIS[J]. Nephrology Dialysis Transplantation, 2017, 32(suppl_3): iii37-iii38.

[5]GOTTSCHALK C W, FELLNER S K. History of the science of dialysis[J]. American journal of nephrology, 1997, 17(3–4): 289–298.

[6]EKNOYAN G. The wonderful apparatus of John Jacob Abel called the 《artificial kidney》[J]. Seminars in Dialysis, 2009, 22(3): 287–296.

[7]John Jacob Abel facts, information, pictures | Encyclopedia.com articles about John Jacob Abel[EB/OL]. [2018-03-06]. https://www.encyclopedia.com/people/medicine/medicine-biographies/john-jacob-abel#2830900017.

[8]BLAKESLEE S. Willem Kolff, Doctor Who Invented Kidney and Heart Machines, Dies at 97[J]. The New York Times, 2009.

[9]WATTS G. Willem Johan Kolff[J]. The Lancet, 2009, 373(9670): 1168.

[10]慕景強(qiáng). 那把柳葉刀: 剝下醫(yī)學(xué)的外衣[M]. 浙江大學(xué)出版社, 2013.

[11]肖月, 隋賓艷, 趙琨. 我國(guó)終末期腎病現(xiàn)狀及透析技術(shù)的應(yīng)用, 費(fèi)用及支付情況分析[D]. 2011.

作者：趙言昌