啟動人類冬眠狀態

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電影「太空潛航者(Passengers)」劇照。

倪匡的科幻小說「天皇巨星」中,原振俠在宇宙航行,尋找戀人瑪仙下落。飛船卻在回歸地球途中發生意外,偏離航道並迷失在宇宙中。原振俠最終處於冬眠狀態,不知何時,甚至有沒有機會甦醒過來。人類可以冬眠,本來只是科幻小說的設想。科學家一直在研究動物冬眠的遺傳機制,認為牠們或能夠為人類解開同樣的能力。假如可以控制冬眠能力,太空人便可在持久的宇宙探索過程中睡上一覺,等待到達目的地。

哺乳動物中,不少都能進入冬眠狀態,科學家普遍視哺乳類為最先擁有冬眠能力的動物 —— 自導致恐龍滅絕的災難,一種喫齒動物為求生而發展的能力,而它最終演化成包括人類在內的大多數哺乳類動物。如上述觀點正確,便意味人類基因組裡,可能隱藏著冬眠的關鍵。研究冬眠的美國杜克大學生物學家 Anne Yoder 指:「這聽起來像科幻橋段,但絕對有生物學的支持。通過比較基因組學(Comparative genomics)及其他方法,可以得知冬眠基因的普遍性。從事相關研究的人都認同冬眠屬哺乳類遠祖的能力,大多數哺乳動物只是失去或不再使用。」

德州大學達拉斯西南醫學中心的生物化學博士後研究員 Will Israelsen 提出,冬眠動物不一定具有特殊的基因,相反,可能都擁有相同的關鍵冬眠基因,只是物種之間如何運用有所不同。美國科羅拉多大學人類醫學遺傳學博士 Katie Grabek,聯合創辦新生物製藥公司 Fauna Bio,分析了另一種喫齒動物十三條紋地松鼠(13-lined ground squirrel)的基因測序(genome sequencing)。過去十三條紋地松鼠的研究便發現,松鼠體內發現的許多基因,或對控制其他動物,包括人類的食物消耗同樣重要。

Israelsen 表示:「如果能弄清楚牠們的生物調節機制,就可以在人身上如法炮製。」Fauna Bio 的總裁 Ashley Zehnder 亦有相同見解:「我們正在理解,這些動物到底做了甚麼,使得自己能在冬眠下存活。」Fauna Bio 目標是研發可直接減慢新陳代謝,使人進入冬眠的藥物。

SpaceWorks 著手太空人冬眠研究(模擬圖片)。 圖片來源:SpaceWorks Enterprises

冬眠的作用,並非純粹延長睡眠時間,同時為動物體內的新陳代謝,帶來巨大變化,如體溫下降,心跳頻率和呼吸減少。一些恆溫動物在數週時間裡,可以把體溫從約 37°C,降至 3°C、心臟每分鐘只跳動數次;如此身體的能量消耗量便大幅下降。與長時間昏迷不同,冬眠機制可讓動物在醒來後短時間內立即全面恢復活動能力。套在人類身上的話,則即使睡上幾星期,諸如骨質流失、心血管問題及肌肉萎縮都不會出現。

從醫學角度來看,冬眠亦可造福傷病者。醫學採用的「低溫治療(therapeutic hypothermia)」,令心臟驟停者體溫下降、減緩新陳代謝,藉此減低驟停導致的腦損傷。現時的「低溫治療」一般使用冰袋、冷卻床墊、冷卻毯及外置冷卻儀器等工具。從其他動物上可見,冬眠做到的降溫效果理想。科學家希望可以取代這種來自外界力量的降溫技術,使「低溫治療」來得更自然、安全、可逆轉。

同樣的事多年前聽來可能只是幻想,但放在以後,也許正在實現。太空科技公司 SpaceWorks 已得到太空總署的資金,研究在為期 6 個月的火星任務中,如何運用冬眠保護太空人免受輻射損害及骨骼、肌肉損傷等健康問題。也許將來要到達目的地,只需睡上一覺。