其他生物技術

冷凍人複活

——低溫生物技術一隻冬眠的貓蜷伏在古埃及法老的陵墓裏,“守靈”守了4000年之久。直到本世紀80年代,考古工作者發掘陵墓的聲響使它醒過來。

阿爾卑斯山的雪崩把一位瑞士青年冰封了25年。1987年,他被人發現,經過解凍,又奇跡般地活了過來。

在低溫下,生物的新陳代謝降到了最低限度,處於“假死”狀態。一旦環境溫度上升,生物就會複蘇,恢複活力。在此同時,生物的壽命卻可能延長了許多。許多動物的冬眠就是很好的例子。

從60年代起,一門嶄新的生物技術——低溫生物技術逐漸形成,逐漸發展。低溫生物技術的要旨就是冷凍生命,就是通過迅速降溫使生命達到超低溫,進入冬眠狀態,從而得到長期保存。

低溫生物技術的重大意義是顯而易見的。冷凍生命就是延長生命,對許多生物來說意味著延長人們使用它們的年限,對人類本身來說就是延長壽命。後者自然更令人感興趣。患了不治之症的病人如果對當代的醫療手段已經絕望,可以冷凍起來,到三五十年後再複蘇。那時也許治療不治之症已經成了藥到病除的小事一樁。飛向另一行星的宇航員要忍受長達數年的枯燥無味的旅途生涯,如果能冷凍起來進入冬眠狀態,那麼一覺醒來就可以精力充沛地登上另一星球。這樣,不僅使他避開了旅途寂寞,“撿”回了幾年壽命,還可以使航天器裏麵省去許多食品、飲料,輕裝上陣。

低溫生物技術要解決許多難題,其中冷凍速度是很關鍵的。冷凍速度過快,生物細胞內的水分會結冰,把細胞漲破;冷凍速度過慢,細胞會脫水而使鹽分增加,蛋白質分解。各種細胞的組成成分和含水量都不一樣,所以,對於由各種器官組織、各種細胞組合成的生物機體,要確定一個最適宜的冷凍速度是非常困難的事。類似的難題還有掌握複溫的速度、避免細胞器的低溫損傷等等。

由於低溫生物技術凝集著人類巨大的興趣和期望,所以近20年來發展很快。根據生理醫學專家預測,到2050年,人類有可能第一次對冰凍保存的人體施行解凍複蘇手術。在21世紀內,人類通過用各種冬眠技術斷斷續續地放慢機體的生理作用,會使人生命的跨度放大20倍。

燈光捕魚——光生物技術

光生物技術的應用很早就有,現在更加普遍。其實在千百年前,人們就觀察到了“飛蛾撲火”的現象,並利用它來消滅害蟲。人們也知道某些魚喜歡亮光,就在夜晚點燃火把,誘集魚群。這些做法都是利用了生物的“趨光性”,可以說是最原始的“光生物技術”。現代光生物技術不僅能誘集昆蟲或魚類,還能用光來調節生物的生長、發育和行為。

我們知道,光是地球上一切生物的能量來源,是一切生物最重要的環境因素之一。生物的進化和適應離不開光,生物的結構、功能、發育、行為均受到光的強烈影響。光生物技術的研究中心是:確定光照的最適宜的波長、強度、偏振性和持續時間等,達到用光調節生物生長、發育和行為的最佳效果。

例如,在植物培養方麵,經過精心的研究發現,人參細胞在白光照射下生長最快;藍光、綠光下慢一些;紅光下最慢,幾乎和在黑暗中一樣。而有些植物則完全不同。所以如果能準確地測定各種不同植物在不同生長階段進行光照的最適宜的波長、強度、偏振性和持續時間,就可以用光的調節使植物栽培收到最佳效果。我國科學家用光照提高栽培人參的品質和產量,其栽培水平進入世界先進行列。

燈光捕魚光照對動物的生長發育也有明顯的調節作用。不同顏色的光和不同光照時間使肉豬、肉牛或奶牛的長肉和產奶量發生明顯變化。在許多發達國家中,光照管理已被列為動物飼養的重要管理項目。

在醫療技術方麵,一種嶄新的方法——光療法也成為許多疑難病症的克星。例如,新生兒黃疸症,過去曾使無數新生兒死亡。現在用波長450毫米的光照射病兒全身,治愈率很高。它的原理是,引起黃疸的膽紅素對波長450毫米的光很敏感。在光作用下,膽紅素分子會轉變成水溶性的化合物排出體外,從而挽救了新生兒的生命。

最令人感興趣的,莫過於用一種光敏藥物——葉琳類藥物來治癌了。這種葉琳類藥物有兩大特點:一是對光敏感。在波長為625毫微米左右的光照下,它會改變結構和特性,殺傷所在部位的細胞;二是對腫瘤細胞有親和力。它進入人體後隨血液流動,對正常細胞冷若冰霜,昂首而過,與腫瘤細胞卻是一見如故,難舍難分。因為具有這兩大特點,它作為腫瘤克星就很好理解了,在確定適宜的劑量後,向患者注射這種葉琳類藥物,過幾天,這些藥物分子會聚集在腫瘤部位。這時再用625毫微米的光進行定期照射,腫瘤會逐漸變色、滲血、幹燥、萎縮。一兩周後會長出新的組織。至今,已有不少腫瘤患者在這種治療手段的幫助下獲得了新生。

對牛彈琴不再可笑——聲生物技術

一架被劫持的飛機孤零零地停在機場一角,兩個劫匪一邊張牙舞爪威脅乘客,一邊氣勢洶洶地通過話機向指揮台提出蠻橫無理的要求。突然,舷窗外人影一閃,劫匪還沒反應過來,就已失去了知覺。3秒鍾之後,特種部隊衝進了機艙……原來,他們使用了次聲炸彈。這種炸彈爆炸時產生強大的次聲波,會把人震昏過去,但又不至於喪命。

上麵的場景是發生在美國西部某州的一場演習,演習的中心就是測試次聲炸彈的威力與安全性。專家們認為,次聲炸彈可能是對付各種劫持者和搶劫犯的最佳武器,它既厲害又人道。據說,威力更大的次聲武器也已經問世,那可是準備用於戰爭的。

次聲是頻率小於20赫茲的聲波。次聲的頻率達到一定程度就會對生物機體發生影響,次聲炸彈隻是其中的一個例子。在聲波的另一個極端是頻率高於20000赫茲的超聲波,它對生物機體的影響大家可能比較熟悉一點。超聲波手術刀和超聲波結石粉碎機已經廣泛投入臨床應用,用超聲波治療腦血管意外偏癱和冠心病的效果令人矚目。超聲加熱治癌機能使深部腫瘤組織溫度升高5~7攝氏度,再結合化療和輻射,可以殺滅7%以上的癌細胞,而所透過的表皮和正常組織卻完好無損。這種治癌方法被確認為手術、化療、放射療法之後的第四種有效手段。超聲波在醫療上的全麵應用已拓展出一門新的學科——超聲治療學。