体外循环之父约翰·希舍姆·吉本

Few inventions dramatically revolutionize the practice of medicine; however, the creation of the heart-lung machine by John Heysham Gibbon Jr. not only succeeded in this goal but also created a whole new field of cardiovascular surgery.

约翰·希舍姆·吉本对心肺机的发明不仅绝无仅有地为医学实践带来了革命性的进步，更是开创了心血管外科这一全新的领域。

——Karolina Maria Zar?ba

文 / 李清晨

心脏外科这种极具挑战性的探索，注定充满曲折与艰辛，不大可能由一到两个天才就可以完成，恰如Gross错过了Taussig理论，而Bigelow止步于低温措施，这种看似机缘巧合的遗憾，背后却隐含着某种必然的历史逻辑。然而纵观整个大师辈出的心脏外科发展史，当之无愧的第一功臣则非体外循环机的发明者John Heysham Gibbon Jr（JHG Jr.）（1903-1973）莫属。

这位被后世尊称为体外循环之父的功勋人物出生于美国费城一个高级知识分子和望族家庭，其母Marjorie Young乃是美国一位开国元勋的后代，父亲这一脉，则连续4代均为当时著名的医生，JHG Jr已是这个家族的第5代医生和第3个外科医生。他的父亲甚至早在1902年的9月2日，就尝试进行过心脏手术，不过没能成功。这位当时已经很有声望的医生，岂能想到，他的儿子居然在半个世纪之后，开创了那样一份令整个家族再添荣耀甚至足以名垂青史的伟业。

1930年10月3日，27岁的JHG Jr分管一位53岁的女病人，该患者因血栓形成而发生了致命的肺栓塞。病人的病情迅速恶化， 「切开肺动脉，取出血栓」在上世纪30年代欧洲的纪录是——140例病人中仅有9例存活，而在美国则干脆没有存活的报道。上级医生嘱JHG Jr在手术室里对此患者严加监护，并同时做好术前准备。从当天下午三点开始，JHG Jr整整守候了一夜。翌晨8 时, 患者突发神志昏迷伴，呼吸心跳停止。手术立刻开始，教授以令人惊叹的6 分半钟速度，从患者的肺动脉内取出众多血块并缝合血管完成了手术。但遗憾的是，这位患者始终未能苏醒。

JHG Jr后来回忆道：「患者为求生而挣扎的情景深深震撼了我，但我无能为力。当我注意到她的血管逐步膨胀，血液颜色也愈来愈黑时，很自然地想到这时若能将这些血液用任何方法持续抽出, 去除二氧化碳, 加入氧气, 再将此血液注入血管内, 同时可以使医生在阻断回心血流的情况下，安全地切开肺静脉取出血栓，就可能挽救她的生命……我们应该绕过血栓在病人体外做一部分心和肺的工作」

1934年JHG Jr成了马萨诸塞州总医院的住院医师，获得了研制人工心肺机的准许，同自己的妻子兼助手Mary Hopkins一起开始了艰苦的征程，在当时绝大多数人都认为这是不可思议的事情，对这一研究的前景并不看好。到1934年底时他们用橡胶、 玻璃、 废金属、 自制瓣膜、 橡皮手指套等零星实验杂物制成了一台「人工心肺机」。由于实验经费捉襟见肘，连供实验的动物都买不起，为了能够免费得到动物，他们夫妇甚至会在夜晚诱捕流浪猫。另一个不得已的原因是，虽然狗的心脏可能在解剖和功能上跟一个孩子的心脏更为接近，但当时那台机器的容量却无法在大体型的动物上进行心肺转流。1935年时，他们已能用机器代替心肺，使猫的心脏在体外循环下停止搏动，39分钟后恢复循环功能。

1937年，JHG Jr带着自己的研究成果参加了全美胸外科学术会议。但遗憾的是，他的研究成果，并没有多少人在意，外科学界对该研究表现的极为冷淡。但他坚信自己的方向是正确的，于是他继续改进着各方面的细节。到1938 年, 在39次动物实验中，已有13 次可以获得存活, 这在当时已是极为可贵的纪录了。

1946 年， JHG Jr得到了美国国立卫生研究院和IBM公司的资助，得益于这两大巨头的经济和技术的支持，又兼结合了其他同道的合理建议，人工心肺机在这一阶段遂得到极大改进。就这样经过长达近二十年的辛勤工作， JHG Jr终于将动物实验的结果大大地改进了，在1949年到1952年之间，实验动物的死亡率已经由80%下降至10%了。基于这些成功的实验结果，JHG Jr决定进行人体试验。

1952年2月，一位体重 11 磅，15 个月的女婴因巨大房间隔缺损而住院。JHG Jr用人工心肺机作体外循环转流后切开右心房，但他却未发现房间隔的缺损，正当他打算作其他部位探查时，女婴死掉了。后来的尸检结果证明该患儿不存在房缺——也即误诊是导致该患儿死亡的主因，这让JHG Jr懊恼不已。尽管JHG Jr对心肺机仍满怀信心，但第二例手术还是在将近一年后才计划进行。一位18 岁的大学女生患有巨大房间隔缺损，1953年5月6日，JHG Jr用人工心肺机转流 26 分钟获得修补成功。然而遗憾的是，JHG Jr再也没有能够重复这一令人鼓舞的结果，随后的两例手术均告失败。绝望的JHG Jr彻底失去了信心，告别了他已倾注20余年心血的研究领域，从此再也没进行过心脏手术。

然而这一扇大门毕竟已经开启，继JHG Jr之后，John Webster Kirklin (1917-2004)等人终于使心肺机成功地走向心脏外科的临床实践，仅仅在JHG Jr第一次体外循环下手术成功的5年之后， Kirklin即报道了在梅奥诊所成功地应用Mayo-Gibbon设备在体外循环进行的245例手术。由于有了体外循环技术这一有力的保障，心外科医生可以从容地在无血的术野下，对心脏进行精细的矫正与修补，挑战更复杂的手术从此成为可能。

多年以后，当诺贝尔奖金委员会请 Clarence Dennis 与 Jonathan Rhoads两位教授提交医学奖金候选者名单时, 两人不约而同都提JHG Jr为候选人，遗憾的是JHG Jr已于1973 年2 月5 日逝世，委员会以授奖于死者未有先例为由，拒绝接纳。如此重要的奖项居然这样失之交臂，诚属一大憾事。但由JHG Jr开创的事业后继有人，体外循环技术的成熟，使大量的病人因此获救，这已足以让这位居功至伟的无冕之王含笑九泉。

李清晨| 《心外传奇》作者，最杰出科学家的最平凡继承者。本文已发表于中国心血管杂志,2011,16:317-318.

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