我們的一生要呼吸近7億次，絕大多數人將其視爲習以爲常。但是，直到近年這場來勢洶洶且曠日持久的疫情，我們才开始意識到肺部的脆弱和它的重要性。

我們無法逃避我們共享的空氣。但對於呼吸和肺了解得越多，就一定能更好地保護它。

強大而又脆弱的肺部， 這個經常被忽視的 “ 神奇器官 ” ， 如今受到的威脅比以往任何時候都大。

身爲父母的人，可能多年後都還會記得，多少個午夜過後，自己悄悄起身查看嬰兒牀裏的孩子。銀色的月光透過窗戶傾瀉進來，照亮了孩子小小的身軀，和她可愛的睡姿。

她眼睛緊閉，頭微微向右傾斜，雙臂舉過頭頂，仿佛在不停地伸展着。她那令人陶醉的新生兒氣味，令人狂喜，也使人平靜。我們注意觀察孩子的睡眠是不是深沉、平穩，但也本能地確認了一下在安靜的表面之下，生命是否仍在孩子的體內跳躍。爲此，我們會先仔細看孩子的腹部，以確認她有呼吸。她當然是有呼吸的，孩子的胸部和腹部在毯子下一起一伏，我們都認爲那就是生命的節奏。

對於我們所鐘愛的，無論是老年人還是年輕人，也無論是人還是寵物，在看他們睡覺時，我們不免本能地去察看他們的呼吸。其中有一些我們都習以爲常的重要的東西，我們會不自覺地、無意識地把它等同於生命本身。每當人們互相察看呼吸時，都在印證古羅馬哲學家西塞羅（Cicero）的一句話：“一息尚存，我就不放棄希望。”

01

呼吸困難症，

是新生兒最大的殺手

不幸的是，對一些嬰兒來說，從生活在裏轉換到生活在大氣中，可能會出現一些嚴重的並發症。我們的第一個孩子出生的那天，我親身經歷了這一切。在一個酷熱難耐的暮春日子，我帶着即將臨盆的妻子，在費城擁擠的車流中瘋狂驅車，前往醫院。更讓我不舒服的是，爲了減輕宮縮造成的疼痛，妻子不時地使勁掐我的胳膊，都把我的胳膊掐出血了。

趕到醫院後，我把鑰匙交給了停車場的服務人員。很快來了一名推着輪椅的男子，迅速把我們送到了孕婦的預診區。一位身穿鮮綠色工作服的護士立即將一只手套戴在手上，然後將手插入我妻子的下身。“你的口幾乎完全張开了，”那個女人說，“我們得帶你去產房。現在就去！”

我和妻子本能地緊握着對方的手，心跳加速。那位護士離开了，但沒過多久就回來了，有一大群醫院的工作人員跟在她身後。他們都做着程式化的動作，很有效率，其中一人給我妻子的手臂插了根靜脈注射管，另一個人把血壓計套在了她的二頭肌上，還有一個人把監測器綁在她的肚子上，以測量胎兒的心率。然後妻子被迅速轉移到產房，在手術台上安置就位。

“那我的硬膜外麻醉怎么辦？”我妻子問道。當又一陣劇烈的宮縮襲來時，她再次緊緊地抓住了我的手臂。一位頗爲年輕的醫生走了進來，面帶稚氣，穿着藍色的工作服，戴着藍色的帽子。她朝我們點了點頭，然後在監視器上看了看胎兒的心率。心率隨着宮縮而下降，雖然是正常的，但是降得太低了，而且下降的時間過長。經過一段長時間緩慢、低沉、曲折的嗶嗶聲之後，監視器上的心率恢復了快節奏。

“聽着，沒時間做硬膜外麻醉了。得把這孩子弄出來。他准備好了。你的身體已經准備好了。我們得這樣做。”

“你確定嗎？”我妻子焦急地環顧着四周，擔心會有更多的痛苦。

“是的，非常肯定，”醫生平靜地答道，“我們需要把這個小家夥弄出來。裏面有什么東西讓他不舒服了。他的心率間歇性地出現過低的情況，太低了。現在就得把他弄出來。”

我心裏亂極了。比預產期早了幾天，現在孩子的心率偶爾會降至最低點。這是否會影響到他的大腦？他的肺是否已經准備好隨時聽從塵世生活的召喚？這些問題湧入了我的腦海。

在接下來的 15 分鐘裏，我妻子反反復復地宮縮。每一次，小家夥的心率都降得太低，而且持續的時間太長。但總是能恢復，這讓我們覺得一切都正常。

最後，在一陣長時間、非常痛苦的收縮和不斷推擠之後，嬰兒的頭出現在產道裏，他的頭發是卷曲的，黏糊糊的。“好的，我們再來一次，”醫生說道。現在，她已穿上了藍色的紙手術服，帶上了齊肘的白手套，精神抖擻。

在接下來的宮縮時間裏，劇烈的疼痛和不停地用力，將妻子累得筋疲力盡，她尖聲叫喊着，全身心投入到分娩中。她的痛苦和巨大的努力換來收獲，兒子的頭露出來了。但這種興奮的心情被心髒監測器的聲音衝淡了。監測器开始發出低沉的嗡嗡聲，孩子的心跳再次出現“雪崩”。心率比以前低得多，降到了每分鐘40 次。我妻子不再撕拽我，宮縮也消失了。

她的臉松弛下來，然後是骨盆。嬰兒又退回到原來的位置了，本來應該开始恢復的心率，現在卻沒有恢復。而且越來越低，先是30次，然後是20 次……沒有任何恢復的跡象。接着，他的心跳降到了最低、最慢的節奏，這是一個生命正在逝去的跡象。

“別停！別停啊！”醫生懇請道。她把我妻子的手攥在手裏。“得把這孩子生出來。用力！用力！用力！”我也加入了懇求的行列，开始高喊:“用力！用力！”妻子雖然很困惑，但爲了改變嬰兒心率過低的狀況，她又开始用力了。一次，無果；兩次，無果。

我大喊一聲：“再大點勁！”現在輪到我去掐她的胳膊了，我使勁掐了一下。最後，我的妻子鉚足了勁，發出一聲尖叫，用盡全身力氣一推，伴隨着噴湧而出的液體，小家夥鑽了出來。他很漂亮，但一點也不會動，頭和身體完全呈癱軟狀態，眼睛閉着，皮膚呈現出病態的淡藍色。

我們現在已經清楚是什么導致他的心率下降了：臍帶打成一個結，緊緊纏繞在他的脖子上。臍帶的一端被胎盤固定住，纏在脖子上的臍帶就像一個絞索。當嬰兒順着產道向下移動時，越往下就會勒得越緊。

護士迅速剪斷臍帶，與醫生一道從我身旁輕柔地飄過，把嬰兒放在新生兒牀上，一束明亮、暖暖的光照射下來。

“快去叫兒科醫生！快去！”醫生喊道，“他的阿普加評分是4 分。”

然後她把暖燈調高，搖了搖孩子的胸部。嬰兒還是沒反應，發藍的身體依舊癱軟。醫生抓起氧氣面罩，固定在嬰兒的臉上，但他仍然沒有任何反應。10 秒鐘過去了，20 秒鐘過去了，30 秒鐘過去了，嬰兒的四肢沒有一丁點兒顫動的跡象。

一位護士趕緊端來了一個插管托盤，准備把一根管子插進我兒子的嘴裏，給他接上呼吸機。如果他自己不能呼吸，就得靠呼吸機幫他了。我看了看工作人員正准備使用的一些儀器。大約6 英寸長的喉鏡，銀光閃閃，可以用來撐开我兒子的嘴，以便更好地觀察氣道的开口。末端有一個由塑料制成的氣囊的氣管導管，用來插入氣管向肺部導入空氣以維持生命。毫無疑問，我兒子需要那根管子。我們現在正在等待兒科醫生的到來。

另一名護士拿來了呼吸面罩，准備在插管前進行預充氧。給我兒子戴上呼吸面罩之前，她最後一次搖晃了他——奇跡發生了，她連接上了可能是他大腦中唯一一個仍在放電的神經元。他的頭顫動了一下，吸了一口氣，臉立刻變得紅潤起來。緊接着他用響亮的啼哭聲，宣告自己已安全地降臨到了這個世界上。

我們的肺既是保障物、我們的門戶， 也是我們與環境之間的紐帶， 既能治愈我們，也能傷害我們。 我們無法逃避我們共享的空氣。

典型的情況是，這些小家夥一般出生得要比預產期早，有的早幾周，有的早幾個月。這些孩子的身體終其一生都無法恢復到良好的狀態。分娩時，這些嬰兒一般都是沒有並發症的，但出生後幾分鐘之內，他們的呼吸就會變得困難、有雜音。

這些嬰兒呼氣時，肺部會發出刺耳的咕嚕聲，當他們努力將足夠的空氣吸入肺部時，鼻孔會不停地翕動，忽大忽小，胸壁會上下起伏，呼吸短而急促。這些嬰兒的皮膚在母親爲其供氧時呈健康的粉紅色，但出生後會變成灰藍色，他們的指尖會變成可怕的黑色。其他並發症也隨之而來，如腦出血、腎髒衰竭和癲癇發作。

在這些患有呼吸困難症的嬰兒中，最著名的是帕特裏克肯尼迪。1963 年8 月7 日，小肯尼迪在科德角早產了 5 個半星期，一出生就开始呼吸困難。他被轉到波士頓的重症監護室（ICU），身體每況愈下，器官衰竭，兩天後去世。小肯尼迪的病並沒有什么特別之處，但他的父母很特別。他的父親是美國第 35 任總統約翰肯尼迪，母親是美國第一夫人傑奎琳布維耶肯尼迪。

02

呼吸運動、抗病基因與生命力

肺這個器官每天承擔着大量的工作。人類的呼吸速率平均爲每分鐘 14 次，每次呼吸的空氣量平均爲 500 毫升，每小時吸入和呼出 420 升空氣。每個人 24 小時呼吸的空氣總量，高達 10 080 升。然而在沒有肺部疾病的情況下，肺的這項工作並不會幹擾我們的生活，也就是說，這項工作可以在人類完全沒有意識到的情況下正常進行。

接收到來自大腦的信號後，人體胸腹之間的橫膈膜會向下收縮，肺隨之擴張。伴隨着肺的擴張，維持生命的空氣被吸入，其中包含數以百萬計的氧分子。肺將氧氣持續地輸送到血液的紅細胞中，這些紅細胞會在心髒的驅動下，將這種生命分子輸送到大腦、肌肉、腎髒和其他器官的細胞中。

之後，血紅細胞會通過靜脈，將身體組織消耗氧氣產生的二氧化碳帶回肺部，然後在橫膈膜舒張時，這些二氧化碳會隨着呼氣排到大氣中。這就構成了出色的血液回收和再利用的循環，它被恰如其分地稱爲體內血液循環（Circulation）。在這個循環過程中，肺起到了舉足輕重的作用，成爲我們的身體和外部世界連接的關鍵通道。

我們呼吸系統的結構，能夠體現出一種卓越的“設計”。我們用鼻子或嘴吸入的空氣，先是經過一根比較粗的管道——氣管，接下來進入通向左右兩肺的支氣管，然後進入越來越多、越來越細的細支氣管，最終進入肺的深處，到達一個葡萄簇狀的地方——肺泡。

實際上，肺泡才是氣體交換的地方。從整體上看，肺的結構就像一棵樹，從樹的主幹逐漸伸展到越來越細的樹枝，直到葉子——氣體交換的地方。這種結構在自然界中非常普遍，比如閃電是由多條小閃電匯聚而成的，在接近地面時又會再次散开；又比如衆多支流匯聚成一條寬闊的河流；還有人體本身，從軀幹上分出胳膊和腿，然後分出手指和腳趾等。肺也具有這樣的結構，以便最大限度地汲取我們周圍的生命力。

肺不僅是影響人類生死存亡的關鍵器官，也是人類未來移民其他星球時，需關注的重要器官。即便人類繼續生活在地球上，隨着氣候的巨變和呼吸道病原體的威脅，肺也必須受到更多關注。就像許多其他器官一樣，肺是受大腦無意識控制的。但與別的器官不同的是，如果我們愿意，也可以有意識地控制肺部。

人類的肺部是多么脆弱， 對肺了解越多， 就越能更好地保護它們。 正是因爲這一點，肺現在成了全社會關注的健康焦點。在過去的 100 年裏，技術和醫學發生了前所未有的進步，將人類帶進一個巨變的時代。在此期間，人類的平均壽命增加了 1 倍，地球上的人口數量增加了 3 倍。與此同時，盡管正是焦慮和不信任幫助我們在面對與現在完全不同的威脅時生存下來，但我們仍本能且習慣性地保持着這些情緒。爲了讓人類作爲一個整體在同一顆星球上持續發展，我們必須更加信任彼此，更加團結合作。肺可以幫助我們完成這一轉變。

03

幹細胞療法會是治療

急性呼吸窘迫綜合徵的“特效藥”嗎？

午夜過後，我和住院醫師一起坐在護士值班室，焦急地等待着患者萊納德約瑟夫（Leonard Joseph）的到來。患者約瑟夫來自緬因州（Maine）的森林深處，患有嚴重的感染性肺炎，肺部大面積感染，堵塞了肺泡，氣體交換受到嚴重影響。醫護人員已經給他上了呼吸機，即便這樣，他的肺仍然難以舒張，氧氣沒有按需進入他的身體，二氧化碳也無法排出去。

當房門打开、急救人員把約瑟夫從外面推進來時，我緊張地接過了一摞厚厚的從緬因州首診醫院帶過來的病歷。我跟着住院醫生進了重症監護室，將患者移到一張病牀上，那是他接下來一個月的家。我看了一下，通過氣管插管輸給他的是 100% 的氧氣，與我們通常從大氣中獲得的 21% 的氧氣相比，這個量已經很大了。

通過測量動脈血液中氧氣產生的壓力（動脈血氧分壓），可以評估氧氣向血液中傳輸的效率，這個壓力體現了動脈血液中氧氣含量的多少。爲手部供血的橈動脈是一條方便採血的動脈，研究者通常從橈動脈採集動脈血樣，以供實驗室分析。

傳統上，血液中氧氣的壓力是以血液中的氧氣能支撐起多高的水銀柱來計量的。一個健康的受試者吸入含有 21% 氧氣的空氣時，動脈血液中會產生約 95 毫米汞柱（mmHg）的血氧分壓。然而，來自緬因州的這位患者的血氧分壓只有 60 毫米汞柱，而且這還是他在吸入 100% 氧氣時的測量結果。

一旦血氧含量低於 60 毫米汞柱，人體組織就無法獲得足夠的氧氣。這時腦細胞开始死亡、心髒开始感到難受。顯然，患者此時情況危急，而且沒有簡單的解決辦法。通常情況下，醫護人員只需要調高呼吸機的氧氣濃度就可以，但現在已經調到最高了。爲了穩定約瑟夫的病情，醫護人員需要採取更具創造性的措施，而不是簡單地調整氧氣濃度。

幾分鐘後，主治醫生來了，他和住院醫生討論了進一步治療的方法，以幫助患者維持氧氣的吸入和二氧化碳的排出。主治醫生的最後一項建議是“俯臥”（Proning）。說完，他就消失了。我問的第一個問題是“什么是俯臥？”住院醫生凱文（Kevin）看着我，不耐煩地說：“‘俯臥’就是把患者的身體翻過來，讓他趴在牀上。”

我還是不太明白。凱文哼了兩聲：“俯臥能幫助患者進行氧合和換氣。你需要學習肺生理學，去讀讀韋斯特的書吧。”

約瑟夫先生用了很多抗生素，而且呼吸機上顯示的各項指標都不穩定，所以我們認爲他需要更多的靜脈輸液，以便更快地發揮藥效。爲此，我們需要在他脖子上的頸內靜脈上插管。我們用清洗液仔細擦洗約瑟夫的脖子時，凱文不停評述着患者的病情。

醫學的博弈永無盡頭， 人性的光輝永恆閃耀…… 凱文談到了患者患有急性呼吸窘迫綜合徵（Acute Respiratory Distress Syndrome，ARDS），所以我們要使他的肺壓維持在較低水平，盡量減少呼吸的工作量。他還談到該如何密切關注患者的氧合情況，以及該考慮更好的氧合和換氣的方法，如讓患者吸入前列腺環素，甚至採用體外膜肺氧合（ECMO）。如果我們在接下來的幾個小時內不能取得顯著進展，或許得考慮採用主治醫師所說的“俯臥”方法。

我確實知道了他所說的意思——血液中的氧含量需要保持在至少 60 毫米汞柱；我也知道，換氣量是 1 分鐘的呼吸次數乘以每次呼吸的空氣量（或潮氣量）的乘積。而且，我們關心換氣，是因爲它是決定血液中二氧化碳含量的主要因素。當二氧化碳在血液中積聚時，會分解成遊離的氫離子，而這些氫離子本質上是酸性的，其含量可以通過 pH 值來測量。

pH 值代表酸鹼度，它直接表示溶液中有多少氫離子。pH 值通常在 0 到 14 之間，其中 7 表示的是中性值。25 攝氏度的水，pH 值爲 7，被認爲是完全中性的。如果溶液中有很多氫離子（H+）的話，我們就稱之爲酸性溶液。

pH 值低於 7 的飲料酸性都比較強，如黑咖啡的 pH 值爲 5 左右，番茄汁的 pH 值爲 4 左右（pH 值與溶液中的氫離子含量呈反比關系，pH 值越低，表示氫離子含量越高，酸性越強）。相反，pH 值高於 7 的溶液，我們稱之爲鹼性溶液，例如 pH 值爲 9 的含蘇打的液體，或 pH 值爲 11 的氨水。這些溶液中的氫離子比酸性溶液中少得多。

人類血液的 pH 值是 7.40，且必須保持在 7.35 ~ 7.45 之間，當然最理想的值是 7.40。血液 pH 值保持在這個範圍內非常重要，因爲當 pH 值過低或過高時，人體細胞的蛋白質以及隨後發生的新陳代謝就會开始崩潰。

腎髒會幫助人體排出或保留酸以調整 pH 值，而肺是一個更強大的通過二氧化碳來調節 pH 值的系統。正如前面提及的，二氧化碳會在血液中分解爲酸。出現過多的氫離子、pH 值過低時，人體只需要增加呼吸和換氣率就可以調節二氧化碳和酸；而在 pH 值過高時，則需要降低呼吸和換氣率讓酸積聚。

在醫學上，人們在不使用藥物的情況下也可以做很多事，急性呼吸窘迫綜合徵死亡率的大幅下降就說明了這一點。那些研究肺是如何輸送空氣和血液的人（例如約翰韋斯特），對這一進展起到了很大的作用。盡管如此，在所有的重症監護病房中，仍有 10% 的患者是因急性呼吸窘迫綜合徵而入院的，所以這仍然是一個棘手的問題。

當我們成功地將深靜脈穿刺針插入約瑟夫先生的頸部後，凱文和我仔細觀察着他的呼吸機。呼吸機起初並沒有什么動靜，但不久後高壓警報觸發，表明未能將空氣送入患者僵硬的肺部。

我們給呼吸科醫師打了電話，讓他過來會診。他和凱文想出了一個辦法：降低呼吸機的輸氣壓力，同時延長肺部的進氣時間，使注入約瑟夫僵硬肺部的氣流變得舒緩。我們還讓護士給他注有麻醉作用的鎮靜劑，以平息他的呼吸肌進行的不自主反抗。

這些措施似乎奏效了，呼吸機的警報也不響了，但這只是說明呼吸機上的數據達標了。凱文讓我檢查患者血液中的氣體（氧氣和二氧化碳）含量，看看他的身體功能是否也恢復正常了。幾分鐘後，檢測結果從實驗室傳回。患者的動脈血氧分壓剛剛超過 60 毫米汞柱，二氧化碳含量約爲 48，對應的 pH 值爲 7.30。這些數字雖然還未完全達標，但足以讓他熬過這一夜了。

在那個月裏，我每天早上 6 點查房時，第一個要看的患者就是約瑟夫先生。我會分析他的氧合和換氣狀況，看看有什么需要改進的。晚上在家時，我會翻閱約翰韋斯特的書。到了月底，我开始理解了一些有細微差別的知識，比如氣體交換是如何進行的、肺部的不同部位是如何承受不同數量的氧氣和血液流動的。具體來說，肺下葉通常會吸入更多的空氣、擁有更多的血流量，其中可能有重力的影響。

在了解了肺部血液流動和空氣流動的變化因素後，研究人員最終想出了解決像約瑟夫先生那樣的肺僵硬問題的辦法，那就是盡量減少肺的換氣量。這一想法背後的機理是，肺部的炎症肯定會影響血液流動和循環，因此每次呼吸都不需要正常數量的空氣。在這個方案確立之前，醫生們向患病的肺部注入了過多的空氣，造成了不必要的拉伸，而這種額外的壓力又導致了更多的炎症。

我們考慮過在約瑟夫使用呼吸機時，把他的身體翻過來俯臥，通過減少重力的影響來進一步減輕他的肺所承受的壓力，從而讓肺得到休息並有機會恢復健康。在急性呼吸窘迫綜合徵等疾病的案例中，肺部正面的肺泡通常較少受到影響。（近來，俯臥通常用於新冠肺炎患者，因爲肺炎的炎症幾乎總是始於肺的下部。）

整整一個月，我一邊學習韋斯特博士的醫學理論，一邊通過約瑟夫先生不斷實踐。可以肯定的是，約瑟夫的病情在好轉，雖然過程很緩慢。他僵硬的肺部松弛了很多，他白天可以自己呼吸，晚上使用呼吸機。他最終去了一家康復中心，大概恢復健康後，回到了緬因州的荒野。就像醫生們經常做的那樣，我們所做的一切就是讓他活着，直到他能夠自愈。

關心我們的每一次呼吸， 關愛這個星球上的每一個生命。

今天，盡管還沒有治療急性呼吸窘迫綜合徵的特效藥，但其他療法已經取得了進展。其中最重要的是體外膜肺氧合，它會將血液從人體內引出，通過一台機器排出二氧化碳、補充氧氣，然後再將血液導入體內。其功能本質上就像一個人造肺。它雖然不是長期的解決方案，但爲肺的自我修復爭取了時間。關於體外膜肺氧合對成年急性呼吸窘迫綜合徵患者的治療效果，研究結論相互矛盾，但對於那些不能使用老式呼吸機的患者，它仍是一種不錯的選擇。

放眼未來，幹細胞的前景不再是虛無縹緲的幻影，而是一種可行的療法，目前正在進行臨牀試驗。幹細胞不僅能轉化爲不同類型的細胞，而且還能減輕炎症。最近，一項主要分析安全性的二期研究，已經在急性呼吸窘迫綜合徵患者中完成，並顯示出積極的結果。進一步的研究正在進行中，整個肺科界都在拭目以待，看看這第一個治療方案是否可以改善急性呼吸窘迫綜合徵患者的病情。

本文選摘自《基因、病毒與呼吸》一書的前言、第2章與第3章。本書作者邁克爾 J. 史蒂芬是在肺醫學領域成就頗豐的研究學者和臨牀醫生，主導過許多臨牀實驗，並在新冠疫情暴發後，一直處於救治患者的第一线，自己及家人也曾感染新冠並康復。

本書充滿了令人嘆服的科學知識、統計資料和醫學故事，爲我們強調了重視肺部健康的緊迫性。盡管科學取得了巨大進步，但我們的肺受到的威脅越來越大。在這個時候，本書爲數百萬肺部受到影響的人帶來了希望和靈感，也爲我們所有人提供了顛覆一般常識的視角與信念。

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