醫學

撥開麻醉的重重迷霧

現行使用的麻醉藥效力強大,偶爾會發生危險; 如果我們對其了解更深,將可發展出更安全、目標更明確,且無副作用的新一代藥物。

撰文/歐瑟(Beverley A. Orser)
翻譯/潘震澤

醫學

撥開麻醉的重重迷霧

現行使用的麻醉藥效力強大,偶爾會發生危險; 如果我們對其了解更深,將可發展出更安全、目標更明確,且無副作用的新一代藥物。

撰文/歐瑟(Beverley A. Orser)
翻譯/潘震澤

今年好萊塢將推出一部驚悚片,主角是一位正在進行開心手術的年輕人,在手術中醒了過來,發現自己無法動彈,也無法出聲。想當然耳,電影情節還會出現更多戲劇性轉折,但我得承認,故事的緣起並不盡然是牽強附會。在進行全身麻醉的手術當中,病人還有知覺的案例每1000人當中就有1~2位。事實上,這種事件通常為時短暫,一般而言並不會有疼痛或不愉快之感。但那也顯示,就算是最新一代的麻醉藥,偶爾還是會出現好些讓人不盡滿意之處。的確,麻醉學這門醫學專業之所以演變成一門精緻複雜的藝術,就是由於我們的科學知識,在麻醉藥的作用以及如何改進這些藥物等問題上,還遠遠落在其他藥物發展領域之後。

事實上,許多現代麻醉藥在結構特性及臨床效用上,都與乙醚有共通點;乙醚是1846年由美國波士頓牙醫莫頓(William Morton)首度公開使用、並獲致成功的麻醉藥。至今,單在北美地區,每年就有多達4000萬名病人使用了全身麻醉藥。然而自莫頓以來,麻醉照護的進展,大部份都著重在發展複雜的藥物遞送系統和控制麻醉藥風險與副作用的策略上。


今日,全身麻醉藥是臨床使用上最強效的神經系統活性抑制劑,甚至還會影響到呼吸及心臟功能的調節,導致這些藥物的安全範圍相當狹窄,也就是說,有效與有害(甚至致死)劑量之間的差別極小。這也是為什麼在心肺功能已然不健全的病人身上,好比急救中的重傷患者或是正在進行開心手術的病人,必須使用低於正常值的麻醉藥劑量,因此也就可能在手術中出現短暫的清醒,好比前述的電影情節一般。


雖說對全身麻醉病人的照顧曾經有過全面改進,而使得像器官移植及開心手術這類複雜的操作變得可行,但是這些麻醉藥的強力神經抑制作用,卻使得手術病人死於麻醉的可能性更勝於手術過程。過去15年來,與麻醉相關的死亡率始終維持在每1萬3000位病人有一位左右,在安全施用這些有毒藥物上,麻醉醫師似乎已經達到了他們能力的上限。再者,伴隨全身麻醉出現的一些嚴重副作用,從呼吸道控制喪失到記憶與認知功能的缺失不等,也可能是由現行使用的麻醉藥對中樞神經系統的廣泛作用所造成,只不過我們的了解仍然有限。


對此,科學應該還能夠做得更好;最新的一些研究進展,也顯示了科學將如何辦到這一點。


進入麻醉狀態


今日使用的麻醉藥,全都是經驗下的產物;也就是說,這些藥物都是經由實際應用,而確認了它們具有產生麻醉狀態的預期效果。至於麻醉狀態的主要組成,則包括鎮定、無意識(有時稱為催眠狀態)、無法動彈、無痛覺(止痛),以及麻醉期間無記憶(失憶)等。許多研究團隊(包括筆者於加拿大多倫多大學的團隊在內)藉著研究麻醉藥造成這些麻醉狀態的機制,而釐清了藥物的作用。這類研究顯示,這些強效藥物的作用與神經系統中的某幾類細胞,具有高度專一的互動關係,而產生了麻醉狀態的不同特性。


在擁有這些知識之後,我們終將準備就緒,告別乙醚時代而向前行,發展具高度專一性的新一代藥物;這些藥物可混合使用以獲致所需的麻醉效果,且不會造成危險。這種研究還有一項附加的好處,就是對相關醫療也能提供助益,好比與麻醉享有共同機制的鎮定劑及安眠藥。


根據施用方式,麻醉藥可分成吸入式及注射式兩大類,前者包括異氟醚(isoflurane),後者則包括丙泊酚(propofol)。這些藥物看起來都會造成病人深睡,但大多數現代全身麻醉藥所引起的身體狀態,卻更接近藥理性昏迷。為了進一步了解這些麻醉藥的作用機制,研究人員使用磁共振造影(MRI)及正子斷層掃描(PET)等技術,已確定腦中某些特定部位及神經線路,與麻醉狀態的某些特定組成有關。例如,藥物對脊髓的麻醉作用,使病人無法動彈;而藥物引起大腦中海馬的改變,則與失憶有關(海馬是參與記憶成形的腦區)。手術過後,某些病人出現的副作用裡,長期記憶不良為其中一種,可能就是麻醉藥於海馬的殘餘作用。


由於意識是種複雜的經驗,神經科學家也還在激辯意識的確切定義究竟為何,因此,要指出麻醉狀態下,哪個單獨的腦部構造引起了無意識狀態,並不是容易的事。目前主要的理論之一認為,無意識只不過是「認知功能解離」的結果,意思是說,參與高級認知過程的許多腦區,彼此間的聯繫遭到了阻斷。就算在局部層面,我們也可以把成群的神經元想像成巨幅電話網絡中的線路,而全身麻醉藥的作用,就好比是把電話交換機上的插頭拔了出來。至於麻醉藥如何作用在神經系統中的單一神經元,進而阻斷神經元之間聯繫的細節,目前的研究已獲得了讓人興奮的進展。


20世紀的大多數時候,一般公認麻醉藥的作用是干擾了細胞膜的脂肪組成。絕大多數的麻醉藥屬於高度脂溶性物質,其化學組成從簡單的惰性氣體,到複雜的類固醇不等。由於這些物質的物理及化學性質變異甚大,因此支持了「麻醉藥必然是經由非專一性作用來降低神經元功能」的想法。然而現代研究卻發現:麻醉藥實際上是與神經細胞表面的多種專一性蛋白互動,而產生作用。這些蛋白就是所謂的「受體」,而不同版本的受體家族,則會分佈在中樞神經系統的不同區域。這種「特定受體亞型只存在於某些類型的神經細胞」的現象,也就決定了哪些神經細胞會受到某種麻醉藥的影響。


因此,當今的研究重點在於確定:目前使用的麻醉藥作用於哪些受體亞型,並了解這些藥物與受體如何進行互動,而改變了細胞功能,以及細胞的這些功能變化,又是如何產生理想的或不受歡迎的麻醉「症候」。