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全球首个全眼移植手术

环球科学  · 公众号  · 科学  · 2024-10-12 22:00

主要观点总结

全球首次全眼球移植手术完成,患者Aaron James参与了一项医学创举。尽管手术成功移植了眼球并恢复了部分功能,但恢复视力仍存在困难。手术过程中涉及多个医学领域的突破和创新,包括大型医学团队的协作、复杂的眼球解剖结构学习、手术导板的创建等。然而,如何让视神经再生仍是实现恢复视力的关键难题。

关键观点总结

关键观点1: 全球首次全眼球移植手术完成

患者Aaron James参与了一项医学创举,成功接受了全眼球移植手术。手术过程中涉及多个医学领域的突破和创新。

关键观点2: 手术恢复部分功能但视力恢复困难

尽管手术成功移植了眼球并恢复了部分功能,但患者无法看到移植眼球以外的任何东西。恢复视力仍是难题,因为供体的视神经与受体的大脑连接再生仍是未知领域。

关键观点3: 手术涉及多个医学领域的突破和创新

手术过程中涉及大型医学团队的协作、复杂的眼球解剖结构学习、手术导板的创建等。医生事先在尸体上练习了至少15次以确保手术的准确性。

关键观点4: 如何让视神经再生仍是关键难题

尽管手术取得了重大进展,但恢复视力仍存在困难。如何让视神经再生是实现恢复视力的关键,但目前仍缺乏有效的方法来实现这一目标。


正文


原文作者:Julian Nowogrodzki

首个包含眼球移植的面部移植完成了一次手术创举,但要恢复视力仍障碍重重。


Aaron James现在有一只蓝眼睛和一只棕色眼睛——前一只是他自己的,后一只来自史上首次全眼球移植手术。来源:Haley Ricciardi/NYU Langone Health

对Aaron James来说,他还没完全接受自己完成了史上首次全眼移植手术。这位来自美国阿肯色州的47岁父亲表示:“能参与这么重大的事件让我非常激动。”


2021年,当时作为高压线路工人的James在一场电力事故中受重伤,失去了主力左臂、左眼、下巴和鼻子。有两年左右的时间,他无法进食固体食物,失去了正常人的味觉、嗅觉和说话能力。


2023年5月,他在纽约大学Langone Health接受了首个全眼和面部移植手术。 术后一年多,移植的左眼仍很健康——视网膜能对光线做出反应,但James看不到这之外的任何东西。


“这是一次医术卓群的手术。”2011年在美国开展了首个全面部移植手术但未参与James手术的耶鲁大学医学院的外科医生Bohdan Pomahač说,“这些作者实现了新的创新突破。”该手术不久前以论文形式发表于JAMA [1]

马拉松手术

一个大型医学团队将一位大脑已无功能性活动的供体的整只左眼、眼球周围的骨关节窝、鼻子、一根下巴骨和相关肌肉、神经和血管移植到了James身上。 整个手术时长21小时。


医生从未期望给James移植的眼球能恢复视力,该论文第一作者说。这是因为没有证据表明供体的视神经能与James的大脑成功相连。 视神经负责将视网膜的信息传送给大脑,是中枢神经系统的一部分,而如何让这个系统再生一直是个谜。 但这次手术无疑让研究人员离能恢复视力的眼球移植更近了一步,Ceradini表示这一直是一个“圣杯”。


James需要面部移植,也愿意承担尝试性眼球移植的相关风险,他希望这能为今后接受移植的人提供帮助。“我本来就要在面部移植术后服用免疫抑制剂了,”他说,“我们能做的是再多得到些什么。”

练习、练习

眼球的外科解剖非常复杂,团队事先在尸体上练习了至少15次 ,Ceradini说。


这次的手术离不开多项科学进展。团队本质上从现有理论基础上发展出了一种新型手术方式,Pomahač说。给双眼供血的动脉与给面部其他部分供血的动脉不一样。为确保供体眼球不会失血过久,外科医生将为供体眼球供血的动脉与供体颈外动脉的一个分支相连,颈外动脉是从颈部附近开始的一条大血管。整个组装结构再被移植到James身上,这个手术之前从未在人类中完成过。Pomahač.说:“他们找到了移植眼球又不破坏血流的方法。”


另一个进展是3D打印手术导板的创建 ,能让外科医生精准提取需要适配James面部的供体骨骼数量。这种导板基于对供体和James面部的计算机断层扫描,并在手术期间叠加在他们的面部之上。Ceradini说:“供体的那部分在这里完美匹配,就像卡扣式拼图一样。”


手术后,没人知道移植后的眼球会怎么样,Ceradini说,“眼球会缩小吗?视网膜能工作吗?”

瘙痒感

James术后醒来后,他注意到的第一个变化就是嗅觉。 已经两年没有嗅觉的他非常感恩,虽然他闻到的是“医院”的味道, 他笑着说


大约一周半后,他首次看到了自己的新面容。即使现在,每当他路过一面镜子,他还是会看得出神。他出门再也不需要像手术前那样戴眼罩和面罩了。重新长出的胡子也令他欣喜不已。


移植后的眼球不能动也看不见东西,但眼球的压强和血流都正常,视网膜也能对光有反应。 James能感受到眼窝深处有一种瘙痒感,眼球周围的感觉也在慢慢恢复。Ceradini说,眼球周围神经的重新生长比较随机。

恢复视力

目前无法断言将来是否能实现让受体重获视力的眼球移植。 Ceradini认为这在不远的未来可以实现,Pomahač却不赞同。不过,两人都认同实现 这个目标还或缺的一个关键因素,那就是如何让视神经再生 。Pomahač认为这几乎是不可能的。他说:“如果我们能实现大脑或脊髓再生,这大概就有希望。”


不管怎样, James和他的妻子Meagan还有他们19岁的女儿Allie心态都很好 ,毫不介意相互开玩笑。Allie最近在抖音 (TikTok) 上给他父亲完成的任务打了分,“创造了医疗史,100/10;但仍旧是个光头。”

参考文献:

1. Ceradini, D. J. et al. JAMA https://doi.org/10.1001/jama.2024.12601 (2024).


原文以 World’s first whole-eye transplant: the innovations that made it possible 标题发表在2024年9月9日《自然》的 新闻 版块上


© nature

Doi:10.1038/d41586-024-02906-4

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