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世界上第一例眼部移植手术是一个巨大的飞跃——但视力仍然难以实现
【字体: 大 中 小 】 时间:2024年10月29日 来源:AAAS
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三年前,公用事业线路工人亚伦·詹姆斯(Aaron James)被高压电缆击中,失去了半张脸和一条胳膊。
三年前,公用事业线路工人亚伦·詹姆斯(Aaron James)被高压电缆击中,失去了半张脸和一条胳膊。
去年,这位47岁的老人接受了面部和整个眼睛的移植手术,这是同类手术中的首例。手术耗时21小时,140名医护人员参与了手术。
据医学杂志《美国医学会杂志》(JAMA)最近报道,詹姆斯正在取得显著进步。虽然他不能从移植的眼睛里看到东西,但它继续保持正常的血压和血液流动,而且没有缩小(以前在动物身上尝试眼睛移植时会发生这种情况)。医生们说,这次手术为“进一步的进步和正在进行的研究奠定了基础”。
虽然以前也做过面部移植手术,但它们在外科手术史上的历史相对较近,第一例部分移植发生在2005年,第一例完全移植发生在2010年。截至2023年9月,全球已进行了50例此类手术。
每年有数以万计的角膜移植手术——部分眼部移植手术。但这是一个更直接的操作。
首先,眼睛是由许多像带子一样的肌肉固定的,这些肌肉帮助眼睛在周围运动,无数的小血管使眼睛的肌肉和组织保持活力。眼睛难以移植还有第二个更为复杂的原因:视神经。
视神经将电子信息传递到大脑的视觉皮层。这条神经是中枢神经系统的延伸,所以把一只眼睛和它的相关神经连接到另一个大脑并不简单。
如果用数字来形容,这可能是有史以来最难完成的重新布线工作,因为大约有120万个神经细胞与视神经有关。将这些与另一个人的相关视神经和视觉皮层相匹配几乎是不可能的,特别是因为人与人之间形成神经的神经的确切数量可能是不同的。每条神经都负责你所看到的一小块区域,映射到大脑的一个特定区域。
这种入射的光能触发了一个生化级联反应,通过视网膜上的感光细胞将其转化为电能。电能被传送到大脑后部,形成我们所看到的图像。
为了增加这种复杂性,来自每只眼睛的一些光信息最终到达大脑的另一侧,以帮助构建一个完整的图像。信息是倒过来投进你的眼睛的,所以大脑也通过与前庭系统(内耳的一个系统,提供平衡和方向感)合作来解决这个问题,这样我们就能以正确的方式理解一切。
眼内的视网膜细胞也是另一个复杂因素。它们非常脆弱,需要持续的血液供应。没有它带来的氧气,它们在短短12分钟内就会死亡。为了解决这个问题,给詹姆斯做手术的外科医生确保了捐献眼睛的血液供应。
我们的身体被认为有两个神经系统:中枢神经系统,它包括大脑,脊髓,包括眼睛的视网膜,以及周围神经系统,它几乎涵盖了所有的东西。
众所周知,中枢神经系统中的神经具有非常有限的修复能力。数百万眼部外伤患者的视网膜受损,导致视力丧失,这些都证明了这一点。
这很难说。然而,有一些有趣的动物研究表明,当我们发育成不同的身体细胞(在这种情况下,视网膜细胞)时,重新激活胚胎信号通路是驱动我们体内干细胞的过程,可能有助于修复神经。其他脊椎动物,如蝾螈和斑马鱼,即使受到严重损伤,也能修复视网膜。
干细胞在修复由眼睛外层(角膜)损伤引起的失明方面显示出惊人的效果,特别是在一个人的一只眼睛受损的情况下。从健康的眼睛中取出干细胞,在实验室中培养,然后转移到受伤的眼睛中,重新填充和修复受损的角膜,恢复功能。
如果双眼都受伤,可以使用新鲜尸体眼睛的供体干细胞。但接受者需要终生服用免疫抑制药物。这可能会导致并发症,例如增加病毒、细菌或真菌感染的风险。
至于詹姆斯,他移植的眼睛的视网膜细胞对光有反应,信息沿着视觉通路被处理。不幸的是,这并不能转化为愿景——但是,这从来都不是期望。
因此,当涉及到全眼移植时,正在取得进展,但仍有重大困难需要克服。然而,这个手术是一个人非凡旅程中的又一个里程碑,也是移植外科成就的又一个里程碑。