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换头有望?两位医生在中国研究头部移植 他们如何完成这个高难度挑战

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 Evelyn Zhang • 2018-05-17 18:38:02 来源:前瞻网 E1083G0

用螺栓将头部固定到颈部,将一股电力传送到身体。这是恐怖电影中的一幕,但这在一项新的研究来说就是现实:意大利科学家塞尔吉奥·卡纳维洛和中国外科医生任晓平正在制定一项计划,将人的头部移植到颈部螺栓上——从而帮助那些脊髓损伤和瘫痪的患者恢复运动能力。

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(图源:YouTube)

虽然人体头部移植所需的科学和医学进展正在迅速接近合理性,但伦理和道德方面的主要障碍依然存在。

卡纳维洛和任晓平最近在两个尸体上进行了试验,这引起了医学界的愤怒,医学界宣称人体头部移植是“假新闻”。然而,本月出版的一组独立科学家进行的一项研究表明,尽管表面看来这不过是一种幻想,但人体头部移植所需的科学和医学进展正在迅速接近合理性,但主要的伦理和道德方面的障碍依然存在。

外科医生已经对小鼠、老鼠和一只狗实施了手术试验,它们都在手术中幸存下来,甚至恢复了一些运动功能。

“现代科学怪人”

虽然这听起来很离谱,但让一个分离的人头活着并不是主要的绊脚石,甚至可能现在是可能的。无意识的头部将会保持在非常寒冷的温度(50华氏度)下以减轻脑损伤,并且可以连接两台泵来实现,一台提供连续血流,另一台提供氧气。

一种名为聚乙二醇的粘合剂将用于将志愿者的头部与捐赠者身体的脊髓连接起来。计划是诱使志愿者昏迷一个月,​​同时重建血液和新神经网络,希望身体不会对头部产生排异反应——这是所有移植手术中固有的风险类型。除了脊柱,头部还必须重新连接到气道、食道和血管。

目前,主要障碍是将头部的脊髓与供体的脊髓融合。如果不成功,身体会瘫痪,这是一个尚未解决的医疗问题。

卡纳维洛和任晓平在12月发表了一项研究,研究试验中他们切断了12只狗的脊髓。然后他们将聚乙二醇附至7只狗的切口,并且还传送了电刺激。在接下来的两个月中,治疗组的狗恢复了一些运动功能,而对照组的狗则没有。在早期的动物研究中,任晓平对小鼠和大鼠以及狗都进行了脊柱融合技术的完整头部移植,但他们都恢复了一些运动功能,虽然它不稳定并且不完全正常。

“我们已经证明,用这种技术,融合脊髓是可能的,”任晓平说(Canavero没有回复多个评论请求)。 任晓平承认这个项目是“有争议的”,但坚持认为有必要拯救那些“身体已经死亡但大脑还在工作”的人们,包括那些患有神经肌肉退行性疾病、终末期癌症和多器官衰竭的人。

也就是说,他现在的重点是由于事故或其他原因导致脊髓损伤和瘫痪的患者。“这些患者目前并没有很好的策略,他们的死亡率非常高,所以我试图利用这种技术来使这些患者受益,”任晓平说。 “这是我未来的主要战略。”

Valery Spiridonov成为自愿参加世界首次次全面头部移植的人,原本Sergio Canavero已经打算亲自操刀上手术台,但他后来改变了主意——Spiridonov患有严重的肌肉萎缩症,并一直是轮椅使用者。

免疫学问题

第二个主要的技术障碍是免疫学,或者如何防止头部排斥身体,反之亦然。 “你必须把它看成是身体是供体器官,头部是受者的情况——这不是头部移植,而是身体移植。”Hardy表示。

身体对头部产生排异反应不太可能,因为头部中产生的白血球很少,而正是这些产生自骨髓的白血球构成了整个免疫系统。移植受体的一些免疫抑制药物——包括靶向白细胞的塔克洛莫司和环孢霉素等免疫抑制药物,对大脑有毒性。然而,大脑受到血脑屏障的保护,通常会阻止它们进入。也就是说,在这种情况下“漏洞不可预测的”。

研究者主要关心的是头部对身体产生排异反应。如果发生这种情况,包括心脏在内的各个器官都会关闭,病人会死亡,但是在手术前有办法预备身体以避免这种情况,比如将受体的所有骨髓从头部取出,欺骗它认为身体是它自己的免疫系统的一部分。

使用类似的策略,近年来,肾移植患者在六个月的常规免疫抑制剂药物治疗后,已经能够生存两年而没有服用免疫抑制药物。“免疫抑制不会成为现在10到20年后的主要障碍,”Hardy说。尽管如此,还是缺乏研究,可能出错的地方是还有很多很多。

例如,在任晓平对动物的研究中,虽然小鼠和大鼠成功地将他们的脊髓重新连接并恢复了部分运动功能,但由于“肠道问题”,他们在大约两周后全部死亡。

“肠道不工作的想法并不令人意外,这是可以预测的,”Hardy说。大脑是从脊髓分支并遍布整个身体的神经的起源点,这使得肠子蠕动、刺激心跳并引发各种其他功能。 “这就是现在Canavero还没有准备好做任何事的原因之一。”Hardy说。

任晓平同意。“当然,我们仍然需要在使用不同动物的实验室进行更多的研究,”他说。他目前专注于重新连接脊髓的问题。之后,他们将继续解决其他问题,例如肠道问题和中枢神经系统。

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(图源:CNBC)

心理学和伦理学的门槛还很难克服

奥本大学的社会学家和伦理学家Allen Furr说,尽管从技术上讲,我们可能很快就能进行人体头部移植手术,但“它并不那么简单”,他也参与合著了5月份的报告。 “道德是复杂的,现在我的看法是,我们不知道这对于未来来说是否是好主意,我们根本没有准备好去做。”

一个显而易见的问题是心理上的影响。 “我们不知道大脑会如何对拥有与之前不同的身体做出反应,”Furr说。 “心理上,我们预计会出现混乱,”移植接受者必须学会如何控制他们的“新”身体。除此之外,“人们开始了解自己的过程将变得复杂起来”,尤其是当移植手术变得更加先进时,现在“其他人”和“自己”混淆的比例会增加,Furr说。

“有些人预测这种做法是一种灾难,人们会疯掉,”Furr说。虽然毫无疑问会出现心理调整困难,还需要大规模、长时间的康复,但Furr并不认为这一结果就是绝对的。

“历史会告诉我们人们真的可以调整,”Furr说。在对面部移植的研究中,例如,接受者的手术中,迄今为止全世界总共约44人表示他们已经改善了心理健康,获得了更多的闲余生活空间和更高的生活质量。另外,预选会非常重要。

从历史上看,在第一次心脏移植和手部移植发生之前,科学界也出现了强烈的道德反应,但后来两者都停止了。随着手术越来越普遍,人们看到了这种手术的实用性和“排斥”因素减少。尽管如此,头部移植仍存在重大的道德和伦理困境,无论它是否值得追求。

这是一个令人难以置信的昂贵的研究领域。也许更为显著的是,虽然身体移植手术会使一位受体受益,但身体内的器官在理论上可以使20个人受益。

医学伦理学家也担心知情同意,特别是在这个早期的临床前阶段——会利用那些原本就绝望的人。此外,动物保护主义人士对实验动物的痛苦表示强烈关注—一张脖子上带有缝合线的猴子照片特别让人不安。

对于选择到底是拯救一名患者,还是需要单个器官的许多患者,任晓平表示这将是寻找合适身体捐献者的问题。一个脑死亡的捐助者可以拯救几个人,

对于选择到底是拯救一名患者,还是需要单个器官的许多患者,任晓平表示这将是寻找合适身体捐献者的问题。

“但我们可以采用不同的策略,”可以把捐献者的身体当作一个基础,比如在其中植入头部主人的原有身体器官,或者植入在实验室环境下培养的器官等等。这是制药公司已经做的一些事情,使用微型“类器官”来测试某些药物。

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