本次移植手术的创新之处就是“全眼移植”,目前还不能说移植眼具有或能恢复视力。
当地时间11月9日,美国纽约大学朗格尼医学中心(NYU Langone Health)官宣,成功完成全球首例全眼联合局部面部移植。据悉,该例手术实施迄今已有6个月。受者已出院回家,日常经门诊随访、康复。移植眼球尚未恢复视力,但整体呈现出重要的健康迹象,包括血供良好,部分视网膜细胞存活,“眼球湿润,非常健康”。“包括我国在内,角膜移植已经常态化。但这么多年,多国都在研究全眼移植却没有成功者。难点主要在3方面,包括克服免疫排斥,血管吻合以保障血液供应,以及供体和受体的视神经缝合连接。以动脉、静脉的吻合为例,如果血液供给不足,或者回流不畅,眼球会发生坏死。”某大型三甲医院、从医40余年的眼科主任告诉“医学界”,移植术后器官存活达半年,是移植成功的重要标准之一。美国“联合器官共享网络”首席医疗官大卫·克拉森博士(David Klassen)形容前述手术是“技术巅峰之作”,“或将推动器官移植和眼科诊疗取得更大进展。”46岁的亚伦·詹姆斯(Aaron James,左一)在术后第一次观察自己的脸。图源/NYU Langone Health
“拆除绑带后,我第一次看到那只眼睛,颜色不一样了。我的丈夫原本是蓝眼睛,现在变成了淡褐色。”梅根·詹姆斯(Meagan James)说。其夫亚伦·詹姆斯(Aaron James)今年46岁,是前述手术的受者。2021年6月,亚伦在任高压电巡线员时遭遇事故,脸部接触到带电高压线,导致其左脸严重烧伤,左眼、鼻子、嘴唇、左臂等多部位受创。亚伦被送至美国德克萨斯州的一家医院接受治疗。由于伤情重、疼痛剧烈,医院摘除了他的左眼,截去左肘以下部位并安装假肢。多次面部重建手术后,亚伦的鼻子、嘴唇仍呈缺损状态。事故发生的6周后,亚伦终于恢复意识。他请妻子给自己拍张照。梅根犹豫了,反复问他:“你确定吗?”从左到右分别是事故发生前,面部移植前,面部移植后。图源/NYU Langone Health
和医疗团队讨论后,亚伦决定接受面部移植。2005年,法国完成世界首例局部面部移植手术,伊莎贝尔·迪诺尔(Isabelle Dinoire)被移植了一个新的鼻子和嘴。截至2021年,全球已完成约50例局部或全脸移植。亚伦遭遇事故的2个月后,德克萨斯州医疗团队和NYU Langone面部移植外科首席医生爱德华多·罗德里格斯(Eduardo Rodriguez)取得联系。后者确认接手亚伦的面部移植手术。他还提出“联合移植”方案:不仅移植部分面部组织、器官,还想完成左眼的全眼移植。“我告诉亚伦,对他而言,这充其量是个美容整形手术,有助于恢复面部外观,未必能恢复视力。但它对于医学发展非常重要。”爱德华多说。截至当时,全球没有人体全眼移植的成功经验,仅有一些团队在啮齿动物中取得部分成功。1969年4月,美国眼科医生康纳德·摩尔(Conard Moore)自称完成全球首例人体全眼移植。术后,移植眼无法形成血供,手术失败。学术界曾就该例手术是否为全眼移植,展开过激烈讨论。“人体全眼移植的难度堪比登月。”爱德华多表示,视神经是中枢神经系统的一部分,负责向大脑传递视觉信号。重建这些神经连接是全眼移植后恢复视力的基本要求,也是最大挑战。难点之一是,手术部位距离大脑非常近,若发生感染,很可能诱发脑膜炎、造成死亡。直到2022年6月,NYU Langone团队还在评估手术风险等。今年2月,NYU Langone伦理委员会等部门终于审核通过亚伦的手术方案。他正式进入“联合器官共享网络”的供体等候名单。3个月后,亚伦等到了适宜的捐赠者。那是一名30多岁的男子,双眼状况良好,年龄、肤色和亚伦匹配。他的肾脏、肝脏和胰腺挽救了另外3个人的生命。2023年5月,亚伦·詹姆斯和NYU Langone面部移植外科首席医生爱德华多·罗德里格斯(Eduardo Rodriguez,左)。图源/NYU Langone Health
手术安排在当地时间2023年5月27日。这是美国登记在册的第19例面部移植,也是爱德华多主刀的第5例。术前,医疗团队利用3D打印模型等,拟定了供体、受者的面部切割和填充方案,制定细致到分的时间表,并多次进行模拟操作。手术占了两个手术室,分别是供体室与受体室。一组外科医生在受体室内,对亚伦进行面部准备。爱德华多等人则在供体室内分离、解剖供者的脸部和眼球。解剖后,爱德华多利用3D打印技术,给供者“再造”了一张完整的面部,然后将他送回给家人。接着,两组人马在受体室内会合。针对亚伦的局部面部移植包括鼻子、左侧上下眼睑、左眉、上下唇,以及部分头骨、面颊组织和骨骼、鼻骨和下巴骨段等。全眼移植涉及整个左眼、眼窝,包括眼眶骨、底层肌肉、周围组织和视神经等。全部手术时长达21小时。140余名医生、护士和医疗保健人员参与其中。NYU Langone中心利用3D打印技术模拟手术,以精准对齐骨骼,确认螺钉等最佳放置位置。图源/NYU Langone Health
NYU Langone消息显示,本次移植手术的创新之处就是“全眼移植”。其中有两个关键步骤。第一,吻合供体眼和亚伦的视神经。据悉,早在德克萨斯州团队摘除亚伦左眼前,曾和NYU Langone联系。后者请求其尽可能多地保留左眼视神经。“这是神来之笔。”前述眼科主任告诉“医学界”,如果前期没有留够视神经长度,后续吻合可能就无从谈起。“这和电线截短了、没法接,是一样的。”复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科副主任医师、上海市医学会眼科学分会眼眶及眼整形学组副组长程金伟告诉“医学界”,视神经吻合对于眼球血供非常重要。“眼球一部分血供就是通过神经血管完成的。”程金伟还表示,全眼移植的血管吻合工作量极大。部分原因是要吻合的微小血管很多,但眼眶内可操作空间非常小。“置入眼球、软组织后,要保证吻合效果、实现器官存活,但不改变眼球形态,非常不容易。”第二,手术团队事先提取、纯化供者的CD34+干细胞,然后在移植过程中注入到吻合的视神经中。“CD34+干细胞具有潜在的免疫调节作用,或有助于修复受损细胞、促进视神经再生。”NYU Langone移植和细胞治疗中心执行董事塞默·AI·霍姆西(Samer Al-Homsi)指出,这是本次手术中的一大创举。国际上已有较多文献,关注纯化CD34+干细胞治疗移植物功能不良。在Haen等报道的20例单倍型造血干细胞移植患者中,纯化CD34+干细胞输注治疗移植物功能不良,可达到80%的有效率。还有报道显示,间充质干细胞输注也可治疗移植后原发和继发移植物功能不良。全眼移植后约9天,医疗团队发现,移植眼的血供正常,视网膜循环良好。手术持续约21个小时。图源/NYU Langone Health
术后,亚伦在重症监护室呆了17天,就被转入普通病房。这是爱德华多团队经手的面部移植者中恢复最快的一次。不久后,亚伦出院回家,日常要使用抗排异药物。经门诊康复治疗,他恢复了味觉、嗅觉,能咀嚼固体食物。今年10月的复查让医疗团队看到更多好消息。亚伦的面部有刺痛感,说明面部神经愈合不错。左眼睑仍不听使唤、无法自主抬起,但用手指按压,会有压迫感。亚伦的左眼仍没有视力,但眼球饱满、湿润、有弹性,眼压正常,没有排异反应迹象。眼周肌肉能观测到极细微活动。纽约大学眼科医生瓦伊德希·迪达尼亚(Vaidehi Dedania)进一步检查发现,进行核磁共振成像时,移植眼接触到光线后,扫描设备会记录到一些来自大脑的信号。“移植眼的视网膜存在预期损伤,但这或许说明,其中仍然有相当数量的感光细胞。它们或能将光转换为电信号。这是视觉生成的一环。”“这已经远远超出预期。我们最初设想移植眼至少存活90天。我们没想过他可能会‘看见’。”医疗团队指出。程金伟表示,现在还不能说移植眼“能具有视力”。“视觉形成过程很复杂,大致可以形容为光线依次通过角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体(折射光线),聚集于视网膜、形成物像,然后通过视神经传导视觉信息,在大脑视觉中枢形成视觉。”“视神经非常脆弱、很难再生。一旦受损,里面的神经纤维束、神经细胞就可能坏死,神经信号传输中断。也就是说,视神经吻合后,我们能看到完整形态,但它未必能和颅脑关联、有效传导视觉信号。”程金伟指出,碍于此类手术难度,国内几乎没有全眼移植的临床研究。《科学美国人》报道,目前,在人类或其他哺乳动物中没有成功的视神经再生案例。未来医学界或能找到办法,诱使神经纤维束继续生长,直至正确位置。这可能需要数月甚至数年。到那时,学界需要解决第二个问题,就是帮助大脑“解读”移植眼发出的信号。“大脑具有较强的可塑性,有理由相信它能适应新的信号输入。”NYU Langone消息称,在未来的随访中,亚伦会完成视网膜电图检查在内等一系列检查,以随时更新移植眼恢复情况。“如果最终证明移植眼能恢复任何形式的神经功能或视觉信号,都将是颠覆性的突破。”资料来源:
1.NYU Langone Health Performs World’s First Whole-Eye & Partial-Face Transplant. NYU Langone Health
2.Doctors Complete First Successful Face and Whole-Eye Transplant. Scientific American
3.Doctors Perform First Partial-Face, Full-Eye Transplant — Stem cells injected into optic nerve, but unclear whether recipient will regain his sight. Medpage Today
4.Novel Insights Into the 1969 Whole-Eye Transplant: Medical Ethics and Evolving Safety Mechanisms. American Journal of Ophthalmology. Volume 238, June 2022, Pages 120-127
*"医学界"力求所发表内容专业、可靠,但不对内容的准确性做出承诺;请相关各方在采用或以此作为决策依据时另行核查。