醫生完成首例成功的面部和全眼移植

外科醫生將部分面部和一個完整的眼球移植到一名遭受嚴重電燒傷的男子身上。他目前還無法用這隻眼睛看到東西,但初步證據表明它可能保留了一些功能

Aaron James with Dr. Eduardo Rodriguez stnd in fron of a house

移植手術一個月後,亞倫·詹姆斯(移植後)與愛德華多·羅德里格斯醫生在阿肯色州溫泉城合影,當時詹姆斯剛回到家。

Russ Geltman/紐約大學朗格尼健康中心

本週醫生宣佈,他們已經完成了首例成功的部分面部和全眼移植手術。今年五月,在紐約市的紐約大學朗格尼健康中心,一位 46 歲的男子接受了手術,他因電擊事故導致面部、左眼和左臂嚴重燒傷。移植的眼睛目前還沒有視力,並且可能永遠無法恢復視力,但早期證據表明,眼睛本身是健康的,並且可能能夠向大腦傳遞神經訊號。

這項壯舉開啟了恢復因受傷而毀容或失明的人們的外觀,甚至可能是視力的可能性。研究人員警告說,在這樣的手術能夠有效治療視力喪失之前,還存在許多技術障礙。

“我認為這是一個重要的原理驗證,”斯坦福大學拜爾斯眼科研究所眼科教授兼主任傑弗裡·戈德堡說,他沒有參與這次手術,但一直是一個致力於在人體內進行全眼移植的團隊的成員。“我認為這指出了機會和重要性,我們真的站在能夠為失明患者更廣泛地[實現]眼移植和視力恢復的邊緣。”但他警告說,主要的障礙是實現視神經的再生,視神經將視覺訊號從視網膜傳遞到大腦;這一步尚未在人體中成功得到證實。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


尖端的三維 (3D) 計算機外科手術計劃,以及患者特定的 3D 切割導板,實現了骨骼的精確對齊以及可植入鋼板和螺釘的最佳放置。圖片來源:Joe Carrotta/紐約大學朗格尼健康中心

面部和角膜移植以前已經進行過,但據紐約大學朗格尼團隊所知,這是首次成功移植整個眼球(無論是否與面部一起移植)。首次部分面部移植手術於 2005 年在法國進行。截至 2021 年,全球已進行了近 50 例面部移植手術。1969 年,德克薩斯州醫生康拉德·摩爾聲稱曾嘗試進行首例人體全眼移植,但並未成功。在批評聲中,摩爾後來撤回了他的說法,稱他只移植了眼睛的外部部分——鞏膜和角膜。儘管隨後的分析表明,他實際上可能移植了整個眼球,但它並沒有形成血液供應。

最近的移植手術由紐約大學朗格尼健康中心面部移植專案主任兼整形外科系主任愛德華多·羅德里格斯及其同事進行。接受者是阿肯色州的退伍軍人亞倫·詹姆斯,他在 2021 年 6 月在俄克拉荷馬州擔任電力線路工人時,面部接觸到了帶電電線。事故導致他的面部左側嚴重燒傷,包括左眼、鼻子和嘴唇,以及左臂(他的優勢肢)的大面積損傷。詹姆斯被轉移到德克薩斯州的一家醫院,在那裡他接受了多次重建手術。他的左眼因疼痛而被摘除,左臂在肘部以上被截肢並安裝了假肢鉤。他昏迷了六週,他說他不記得從事故發生後到他在醫院醒來之間的任何事情。

(警告:敏感內容。點選檢視未刪減影像) 亞倫·詹姆斯移植前(左)和移植後 5 個月。圖片來源:紐約大學朗格尼健康中心漢斯約爾格·維斯整形外科系

事故發生兩個月後,羅德里格斯和他在紐約大學朗格尼健康中心的同事注意到了詹姆斯的病例。在接下來的一年裡,他們與亞倫·詹姆斯和他的妻子梅根討論了面部移植的可能性。最終決定也移植捐贈者的眼睛,因為即使詹姆斯永遠無法恢復視力,該器官也將有助於恢復他的面容外觀。與任何移植手術一樣,他的免疫系統有可能排斥這隻眼睛——但他已經需要為面部移植服用免疫抑制藥物。

詹姆斯於 2023 年 2 月被新增到移植等待名單中,在 5 月的陣亡將士紀念日週末,一位捐贈者被確定:一位 30 多歲的已故男子,他的家人同意捐獻他的器官。詹姆斯和他的家人飛往紐約市進行手術,手術於 5 月 27 日進行。移植的面部部分包括鼻子、左眼瞼和眉毛、嘴唇、下層顱骨、鼻骨和下巴骨、顴骨,以及右眼下方的所有肌肉和神經組織。整個左眼和視神經被移植,並且來自捐贈者骨髓的幹細胞也與它們一起移植,希望幫助視神經再生。手術本身持續了 21 個小時,涉及 140 多人,包括醫生、護士和支援人員。

詹姆斯此後恢復良好。他能夠說話,雖然他目前還不太能移動嘴唇和麵部肌肉,但羅德里格斯說,隨著時間的推移,他將恢復很多這種能力。他現在又能自己吃飯了,他的妻子梅根說他胃口很好。詹姆斯甚至能夠參加他女兒的高中畢業典禮,他說保持幽默感對他的康復至關重要。

亞倫·詹姆斯和妻子梅根合影。亞倫曾在國民警衛隊服役十年。圖片來源:詹姆斯一家

羅德里格斯和其餘的手術團隊對詹姆斯的康復非常滿意。“到目前為止我們看到的一切,沒有人預料到,”他說。“即使我們沒有獲得視力,我也會告訴你,在目前的這個時間點,一切看起來都非常令人興奮。”

截至移植後六個月,詹姆斯尚未報告移植的眼睛有任何視力。但紐約大學格羅斯曼醫學院眼科副教授瓦伊德希·德達尼亞表示,測量結果顯示,這隻眼睛獲得了良好的血液流動,並保持了正常的眼壓,德達尼亞一直參與監測捐贈眼睛的健康狀況。

“我們確保了捐贈者的眼睛在移植前處於極佳的健康狀態,”德達尼亞說。移植後大約九天,“我們能夠看到血液正在透過眼睛泵送,並且真正透過視網膜迴圈為整個視網膜提供良好的血流和良好的氧氣。這真的非常非常了不起,”她補充道。

捐贈眼睛黃斑(視網膜的中心部分)的橫截面成像顯示,移植後它變薄了——但這在預料之中,因為血液供應必然被打斷了,並且視網膜中仍然存在相當數量的感光細胞——視網膜中的感光細胞,德達尼亞說。初步測試表明,感光細胞似乎對光有反應。然而,醫療團隊計劃很快進行更嚴格的後續測試以證實這一點。

“目前的研究似乎表明,[眼睛]和大腦之間可能存在某種交流,”羅德里格斯說,他拒絕進一步評論他的團隊已提交給期刊發表的初步研究結果。“然而,我們希望透過國家認可的專家使用更高保真度的裝置進一步驗證這一點。”

手術持續了大約 21 小時,包括一個由 140 多名外科醫生、護士和其他醫療專業人員組成的團隊。圖片來源:Joe Carrotta/紐約大學朗格尼健康中心

多年來,科學家們一直在努力實現全眼移植。“我想說,長期以來,這都是科幻小說,”匹茲堡大學醫學院眼科系教授兼主任何塞-阿蘭·薩赫爾說,他一直與戈德堡和其他人一起致力於此類移植。外科技術和神經再生方面的進展使這個目標看起來更加可實現。儘管眼移植已經在齧齒動物身上取得了一些成功,但動物的眼睛比人類的眼睛小得多,血管化程度也低得多。戈德堡和他的團隊對豬眼進行了一些研究,豬眼與人類的眼睛更相似,但視神經再生仍然是一個挑戰。

“這項手術成功的事實是一個好訊息,”薩赫爾說。他警告說,手術只是為了恢復眼睛功能而需要解決的問題的一小部分。其中包括確保免疫系統不會排斥捐贈者的眼睛,這對於任何型別的移植都是一個挑戰。然後,必須重新連線角膜神經——它將感覺訊號從眼睛的透明部分傳遞出去。然而,最複雜的部分是再生視神經。為了做到這一點,外科醫生必須誘導神經纖維生長到正確的位置,薩赫爾說,這可能需要數月甚至數年時間。並且尚未在人類或其他哺乳動物身上成功實現完全的視神經再生。

即使視神經可以再生,也存在大腦是否能夠解釋來自移植眼睛的訊號的問題。大腦具有很強的可塑性,因此有理由希望它可能能夠適應新的輸入。在這些問題得到解決之前,“我懷疑您是否會在恢復功能方面獲得成功的移植,”薩赫爾說,並補充道,“我期待看到這位患者的更多結果。”

坦雅·劉易斯大眾科學的高階編輯,負責健康和醫學報道。她為網站和印刷雜誌撰寫和編輯有關從 COVID 到器官移植等主題的文章。她還出現在大眾科學的播客Science, Quickly上,並撰寫大眾科學的每週健康與生物學新聞通訊。她在大眾科學的八年工作中擔任過多個職位,包括健康編輯、助理新聞編輯和大眾科學心理版副編輯。此前,她曾為Insider、Wired、Science News等媒體撰稿。她擁有布朗大學的生物醫學工程學位和加州大學聖克魯茲分校的科學傳播學位。在 Bluesky 上關注她 @tanyalewis.bsky.social

更多作者:坦雅·劉易斯
© .