Содержание
- Причины пересадки головы
- Процесс отбора доноров-реципиентов
- Перед операцией
- Хирургический процесс
- После операции
- Поддержка и помощь
Последующая операция на позвоночнике и, возможно, обширная физиотерапия могут идеально восстановить как чувствительность, так и двигательную функцию. Однако такие функции, как дыхание и прием пищи, должны временно поддерживаться вентилятором и питательной трубкой, прежде чем связи между мозгом и телом будут надлежащим образом восстановлены.
Наряду с неопределенностью медицинских преимуществ трансплантации головы, также существуют вероятные риски, связанные с процедурой, включая хроническую невропатическую боль, отторжение тела донора и токсичность иммунодепрессантов для органов.
Поскольку хирургические методы стали более совершенными и последовательными, такие процедуры, как трансплантация тканей и органов, а также реплантация (повторное прикрепление отрезанной части тела) имели относительно высокие показатели успеха. Благодаря более чем столетнему прогрессу в трансплантации, некоторые пациенты и хирурги начали рассматривать трансплантацию головы как потенциальное решение прогрессирующих заболеваний, которые со временем становятся терминальными, но не влияют на функцию мозга.
Операции по пересадке головы, выполняемые мышам, собакам и обезьянам, имели ограниченный успех. Многие хирурги критически относятся к нынешнему уровню успеха, достигнутого в моделях на животных.
Более того, медицинское сообщество задается вопросом, достаточно ли разработаны методы для практического или этического выполнения трансплантации головы человеку. Также оспаривается эффективность использования донорского тела для одного реципиента вместо трансплантации нескольких органов. Хирурги Серджио Канаверо и Сяопин Рен, среди прочих, планируют в ближайшие годы попробовать первую пересадку головы человека. Какая теория поддерживает их амбиции?
Причины пересадки головы
Как правило, трансплантация головы показана, когда мозг человека остается нормальным, но функции организма серьезно нарушены или ожидается, что он потерпит неудачу, что повлияет на долгосрочное выживание. Его нельзя использовать для продления чьей-либо жизни, когда тело выходит из строя из-за естественных процессов старения.
Молодых людей можно рассматривать в качестве кандидатов, если они перенесли острую травму спинного мозга, которая привела, например, к квадрипарезу, или если у них прогрессирующее дегенеративное заболевание, не поражающее мозг. Мышечная дистрофия приводит к прогрессирующей потере дыхательной функции и подвижности у детей и молодых людей, но не влияет на мозг. Люди с неоперабельными или запущенными формами рака, которые не метастазировали в мозг, также рассматривались для трансплантации головы, поскольку существует ограниченное дальнейшее лечение на этом этапе.
Пересадка головы будет использоваться в качестве лечения последней линии, когда другие медицинские вмешательства не увенчались успехом. Это будет ограничено наличием доноров.
Кто не хороший кандидат?
Трудно предвидеть, кто может быть или не быть идеальным кандидатом на пересадку головы. Эти критерии исключения будут разработаны после внедрения процедуры и лучшего понимания потенциальных рисков осложнений и неудач.
Как уже отмечалось, отклонения, влияющие на мозг, скорее всего, будут критерием исключения. Человеку, перенесшему пересадку головы, потребуется значительная социальная поддержка, включая постоянную медицинскую помощь и помощь в повседневной жизни в течение месяцев, если не лет. Затраты, связанные с самой процедурой, также, вероятно, будут значительными, и как первоначально экспериментальное вмешательство, оно может не покрываться медицинской страховкой.
Процесс отбора доноров-реципиентов
Донором тела может быть тот, кто перенес смерть мозга, вероятно, из-за катастрофической травмы, но искусственно поддерживается до тех пор, пока не произойдет пересадка головы. Это сохранит здоровье и функцию тканей организма, которые в противном случае должны быть нормальными. Донор для процедуры трансплантации головы должен также соответствовать росту реципиента и иммунотипу.
Намерение стать донором тела, вероятно, должно быть заявлено до травмы. В некоторых местах донорство органов является стандартной процедурой, но действующий закон, скорее всего, не рассматривает возможность донорства тела.
В настоящее время не существует формализованных индексов или систем донорства для трансплантации головы, поскольку это еще не проверенная процедура.
Перед операцией
Как и в случае любой операции, а точнее, любой трансплантации органа, требуется обширный процесс, чтобы подготовить реципиента к процедуре. Это может включать полное медицинское и психиатрическое обследование. Необходимо продемонстрировать, что трансплантация головы необходима и безопасна, и что получатель пожертвования тела, вероятно, будет иметь долгосрочный успех.
Можно представить себе формальное неврологическое обследование с визуализацией, включающее компьютерную томографию (КТ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ) мозга, а также электроэнцефалограмму (ЭЭГ). Сердечно-сосудистая оценка сосудов головы и шеи также может иметь значение, при этом вероятно, что здесь сыграют роль КТ-ангиография или УЗИ. Дальнейшее обследование у специалиста по уху, носу и горлу (ЛОР) и даже у стоматолога может иметь значение для выявления аномалий. Даже исследование сна для выявления обструктивного апноэ во сне может быть важным.
Системная оценка состояния здоровья может иметь важное значение для выявления хронических заболеваний, которые могут повлиять на успех трансплантации. Например, может потребоваться тестирование на хронические инфекции, диабет, дисфункцию щитовидной железы и другие отклонения. Может быть важно исключить тех, кто курит, употребляет алкоголь или другие запрещенные наркотики.
Для трансплантации головы может быть важно полностью устранить иммунную систему тела донора, чтобы предотвратить отторжение. Этого можно добиться с помощью радиации и антител, тогда собственный костный мозг реципиента будет использоваться для замены иммунной системы донора. Препятствия на этом пути включают поддержание жизни донорского тела без эффективной иммунной системы за несколько недель до трансплантации головы и негативное воздействие на нервные клетки, которые будут сливаться с реципиентами во время трансплантации.
Хирургический процесс
Пересадка головы человеку еще не производилась. Тем не менее, хирурги, заинтересованные в проведении процедуры, подготовили протоколы, планирующие этапы будущей трансплантации головы. Однако другие медицинские эксперты неоднократно критиковали значимость или актуальность экспериментальных исследований, упомянутых в предлагаемом протоколе трансплантации головы человека, поскольку хирургические прецеденты, установленные на животных, не всегда применимы к хирургии человека. Многие из запланированных инструментов и такие методы, как перерезка спинного мозга, химические фузогены (агенты, которые позволяют клеткам сливаться вместе) и стимуляция спинного мозга, еще не были хорошо изучены для их применимого использования при трансплантации головы человека.
В предлагаемом протоколе четыре команды хирургов будут работать вместе с реципиентом и донором одновременно.
Поддержание жизненно важных функций организма
Подготовка к операции должна начинаться с трахеотомии, введения вентиляционной трубки и использования аппарата ИВЛ для стабилизации тела донора, когда связь между мозгом и телом нарушена. Кислород крови, температура тела и артериальное давление будут контролироваться по мере продвижения операции.
Непрерывный приток крови к телу донора во время переноса важен для поддержания нормального уровня кислорода в тканях и органах тела донора. В крупные кровеносные сосуды будут вставлены пластиковые трубки (эта канюля создаст шунт). Затем кровоток будет перенаправлен на аппарат жизнеобеспечения, называемый аппаратом экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО), который поставляет кислород в кровь и циркулирует независимо от сердца и легких.
Температура ткани позвоночника донора может быть снижена путем введения холодных растворов в пространство вдоль стенки позвонка (эпидуральная анестезия) или между твердой мозговой оболочкой и паутинной оболочкой спинного мозга (субдурально).
Когда температура тканей позвоночника падает, организм готов к трансплантации.
Подготовка получателя
Тем временем голова реципиента анестезируется (и активность мозга ограничивается) введением барбитурата или пропофола. Активность мозга контролируется с помощью ЭЭГ на протяжении всего процесса, после чего реципиент проходит такую же хирургическую подготовку, как и донор.
Кровоток из головы направляется в аппарат ЭКМО, чтобы сделать его независимым от сердца и легких.
Альтернативно, прерывания кровотока можно избежать, шунтируя кровоток из сонных артерий и яремных вен головы реципиента и тела донора. Оба метода поддерживают непрерывное кровообращение в мозг, что необходимо для предотвращения инсульта и смерти мозга.
Вызвать переохлаждение мозга - это ключ к предотвращению повреждений во время процедуры. Более низкая температура тканей снижает риск повреждения мозга кислородом (аноксия) за счет снижения скорости его метаболизма. Температуру мозга можно снизить с помощью бивентрикулярного охлаждения, внутриартериального охлаждения или аналогичных методов. Охлаждающий шлем затем поддерживает гипотермию мозга.
Дополнительные нейрозащитные вещества, такие как перфторан, сероводород или лидокаин, могут циркулировать, чтобы ограничить аноксию в мозге.
Когда голова реципиента и спинной мозг донора достигают достаточно низкой температуры (глубокая гипотермия), начинается процесс трансплантации.
Три фазы хирургии
Операция по пересадке головы потенциально может состоять из трех этапов:
Передний доступ
Для начала открывали область шеи реципиента и донора, обнажая мышцы и кровеносные сосуды шеи и позвоночника. Мышцы и кровеносные сосуды будут отмечены, чтобы впоследствии их можно было соединить между реципиентом и донором.
Трахея и пищевод будут разрезаны, а гортанные нервы реципиента останутся нетронутыми.
Задний доступ
И реципиент, и донор будут расположены так, чтобы можно было получить доступ к задней части позвоночника. Делается разрез по длине верхнего отдела позвоночника, и тело целевых позвонков и ткань твердой мозговой оболочки под ним разрезаются, чтобы обнажить спинной мозг.
Спинальный анастомоз
Для разрезания спинного мозга использовался скальпель. Дополнительная длина спинного мозга будет сохранена, чтобы можно было подгонять разрезы в соответствии с длиной и точками прикрепления как реципиента, так и донора. Когда голова реципиента удаляется, кровь будет вытекать из головы (обескровливаться). Кровеносные сосуды головы будут промыты лактатом Рингера, который предотвратит повреждение мозга свертыванием крови.
Голова и тело будут выровнены, а на передней части шеи будет размещена титановая пластина для стабилизации головы и тела. Затем основные кровеносные сосуды реципиента будут подключены к системе кровообращения донора и начнут получать кровь.
Самые глубокие мышцы будут прикреплены швами, за ними следуют пищевод, трахея и внешние мышцы.
Затем тело переворачивали, чтобы завершить прикрепление спинного мозга. Регулирующие надрезы будут сделаны так, чтобы соответствовать длине реципиента и донора, затем отрезанные концы спинного мозга будут сращены с использованием клея, состоящего из фузогенов, а затем зашиты. В идеале лечение фузогенами позволило бы восстановить поврежденные нейроны, а мозг пациента сформировать нейронную связь с телом донора.
Как только спинной мозг соединен, защитная твердая оболочка позвоночника будет снова сшита. Также возможно, что введение аппарата для стимуляции спинного мозга (SCS), подобного кардиостимулятору, в эпидуральное пространство за позвоночником может быть использовано для ускорения восстановления нейронов.
Осложнения
Наиболее вероятным осложнением, связанным с трансплантацией головы, будет невозможность установить необходимые связи для сохранения нормальных функций организма.
Это может проявляться в потере мозгового кровотока, что приводит к ишемии и повреждению головного мозга, инсульту или смерти мозга. Отсутствие поступления кислорода в мозг также может быть опасным. Нарушение гематоэнцефалического барьера может привести к инфекции или повреждению тканей мозга.
Тело может страдать от аналогичных осложнений с потерей кровотока или кислорода, что приводит к повреждению или отказу органов.
Если нервная система не может восстановить соединение, это может повлиять на движения, ощущения и функции органов (что может привести к паралитической кишечной непроходимости, нейрогенному мочевому пузырю, нейрогенному кишечнику или другим проблемам).
Иммунная система может отторгать пересаженный орган, эффективно создавая разрушительную битву истощения между головой и новым телом.
После операции
После операции, скорее всего, последует длительное наблюдение в отделении интенсивной терапии (ОИТ). Голова, шея и позвоночник будут стабилизированы для максимального сращения спинного мозга.
Дыхание и кровообращение будут обеспечиваться через системы жизнеобеспечения, а кормление должно осуществляться через еюностомическую трубку, пока движение восстанавливается.
По мере выздоровления будет использоваться физиотерапия, аналогичная реабилитации при квадриплегии, для развития нейронных связей между мозгом и новым телом. Восстановление функции диафрагмы, важной для самостоятельного дыхания, будет постоянно оцениваться.
Прогноз
Нет достоверной информации, позволяющей предсказать, как поступит человек после пересадки головы. Скорее всего, потребуется пожизненная иммуносупрессия для предотвращения отторжения донорского тела. Животные, которым была проведена трансплантация головы без применения иммуносупрессии, выживали в течение ограниченного периода времени, самое большее от нескольких часов до 29 дней.
Риски, связанные с иммуносупрессией при трансплантации органов, выполняемой в настоящее время, включают умеренно повышенный риск инфекции или рака.
Иммунодепрессанты, которые были рассмотрены для предотвращения отторжения головы или тела донора, включают:
- Сиролимус
- Такролимус
- Циклоспорин А
- Белатасепт
- Рапамицин
- Преднизон
- Микофенолят мофетил
Длительное применение высоких доз иммунодепрессантов может вызвать вторичное повреждение органов донорского тела, например, почек, в зависимости от конкретных используемых лекарств и количества, необходимого для предотвращения отторжения. Некоторые из перечисленных иммунодепрессантов не обладают известной токсичностью, но их действие необходимо будет проверить при использовании в комбинации для трансплантации головы.
Поддержка и помощь
Психологическое консультирование, вероятно, будет полезно при адаптации к новому телу, преодолении побочных эффектов операции и серьезных изменений образа жизни. Преодоление неблагоприятных исходов (например, проблем с восстановлением чувствительности, подвижности или функции кишечника и мочевого пузыря) также может создать психосоциальные препятствия.
Слово от Verywell
Маловероятно, что пересадка головы может быть проведена людям в ближайшем будущем. Тем не менее, теоретическое исследование темы, включая этические и технические соображения, может быть интересным упражнением. Эти мысленные эксперименты подготавливают нас к реальности, которая в конечном итоге станет возможной по мере развития медицины.