Зміст
- Причини пересадки голови
- Процес відбору отримувачів донорів
- До хірургічного втручання
- Хірургічний процес
- Після хірургічного втручання
- Підтримка та подолання
Подальша хірургічна операція на хребті та, можливо, велика фізична терапія могли б ідеально відновити як відчуття, так і рухову функцію. Однак такі функції, як дихання та їжа, повинні тимчасово підтримуватися вентилятором та трубкою для годування, перш ніж зв'язки між мозком та тілом будуть належним чином відновлені.
Поряд з невизначеністю щодо медичної вигоди від трансплантації голови, існує також ймовірний ризик, пов’язаний із процедурою, включаючи хронічний невропатичний біль, відторгнення донорського тіла та токсичність органів для імунодепресантів.
Оскільки хірургічні методи стають більш вишуканими та послідовними, такі процедури, як трансплантація тканин та органів, а також реплантація (повторне прикріплення відрізаної частини тіла) мали відносно високі показники успіху. З більш ніж століттям прогресу в трансплантації деякі пацієнти та хірурги почали розглядати трансплантацію голови як потенційне рішення прогресуючих захворювань, які з часом стають термінальними, але не впливають на функцію мозку.
Успіх у процедурах трансплантації голови на мишах, собаках та мавпах був незначним. Багато хірургів критикують нинішній рівень успіху, досягнутий на моделях тварин.
Більше того, медична спільнота ставить під сумнів, чи достатньо розроблені методики для практичної чи етичної трансплантації голови на людині. Ефективність використання тіла донора для одного реципієнта, а не для багаторазових трансплантацій органів, також заперечується. Хірурги Серхіо Канаверо та Сяопін Рен, серед інших, планують зробити першу трансплантацію голови людини в найближчі роки. Яка теорія підтримує їхні амбіції?
Причини пересадки голови
Взагалі, трансплантація голови буде показана, коли мозок людини залишається нормальним, але функція організму сильно порушена або передбачається її збій таким чином, що впливає на довготривале виживання. Її не можна було б продовжувати чиєсь життя, коли організм зазнає невдачі внаслідок природних процесів старіння.
Люди молодого віку можуть вважатися кандидатами, якщо вони перенесли гостру травму хребта, що призвела, наприклад, до квадрипарезу, або якщо вони мають прогресуюче дегенеративне захворювання, яке не вражає мозок. М’язова дистрофія призводить до прогресуючої втрати дихальної функції та рухливості у дітей та молодих людей, але це не впливає на мозок. Люди з неоперабельним або запущеним раком, які не метастазували в мозок, також враховуються для трансплантації голови, оскільки існує обмежив подальше лікування на цій стадії.
Трансплантація голови застосовувалась би як останнє лікування, коли інші медичні втручання не давали результатів. Це було б обмежено доступністю донорів.
Хто не є добрим кандидатом?
Важко передбачити, хто може, а що не може стати ідеальним кандидатом для трансплантації голови. Ці критерії виключення будуть розроблені після того, як процедура буде впроваджена, а потенційні ризики ускладнень та невдач будуть краще зрозумілі.
Як зазначалося, аномалії, що впливають на мозок, швидше за все, будуть критерієм виключення. Хтось, хто переносить голову, повинен мати значну соціальну підтримку, включаючи постійну медичну допомогу та допомогу у повсякденному житті, протягом місяців, якщо не років. Витрати, пов'язані з самою процедурою, також могли б бути великими, і як початкове експериментальне втручання вона може не покриватися медичним страхуванням.
Процес відбору отримувачів донорів
Донором тіла може бути той, хто переніс смерть мозку, ймовірно, внаслідок катастрофічної травми, проте штучно підтримується до тих пір, поки не стане трансплантація голови. Це дозволило б зберегти здоров’я та функції тканин організму, що в іншому випадку повинно бути нормальним. Донору для процедури трансплантації голови також потрібно буде відповідати зросту та імунотипу реципієнта.
Намір служити донором тіла, ймовірно, повинен був бути заявлений до отримання травми. Подекуди донорство органів є за замовчуванням, але чинне законодавство, ймовірно, не стосується можливості донорства тіла.
В даний час для трансплантації голови не встановлено формалізованих покажчиків чи систем донорства, оскільки це поки що не доведена процедура.
До хірургічного втручання
Як і будь-яка хірургічна операція, а точніше будь-яка трансплантація органу, існує великий процес, необхідний для підготовки реципієнта до процедури. Це може включати повне медичне та психіатричне обстеження. Потрібно продемонструвати, що трансплантація голови є одночасно необхідною і безпечною, і що одержувач донорського тіла, ймовірно, матиме довгостроковий успіх.
Можна уявити офіційну неврологічну оцінку з використанням візуалізації, яка включає комп’ютерну томографію (КТ) та магнітно-резонансну томографію (МРТ) мозку, а також електроенцефалограму (ЕЕГ). Серцево-судинна оцінка судин голови та шиї також може мати важливе значення при КТ-ангіографії або ультрасонографії, які можуть відігравати певну роль. Подальші оцінки вуха, носа та горла (ЛОР) і навіть стоматолога можуть відігравати роль у виявленні відхилень. Навіть дослідження сну для пошуку обструктивного апное сну може бути важливим.
Системна оцінка стану здоров’я може бути важливою для виявлення хронічних медичних розладів, які можуть вплинути на успіх трансплантації. Наприклад, може знадобитися тестування на хронічні інфекції, діабет, дисфункцію щитовидної залози та інші відхилення. Можливо, важливо виключити тих, хто палить, вживає алкоголь або вживає інші заборонені наркотики.
Для пересадки голови може бути важливо повністю ліквідувати імунну систему донорського тіла, щоб запобігти відторгненню. Це може бути здійснено за допомогою опромінення та антитіл, тоді власний кістковий мозок реципієнта буде використаний для заміщення імунної системи донора. Перешкодами для цього є підтримка донорського тіла в живих умовах без ефективної імунної системи за тижні до трансплантації голови та негативний вплив на нервові клітини, які будуть злиті з реципієнтом під час трансплантації.
Хірургічний процес
Досі жодної трансплантації голови людині не проводили. Тим не менше, хірурги, зацікавлені в проведенні процедури, підготували протоколи, що планують кроки майбутньої трансплантації голови. Однак багато медичних експертів критикували важливість або значущість експериментальних досліджень, цитованих у запропонованому протоколі трансплантації голови людини, оскільки хірургічні прецеденти, створені у тварин, не завжди застосовні до хірургії людини. Багато із запланованих інструментів і такі методи, як трансекція спинного мозку, хімічні фузогени (агенти, що дозволяють клітинам зливатися), та стимулювання спинного мозку ще недостатньо вивчені для їх відповідного використання при трансплантації голови людини.
У запропонованому протоколі чотири бригади хірургів одночасно працювали над реципієнтом та донором.
Підтримка життєво важливих функцій організму
Підготовка до операції починалася б з трахеотомії, введення вентиляційної трубки та використання вентилятора для стабілізації тіла донора, коли зв'язок мозку та тіла порушується. Кисень крові, температура тіла та артеріальний тиск контролюватимуться в міру прогресування операції.
Постійний приплив крові до тіла донора під час передачі важливий для підтримки нормального рівня кисню в тканинах та органах тіла донора. Основні кровоносні судини мали б вставлені пластикові трубки (ця канюля створила б шунт). Потім кровотік буде перенаправлений на апарат життєзабезпечення, який називається апарат екстракорпоральної мембранної оксигенації (ECMO), який постачає кров киснем і циркулює незалежно від серця та легенів.
Температура хребетної тканини донора знижувалася б шляхом введення холодних розчинів у простір уздовж стінки хребця (епідуральна) або між твердою мозковою оболонкою та павутинною оболонкою спинного мозку (субдуральний).
Коли температура тканин хребта падає, організм стає готовим до трансплантації.
Підготовка Одержувача
Тим часом голова реципієнта знеболюється (а мозкова діяльність обмежена) при введенні барбітурату або пропофолу. Активність мозку контролюється за допомогою ЕЕГ протягом усього процесу, після чого реципієнт проходить аналогічну хірургічну підготовку, як і донор.
Потік крові з голови направляється на машину ECMO, щоб зробити її незалежною від серця та легенів.
Як варіант, переривання кровотоку можна уникнути шляхом шунтування кровотоку з сонних артерій та яремних вен голови реципієнта та тіла донора. Обидва методи зберігають безперервну циркуляцію крові до мозку, яка необхідна для запобігання інсульту та смерті мозку.
Викликання переохолодження мозку є ключовим фактором для запобігання пошкодження під час процедури. Більш низькі температури тканин зменшують ризик низького пошкодження мозку киснем (аноксія), уповільнюючи його метаболізм. Температуру мозку можна знизити за допомогою бівентрикулярного охолодження, внутрішньоартеріального охолодження або суміжних методів. Охолоджуючий шолом тоді підтримує переохолодження мозку.
Додаткові нейропротекторні речовини, такі як перфторан, сірководень або лідокаїн, можуть циркулювати, щоб обмежити аноксію в мозку.
Коли голова реципієнта та донорський спинний мозок досягли досить низької температури (глибоке переохолодження), починається процес трансплантації.
Три етапи хірургічного втручання
Операція з трансплантації голови потенційно мала б три фази:
Передній підхід
Для початку область шиї реципієнта та донора буде відкрита, оголюючи м’язи та судини шиї та хребта. М'язи та судини будуть марковані, щоб згодом їх можна було з'єднати між реципієнтом та донором.
Трахея і стравохід будуть перерізані, а гортанні нерви реципієнта будуть збережені цілими.
Задній підхід
Реципієнт і донор будуть розташовані так, щоб можна було отримати доступ до задньої частини хребта. Буде зроблений розріз по довжині верхнього відділу хребта, а тіло хребців-мішеней та тканина твердої мозкової оболонки внизу будуть розрізані для оголення спинного мозку.
Спинномозковий анастомоз
Скальпель використовувався б для розрізання спинного мозку. Була б збережена додаткова довжина спинного мозку, щоб дозволити регулювати порізи відповідно до довжини та точок кріплення як реципієнта, так і донора. Коли голову реципієнта видаляють, кров буде стікати з голови (знекровлена). Кровоносні судини голови промиватимуться лактатом Рінгера, що запобіжить згортанню крові пошкодження мозку.
Голова і тіло були б вирівняні, а титанова пластина була б розміщена на передній частині області шиї для стабілізації голови та тіла. Потім основні кровоносні судини реципієнта підключалися до кровоносної системи донора і починали отримувати кров.
Найглибші м’язи кріпляться швами, а потім стравохід, трахея та зовнішні м’язи.
Потім тіло перевертали, щоб закінчити кріплення спинного мозку. Корегуючі зрізи робили б так, щоб вони відповідали довжині між реципієнтом і донором, потім розрізані кінці спинномозкових суглобів сплавляли за допомогою клею, складеного з фузогенів, а потім зашивали. Лікування фузогенами в ідеалі дозволило б відновити пошкоджені нейрони і мозок пацієнта сформувати нейронний зв’язок з тілом донора.
Як тільки спинний мозок з’єднається, захисна тверда оболонка хребта буде зшита назад. Також можливо, що введення апарату стимуляції спинномозкового стимулятора (SCS) в епідуральний простір за хребтом може бути використано для сприяння відновленню нейронів.
Ускладнення
Найбільш вірогідним ускладненням, пов’язаним з трансплантацією голови, було б невиконання процедури встановлення необхідних зв’язків для збереження нормальних функцій організму.
Це може проявлятися у втраті мозкового кровотоку, що призводить до ішемії та пошкодження мозку, інсульту або смерті мозку. Втрата кисню в мозку може бути такою ж шкідливою. Порушення гематоенцефалічного бар’єру може призвести до інфікування або травмування тканин мозку.
Організм може зазнати подібних ускладнень, втрата крові або кисню спричиняє пошкодження або відмову органів.
Якщо нервовій системі не вдається відновити зв’язок, це може вплинути на рух, відчуття та функцію органів (потенційно може призвести до паралітичної кишки, нейрогенного сечового міхура, нейрогенної кишки або інших проблем).
Імунна система може відкинути трансплантований орган, ефективно створюючи руйнівну битву за стирання між головою та новим тілом.
Після хірургічного втручання
Хірургічне втручання могло б супроводжуватися тривалим спостереженням у відділенні інтенсивної терапії. Голова, шия та хребет були б стабілізовані, щоб максимізувати зрощення спинного мозку.
Дихання та кровообіг опосередковуються через системи життєзабезпечення, і годування потрібно буде подавати через єюностомічну трубку, поки рух відновлюється.
У міру одужання фізична терапія, подібна до реабілітації при квадриплегії, застосовуватиметься для сприяння нервовим зв’язкам між мозком та новим тілом. Відновлення функції діафрагми, важливе для самостійного дихання, буде постійно оцінюватися.
Прогноз
Немає достовірної інформації, щоб передбачити, як поводитись людина після трансплантації голови. Імовірно, що імунодепресія протягом усього життя буде необхідною для запобігання відторгненню донорського організму. Тварини, які отримали трансплантацію голови без використання імуносупресії, виживали протягом обмеженого періоду часу - від декількох годин до максимум 29 днів.
Ризики, пов'язані з імунодепресією при трансплантації органів, що виконуються в даний час, включають помірно підвищений ризик зараження або раку.
Імунодепресанти, які розглядалися для запобігання відторгненню голови або тіла донора, включають:
- Сіролімус
- Такролімус
- Циклоспорин А
- Белатацепт
- Рапаміцин
- Преднізон
- Мікофенолат мофетил
Висока доза, тривале застосування імунодепресантів може спричинити вторинне пошкодження органів донорського організму, таких як нирки, залежно від конкретних використовуваних препаратів та кількості, необхідної для запобігання відторгненню. Деякі з перерахованих імунодепресантів не мають відомих токсичних ефектів, але їх потрібно буде перевірити на їх ефекти при комбінованому застосуванні для трансплантації голови.
Підтримка та подолання
Психологічне консультування, ймовірно, було б корисним під час адаптації до нового тіла, боротьби з побічними ефектами операції та основних змін способу життя. Справа з несприятливими наслідками (тобто проблемами відновлення відчуття, рухливості або функції кишечника та сечового міхура) також могла б створити психосоціальні перешкоди.
Слово з дуже добре
Навряд чи найближчим часом людині можна було б здійснити трансплантацію голови. Проте теоретичне дослідження теми, включаючи етичні та технічні міркування, може бути цікавою вправою. Ці мисленнєві експерименти готують нас до реальності, яка з часом може стати можливою в міру розвитку медичної науки.