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寻找失去的光明眼球移植之路越走越宽

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-12-10 编辑:智慧

作者:张章资料来源:中国科学新闻,发布日期:2015/4/2 8:52336018

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寻找失去光明之眼移植之路越来越宽

如果你认为有些事情不可能实现,那就什么都不会发生

外科医生起亚华盛顿和维贾伊戈兰特拉(右)

照片来源:CREATIVE SERVICES

维贾伊戈兰特拉正在匹兹堡大学医学中心(UPMC)的实验室里移动一只盲猪 在外科手术室耀眼的灯光下,他冒险走进一个阴暗的角落。

戈兰特拉的领地是一个简单的地方,可以紧紧地捆绑7.5克细胞束:眼睛 猪和人类有相似的眼科解剖。作为整形和重建外科医生,戈兰特拉将动物的视神经一分为二。 现在的问题是,他能把它公之于众吗?

当一只眼睛失明时,黑暗开始降临 从某种意义上说,那些治疗眼睛受伤和疾病的人只是在黑暗中摸索。 对于视神经受损的女孩和60岁因青光眼只能看到光和影的人来说,他们能给予的很少

医生可以移植心脏和肺等器官,现在戈兰特拉希望把眼球也放在名单上。 他和他的同事们正在积极准备。 最大的困难是诱导神经再生,并将供体的眼球与受体的大脑连接起来。 他们还必须为移植的眼球建立血流。控制免疫系统的反应;维持眼睛湿润、眨眼和聚焦的复杂机制 即使在动物实验中,也没有人成功过,所以戈兰特拉从零开始:摘下猪的眼球并重新接上

去年秋天,美国国防部(DOD)决定拨款125万美元给三个中心,包括戈兰特拉实验室,在两年内开发全眼移植动物模型。 2013年,马里兰州国家眼科研究所(NEI)宣布了其“大胆目标创新计划”眼科研究计划的获胜者 NEI主管保罗塞林格(Paul Sieving)表示,选择(眼球和视觉系统的神经再生和神经连接)包括但不限于眼睛移植。 "科幻小说最终会成真,不是吗?"也许就像戈兰特拉说的,“如果你认为某事不可能,什么也不会发生。” "

从你的手开始

戈兰特拉至少从1998年起就牢牢记住了这句格言。 当时,他从英国曼彻斯特飞往美国路易斯维尔。作为一名刚刚在英国接受外科训练的新手,他将参加世界第一手外科手术项目。 六个月后,1999年1月,一名在烟花事故中失去手的病人接受了15个小时的手术。

手移植与以前的器官移植非常不同 戈兰特拉说,“作为一个坚固的器官,当你移植它并重建血管时,它就开始工作了。” “它需要的是血液供应 “手包括神经、皮肤、骨骼和骨髓 所有这些都会影响移植的成功。 在路易斯维尔,戈兰特拉协助进行了两次手部移植,并跟踪病人多年。 他回忆道:“这是一个自学和发现的过程。” 我每天都站在病人面前,了解排异反应是如何发生的,以及病人是如何适应排异反应的。 “

2006年,他来到UPMC建立了一个手部移植项目 那时,面部移植刚刚出现,戈兰特拉想知道她是否能做这样的手术。 他遇到的病人是伊拉克战争的老兵,他们的脸在战争中遭受了严重的创伤。

虽然戈兰特拉可以给这些病人提供一张新的脸,但有些人失去了眼睛,他无法恢复视力 对他们和其他盲人来说,最好的方法是使用导盲犬。 “这是我们最好的方法 加州大学圣地亚哥分校的神经科学家安德鲁胡伯尔曼说

因此,戈兰特拉没有继续研究面部移植,而是专注于视力问题。 大约5年前,他开始和眼科医生一起研究眼球移植。 “我曾经认为‘这太疯狂了’ 成功的障碍尤其大。 UPMC眼科中心主任乔尔舒曼回忆道 最大的问题是眼球的许多部分属于中枢神经系统。与手和脸的周围神经不同,中枢神经系统被认为不能自我修复。 戈兰特拉渴望挑战这一观点。 他回忆道:“有些人说我在制造混乱,他们开始疏远我。” “

再生视神经

他开始寻求历史的帮助 在挖掘医疗文件的过程中,戈兰特拉发现了可追溯到1885年的插图和手写记录,当时法国巴黎的一名眼科医生将兔子的眼球移植给一名年轻女孩。 接下来是另一项努力。 当然,这些尝试都以失败告终,戈兰特拉说:“兔子的眼睛立刻拒绝了 “但是这些早期的尝试”给了我继续下去的信心。"

超过100万个视网膜神经节细胞构成了人类眼球的视网膜层 每一个都有一根被称为轴突的神经纤维与大脑相连。 这些纤维结合形成视神经,筛分称之为“一根100万条电话线的电缆”

在2011年出版的杂志《自然》中,哈佛大学神经学家何志刚及其同事表示,他们破坏了小鼠的视神经,并删除了视网膜神经节细胞中的两个基因。 失去这两个基因可以帮助神经元感受压力和增殖,尤其是它们可以促进至少10%的神经增殖。 斯坦福大学的神经生物学家本巴瑞斯没有直接参与这项研究,他说其他实验室也复制了这项工作,并证实“老鼠的轴突可以长时间再生”

但是这些新的神经纤维能到达正确的位置吗?2012年,哈佛大学神经科学家拉里本诺维茨提供的早期证据表明,他们至少可以部分地将轴突延伸到大脑的视觉中心 初步数据显示,老鼠的瞳孔能够对光做出反应,这表明它们已经恢复了一些视力,尽管数量很少。 他目前正在研究再生神经功能

尚不清楚眼睛恢复视力需要多少神经细胞 “大脑非常擅长获取相对稀缺的输入数据,并充分利用这些数据 ”胡伯尔曼说,但是没有人知道最小值是多少 当人工耳蜗被用来恢复听力时,许多科学家震惊地发现只需要16个电极就能作用于听觉神经。 “每个人都认为刺激成千上万根神经纤维工作需要成千上万个电极 致力于视网膜研究的哈佛神经学家约翰道林说

无论如何,视神经再生的发现给人们带来了希望,不仅仅是移植:眼球移植还很遥远,可能只适用于少数盲人。 然而,加州大学圣地亚哥分校神经学家和眼科专家杰弗里戈德堡说,即使移植从未成功,再生研究也将有助于推动“各种后续研究和技术” 这些方法可以包括将再生技术与眼睛治疗相结合的方法,例如视网膜假体、基因治疗等。

Grow and Grow

2012年,本诺维茨和戈德堡应邀在匹兹堡大学福克斯视力恢复中心发表演讲。 “维贾伊是观众 ”贝诺维茨说 之后,外科医生开始与神经科医生联系,共同研究眼睛移植。

第二年,他们三个开始合作 很快,其他神经科医生、外科医生和眼科医生也加入了进来。 为了扩大国防部的资助,他们正在从基金会和政府机构寻找资金来源。

甚至一些怀疑论者也加入了进来 15年前,巴黎视觉研究所所长何塞阿兰萨赫勒认为他的同胞130年前移植兔眼的实验失败是解决这个问题的第一次也是最后一次尝试。 尽管他反对,他的一个天才学生还是做了一个眼睛移植实验。萨赫勒告诉她这个项目很奇怪,仅此而已。 现在,他正与匹兹堡大学、哈佛大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员合作。 “这一切似乎不再不可能。这是一次巨大而疯狂的尝试 ”他说

现在,戈兰特拉正试图改进它的猪模型,并正在考虑捐赠的眼球可能来自哪里。 “普通器官捐献者都是脑死亡 他说,“大多数捐献者头部受伤或脑部受伤。” 因此,他担心当涉及眼球时,视神经会因脑损伤而受损。 一组来自印度普拉萨德眼科研究所的作者正在检查脑死亡个体的眼球功能。 戈兰特拉还在考虑如何在眼球摘除后更好地保护眼球。目前,视网膜离开人体后只能存活4小时。

“我们不知道的事情太多了 ”戈兰特拉说,“我们甚至不知道我们不知道的东西 “在某种程度上,这也是他最激动人心的地方 (张章)

《中国科学报》 (2015-04-02第三版国际)

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