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为两具遗体“换头”18小时,任晓平论文强调只是场“排练”

2017/11/24 来源:澎湃新闻/虞涵棋
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导读
11月21日,承载着诸多公众疑问的哈尔滨医科大学教授任晓平就“全球首例人类头部移植手术模型”举办了简单的媒体见面会。现场,他并未回答澎湃新闻有关脊髓修复的核心问题,只展示了数篇纸质版论文和一段动物实验的视频。

本文转载自“澎湃新闻”。

此前,任晓平接受《科技日报》采访时,就曾强调:“在接下来的一周时间里,有关本次头移植相关的数据、过程和结果将在美国学术杂志《SNI(surgical neurology international)》上发表,届时关于手术的全部详细过程都会刊登在上面。”

任晓平认为:“既然学术杂志会刊发论文,就证明手术做得有学术价值。”

澎湃新闻查询SNI期刊官方发现,SNI是一家开放获取的在线期刊,每月大约发表23篇文章。该期刊尚未被SCI收录,没有影响因子数据。

值得一提的是,SNI在首页声明:“不像其他限制争议性话题的医学期刊,SNI鼓励社论、评论和通讯中的讨论……这包括关于生物伦理、神经伦理、医学伦理、社会经济学、医保政策和医疗政治的讨论。”

那么,这篇论文写了什么内容呢?我们先来读一下论文摘要。

背景:人类此前从未尝试过头身连接,这是因为,受体和供体离断的脊髓无法重新“粘合”。最近的发展让头身连接有了可能性。我们在此报告头身重连的必要手术步骤。

路径:在哈尔滨医科大学,我们在两具人类遗体上排练了头身连接。

结果:手术在计划的18个小时内完成。排练取得了数个进展,包括手术步骤的优化、主要神经的分离(喉返神经)和脊椎稳定性的评估。

结论:完全的头身连接涉及几个专业领域,包括颈外科、血管外科、矫形外科、整形外科、胃肠外科、神经外科,还有操作人员。这次练习确认了人类头身连接的手术可行性,进一步验证了手术计划。

从摘要看来,论文并不涉及脊髓修复的细节讨论,尽管这是文章所承认的此前人类头部移植手术未曾实现的原因。手术取得的“数个进展”中也不包括脊髓连接。通过遗体“排练”,论文直接得出了“确认人类头身连接手术可行性”的结论。

其中,“排练”这个词的使用,显得比较特别。从论文全文来看,这的确是一篇记录任晓平和其意大利合作者卡纳韦罗提出的“换头术”,在遗体上的排练步骤说明,并在几处就“排练”步骤和应用在活体上的步骤差别进行解释。

“排练”步骤

论文引言部分首段,任晓平就抛出了前人未能掌握的“脊髓功能性重连已经实现”,并标注了5篇参考文献,均为任晓平和卡纳韦罗的文章。

实验所用的遗体,经由家人签字同意捐献。研究获得了哈医大人类研究伦理委员会的批准。

在引言的最后一部分,作者声明:不会就手术的伦理问题进行评论,这在别处得到了详尽的讨论。


之前(左)和全部缝合完成的头颅(右)

论文的第二部分,任晓平团队从前期准备开始,依次列出了完成手术的全部步骤,包括用金刚石刀片切断脊椎,将供体头颅低温保存1小时之内,依次缝合深肌肉、食道和器官、坐颈总动脉、迷走神经、前颈肌肉和皮肤。

接着是核心技术难点,脊髓连接。文章简单地写道:将连接体翻身,去除多余长度的脊髓,将两条椎管缝合在一起。不过,在活体实验中,会用到依靠体感诱发电位定位的负压力连接器,可被人体吸收。


前颈部分固定后进行脊椎连接

随后,硬脑膜用不可吸收的材料进行风险,尽管有感染风险,但能避免脑脊液泄露。脑脊液空隙将被盐水填充。随后,一个模拟的脊髓刺激器被固定在硬脑膜上。在活体手术中,刺激器会永久留在受体体内,连接导线和电池则在康复结束后移除。

接着,手术者缝合椎动脉,用一个“合成脊柱”维持后颈的稳定性,缝合后颈肌肉。

手术的最后一步,是扭动、拉动头身结合体,进行X光检查,确定无异位后,装上一个颈胸矫形支架。


最后装上支架

所谓“排练”,就是尽管手术是在两具遗体上进行,任晓平团队完全按照活体头颅移植的考虑操作的。论文的第三部分,就展现了任晓平团队针对活体手术的细节讨论。

比如将受体的头部连同喉部一起切下,使喉返神经保持完整,保留发声功能。这一步十分关键,能让受体进行术后交流;将脊柱从C3-C4髓节间横断,期待这种设计能支持脊髓电连续性恢复后的自主呼吸。

关于至关重要的脊髓连接,即卡纳韦罗和任晓平提出的GEMINI方案的细节,论文只就保持“新鲜度”进行了讨论:GEMINI的效果受到脊椎的新鲜度的影响。为了避免沃勒变性的影响,论文给出的方案是将供体和受体都多留出一些长度的脊柱,等到连接时再截去多余的部分。

GEMINI:“另一条高速公路”

那么,GEMINI方案,究竟要如何解决脊髓修复这个核心难点呢?综合卡纳韦罗和任晓平两人之前的文章来看,GEMINI方案的两大“法宝”是“胶水”和“刀功”,既用粘合剂聚乙二醇(PEG),辅以电刺激,促进神经细胞融合;另一方面是使切面尽可能减少对脊髓的伤害。

GEMINI方案并不追求对脊髓中的无数神经元进行精确对接。两人认为,在对接少部分神经,恢复外周功能后,其余神经的错配可以在康复过程中矫正。

哈医大新闻网2016年11月的一篇题为《任晓平团队实验证实:脊髓损伤再生和功能恢复有新途径》的新闻稿,对其中的机理进行了描述:

“脊髓融合的神经生理学基础(GEMINI 脊髓融合学说),发表于美国Surgery杂志。该理论深入探讨了哺乳动物运动通路不仅包括经典的锥体系统(皮质脊髓束),还存在网状结构-脊髓固有神经元通路系统。它起于脑干,在脑干和脊髓内部下降,形成一种始于脑干,贯穿整个脊髓的神经元网络。这些脊髓固有神经元通过短纤维连接,出现断离后,能快速再生并重新建立连接。此通路在正常生物体内因锥体系统存在而功能受到抑制,而在锥体束受损时,网状结构-脊髓固有神经元通路能够维持生物体基本运动,如:站立姿势,协调身体和四肢运动,步态等。同时,残存的皮质脊髓束神经元能够终止尾损伤,增加与运动神经元的触头数量,增强网状结构-脊髓固有神经元对于生物体运动的控制作用。进而形成皮质-网状结构-脊髓固有神经元通路。并由此建立了一条连接脊髓断端,传导运动信号的高速公路,为脊髓损伤后运动功能的恢复提供了可能性。

虽然脊髓融合理论目前尚处在雏形阶段,需要进一步的实验来验证,但有关专家认为,此理论的提出颠覆了传统脊髓损伤后无法恢复和脊髓损伤修复主要依赖于锥体束的观点,具有划时代的意义。”

这篇新闻稿提到,PEG在小鼠、大鼠等动物模型上取得了“良好的功能恢复效果和突破性的实验进展”。

2016年1月,任晓平和卡纳韦罗合作猴头移植,只有猴子的血管成功连接,骨髓神经并未对接成功,猴子脖子以下处于瘫痪状态。

11月21日,任晓平向包括澎湃新闻在内的媒体展示的视频中,团队将一只狗的颈部切断90%,并用PEG进行修复,术后小狗恢复走路,不过,相关论文并未发表。

GEMINI方案描述的“第二条高速公路”存在吗?聚乙二醇PEG虽可用于促进细胞融合,但真的是再生脊髓的“神奇胶水”吗?

中国科学院遗传与发育生物学研究所再生医学中心主任戴建武对澎湃新闻(www.thepaper.cn)说道:“通过聚乙二醇粘合脊髓切面既无科学性,也无可行性。无任何动物试验数据。”他认为,任晓平过往的动物试验存活时间太短,这次是在尸体上完成缝合,没有脊髓再生证据。

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