Innhold
- Årsaker til hodetransplantasjon
- Prosess for valg av givermottaker
- Før kirurgi
- Kirurgisk prosess
- Etter kirurgi
- Støtte og mestring
Påfølgende ryggkirurgi og tenkelig omfattende fysioterapi kan ideelt sett gjenopprette både følelse og motorisk funksjon. Funksjoner som å puste og spise må imidlertid støttes forbigående av en ventilator og mateslange før forbindelsene mellom hjernen og kroppen er tilstrekkelig gjenopprettet.
I tillegg til usikkerheten rundt de medisinske fordelene ved en hodetransplantasjon, er det også sannsynlig risiko forbundet med prosedyren, inkludert kronisk nevropatisk smerte, avvisning av giverkroppen og organtoksisitet av immunsuppressiva.
Siden kirurgiske metoder har blitt mer raffinert og konsistente, har prosedyrer som transplantasjon av vev og organer samt gjenplanting (gjenfeste av en avskåret kroppsdel) hatt relativt høye suksessrater. Med over et århundre med fremskritt innen transplantasjon, har noen pasienter og kirurger begynt å se på hodetransplantasjon som en potensiell løsning på progressive sykdommer som blir terminale med tiden, men som ikke påvirker hjernens funksjon.
Det har vært begrenset suksess i hodetransplantasjonsprosedyrer utført på mus, hunder og aper. Mange kirurger har vært kritiske til dagens suksessnivå som er oppnådd i dyremodeller.
Videre har det medisinske samfunnet stilt spørsmålstegn ved om teknikkene er utviklet nok til praktisk eller etisk å utføre en hodetransplantasjon på et menneske. Effekten av å bruke en donorlegeme for en mottaker i stedet for flere organtransplantasjoner er også omstridt. Kirurger Sergio Canavero og Xiaoping Ren, blant andre, planlegger å forsøke den første menneskelige hodetransplantasjonen de neste årene. Hva er teorien som støtter deres ambisjoner?
Årsaker til hodetransplantasjon
Generelt vil en hodetransplantasjon være indikert når hjernen til en person forblir normal, men kroppens funksjon er alvorlig kompromittert eller forventes å mislykkes på måter som påvirker langvarig overlevelse. Det ville ikke bli brukt til å forlenge noens liv når kroppen mislykkes i naturlige aldringsprosesser.
Personer som er unge kan betraktes som kandidater hvis de har hatt en akutt ryggmargsskade som for eksempel fører til quadriparesis, eller hvis de har en progressiv, degenerativ sykdom som ikke påvirker hjernen. Muskeldystrofi fører til et progressivt tap av åndedrettsfunksjon og mobilitet hos barn og unge voksne, men påvirker ikke hjernen. Personer med inoperable eller avanserte kreftformer som ikke har metastasert til hjernen har også blitt vurdert for hodetransplantasjon ettersom det er begrenset videre behandling på det stadiet.
Hodetransplantasjon vil bli brukt som en sluttlinjebehandling når andre medisinske inngrep har mislyktes. Det vil være begrenset av tilgjengeligheten av givere.
Hvem er ikke en god kandidat?
Det er vanskelig å forutse hvem som kan eller ikke kan være en ideell kandidat for hodetransplantasjon. Disse eksklusjonskriteriene vil bli utviklet når prosedyren er implementert og den potensielle risikoen for komplikasjoner og svikt blir bedre forstått.
Som nevnt, vil abnormiteter som påvirker hjernen sannsynligvis være et utelukkelseskriterium. Noen som gjennomgår en hodetransplantasjon, vil trenge mye sosial støtte, inkludert kontinuerlig medisinsk behandling og hjelp til dagliglivets aktiviteter, i flere måneder om ikke år. Kostnadene forbundet med selve prosedyren vil sannsynligvis også være omfattende, og som en innledende eksperimentell inngrep kan det hende at det ikke dekkes av helseforsikring.
Prosess for valg av givermottaker
En kroppsgiver vil være noen som har fått hjernedød, sannsynligvis av en katastrofal skade, men likevel opprettholdes kunstig til hodetransplantasjonen kan forekomme. Dette vil bevare helsen og funksjonen til kroppens vev, som ellers skulle være normal. Giveren til en hodetransplantasjonsprosedyre vil videre trenge å matche mottakerens høyde og immunotype.
Intensjonen om å tjene som kroppsgiver vil trolig ha blitt oppgitt før skaden. Noen steder er organdonasjon standard, men gjeldende lov adresserer ikke sannsynlig muligheten for kroppsdonasjon.
For øyeblikket er det ingen formaliserte indekser eller donasjonssystemer satt opp for hodetransplantasjon, da det er en ennå uprøvd prosedyre.
Før kirurgi
Som med enhver operasjon, og mer spesifikt med enhver organtransplantasjon, er det en omfattende prosess som kreves for å forberede mottakeren på prosedyren. Dette kan omfatte en fullstendig medisinsk og psykiatrisk evaluering. Det må demonstreres at en hodetransplantasjon er både nødvendig og trygg, og at mottakeren av en kroppsdonasjon sannsynligvis vil ha suksess på lang sikt.
Man kan forestille seg en formell nevrologisk evaluering med bildebehandling for å inkludere datastyrt tomografi (CT) og magnetisk resonans (MR) av hjernen, samt et elektroencefalogram (EEG). En kardiovaskulær vurdering av karene i hodet og nakken kan også være viktig med CT-angiografi eller ultralyd som sannsynligvis vil ha en rolle. Ytterligere vurderinger av en øre-, nese- og halsspesialist (ENT) og til og med en tannlege kan ha en rolle å undersøke for abnormiteter. Selv en søvnstudie for å lete etter obstruktiv søvnapné kan være viktig.
Systemiske helsevurderinger kan være viktige og identifisere kroniske medisinske lidelser som kan påvirke transplantasjonssuksess. For eksempel kan det være nødvendig å teste for kroniske infeksjoner, diabetes, skjoldbruskdysfunksjon og andre abnormiteter. Det kan være viktig å ekskludere de som røyker, bruker alkohol eller bruker andre ulovlige stoffer.
For å få en hodetransplantasjon, kan det være viktig å eliminere donorlegemets immunsystem fullstendig for å forhindre avvisning. Dette kan oppnås med stråling og antistoffer, og deretter vil mottakerens egen benmarg bli brukt til å erstatte donorens immunsystem. Hindringer for dette inkluderer å holde donorkroppen i live uten et effektivt immunsystem i ukene før hodetransplantasjonen og negative effekter på nevrale celler som vil bli smeltet sammen med mottakeren under transplantasjonen.
Kirurgisk prosess
Ingen hodetransplantasjon har ennå blitt utført på en person. Likevel har kirurger interessert i å utføre prosedyren utarbeidet protokoller som planlegger trinnene for en fremtidig hodetransplantasjon. Imidlertid har det vært mange kritikker fra andre medisinske eksperter om betydningen eller relevansen av eksperimentell forskning som er sitert i den foreslåtte protokollen for menneskelig hodetransplantasjon, ettersom kirurgiske presedenser i dyr ikke alltid gjelder for menneskekirurgi. Mange av de planlagte verktøyene og teknikker, slik som ryggmargtranseksjon, kjemiske fusogener (midler som tillater celler å smelte sammen) og ryggmargsstimulering har ennå ikke blitt studert godt for deres relevante bruk i humant transplantasjon.
I den foreslåtte protokollen ville fire kirurgteam samarbeide om mottakeren og giveren samtidig.
Støtter kroppens viktige funksjoner
Kirurgisk forberedelse vil begynne med en trakeotomi, innsetting av et ventilasjonsrør og bruk av en ventilator for å stabilisere giverkroppen når forbindelsen mellom hjernen og kroppen er brutt. Oksygen i blodet, kroppstemperatur og blodtrykk vil bli overvåket etter hvert som operasjonen skrider frem.
Kontinuerlig blodstrøm til giverkroppen under overføringen er viktig for å opprettholde normale oksygenivåer i giverkroppens vev og organer. Store blodkar vil ha plastrør satt inn (denne kanylen vil skape en shunt). Blodstrømmen vil da bli omdirigert til en livsstøttemaskin som kalles en ekstrakorporeal membranoksygeneringsmaskin (ECMO) som tilfører oksygen til blodet og sirkulerer det uavhengig av hjerte og lunger.
Temperaturen på donorens ryggvev ville bli senket ved å sette kalde løsninger i rommet langs ryggveggen (epidural) eller mellom dura mater og arachnoid membran i ryggmargen (subdural).
Når temperaturen i ryggvevet synker, blir kroppen klar for transplantasjon.
Klargjøre mottakeren
I mellomtiden bedøves hodet på mottakeren (og hjerneaktiviteten er begrenset) med administrering av barbiturat eller propofol. Hjerneaktiviteten overvåkes via EEG gjennom hele prosessen, og mottakeren gjennomgår deretter et lignende kirurgisk preparat som giveren.
Blodstrøm fra hodet blir omdirigert til en ECMO-maskin for å gjøre den uavhengig av hjerte og lunger.
Alternativt kan avbrudd i blodstrømmen unngås ved å skifte blodstrøm fra halspulsårene og halsvenene i mottakerhodet og donorlegemet. Begge metodene beholder kontinuerlig sirkulasjon av blod til hjernen som er nødvendig for å forhindre hjerneslag og hjernedød.
Å fremkalle hypotermi i hjernen er nøkkelen til å forhindre skade under prosedyren. Lavere vevstemperaturer reduserer risikoen for lav oksygenskade (anoksi) i hjernen ved å bremse stoffskiftet. Hjernens temperatur kan senkes ved biventrikulær kjøling, intraarteriell kjøling eller relaterte teknikker. En kjølehjelm opprettholder deretter hypotermi i hjernen.
Ytterligere nevrobeskyttende stoffer som perftoran, hydrogensulfid eller lidokain kan sirkuleres for å begrense anoksi i hjernen.
Når mottakerhodet og donorryggen har nådd en lav nok temperatur (dyp hypotermi), begynner transplantasjonsprosessen.
Tre faser av kirurgi
En hodetransplantasjonskirurgi vil potensielt ha tre faser:
Fremre tilnærming
Til å begynne med ville nakkeområdet til mottakeren og giveren åpnes, og eksponere musklene og blodårene i nakken og ryggraden. Muskler og blodkar ville bli merket slik at de senere kan kobles mellom mottaker og giver.
Luftrøret og spiserøret ville bli kuttet, mens larynxnervene til mottakeren ville holdes intakte.
Bakre tilnærming
Mottakeren og giveren vil begge være posisjonert slik at baksiden av ryggraden kan nås. Et kutt langs lengden av den øvre ryggraden ville bli gjort, og kroppen av målvirvlene og duravevet under ville bli kuttet for å avsløre ryggmargen.
Spinal anastomose
En skalpell ble brukt til å skjære gjennom ryggmargen. En ekstra lengde på ryggmargen vil bli bevart for å tillate justeringskutt for å matche lengden og festepunktene til både mottakeren og giveren. Når hodet på mottakeren blir fjernet, vil blodet bli drenert fra hodet (exanguinated). Hodets blodkar vil bli spylt med Ringers laktat, som vil forhindre at blodkoagulering skader hjernen.
Hodet og kroppen vil bli justert og en titanplate vil bli plassert på forsiden av nakkeområdet for å stabilisere hodet og kroppen. Hovedblodkarene til mottakeren ville da være koblet til giverens sirkulasjonssystem og begynne å motta blod.
De dypeste musklene ville være festet med suturer, etterfulgt av spiserøret, luftrøret og ytre muskler.
Kroppen ble deretter snudd for å fullføre festingen av ryggmargen. Justeringskuttene vil bli gjort for å matche lengden mellom mottakeren og giveren, og deretter vil kuttendene på ryggmargene bli smeltet sammen med et lim sammensatt av fusogener og deretter sydd. Behandling med fusogener vil ideelt sett tillate at de skadede nevronene repareres og at pasientens hjerne kan danne en nevral forbindelse med donorlegemet.
Når ryggmargen er koblet til, vil den beskyttende duraen av ryggraden bli sydd sammen. Det er også mulig at innsetting av et pacemakerlignende ryggmargsstimuleringsapparat (SCS) i epiduralrommet bak ryggraden kan brukes til å fremme neurongjenoppretting.
Komplikasjoner
Den mest sannsynlige komplikasjonen knyttet til en hodetransplantasjon vil være at prosedyren mislyktes for å etablere de nødvendige forbindelsene for å bevare normale kroppsfunksjoner.
Dette kan manifestere seg i tap av cerebral blodstrøm som fører til iskemi og hjerneskade, hjerneslag eller hjernedød. Et tap av oksygentilførsel til hjernen kan være tilsvarende skadelig. Forstyrrelse av blod-hjerne-barrieren kan føre til infeksjon eller skade på hjernens vev.
Kroppen kan lide lignende komplikasjoner, med tap av blodstrøm eller oksygen som forårsaker organskader eller svikt.
Hvis nervesystemet ikke klarer å koble seg til igjen, kan dette påvirke organers bevegelse, følelse og funksjon (potensielt føre til lammende ileus, nevrogen blære, nevogen tarm eller andre problemer).
Immunsystemet kan avvise det transplanterte organet og effektivt skape en destruktiv slitekamp mellom hodet og den nye kroppen.
Etter kirurgi
Kirurgi vil trolig bli fulgt av langvarig overvåking på intensivavdelingen (ICU). Hodet, nakken og ryggraden ville være stabilisert for å maksimere ryggmargsfusjonen.
Pust og sirkulasjon vil bli formidlet gjennom livsstøttesystemer, og fôring må tilføres gjennom et jejunostomirør mens bevegelsen gjenoppretter.
Etter hvert som utvinningen utvikler seg, vil fysioterapi som ligner på rehabilitering for quadriplegia, brukes til å fremme nevrale forbindelser mellom hjernen og den nye kroppen. Gjenopprettingen av membranfunksjonen, viktig for uavhengig pust, vil bli vurdert kontinuerlig.
Prognose
Det er ingen pålitelig informasjon for å forutsi hvordan et menneske ville gjort etter at en hodetransplantasjon er utført. En sannsynlighet er at livslang immunsuppresjon vil være nødvendig for å forhindre avvisning av giverlegemet. Dyr som har mottatt hodetransplantasjoner uten bruk av immunsuppresjon, overlevde i begrensede perioder, fra maksimalt flere timer til 29 dager.
Risiko knyttet til immunsuppresjon i organtransplantasjoner som for tiden utføres inkluderer en moderat økt risiko for infeksjon eller kreft.
Immunsuppressiva som har blitt vurdert for å forhindre avvisning av hodet eller donorlegemet inkluderer:
- Sirolimus
- Takrolimus
- Cyclosporin A
- Belatacept
- Rapamycin
- Prednison
- Mykofenolatmofetil
Langvarig bruk av immunsuppressiva med høy dose kan forårsake sekundær skade på donorlegemets organer, for eksempel nyrene, avhengig av de spesifikke legemidlene som brukes og mengder som er nødvendige for å forhindre avstøting. Flere av de oppførte immunsuppressiva har ikke kjent toksisitet, men må testes for deres effekter når de brukes i kombinasjon for hodetransplantasjon.
Støtte og mestring
Psykologisk rådgivning vil sannsynligvis være gunstig når du tilpasser deg en ny kropp, takler bivirkninger fra operasjonen og store livsstilsendringer. Å takle ugunstige resultater (dvs. problemer med å gjenopprette følelse, mobilitet eller tarm- og blærefunksjon) vil sannsynligvis også utgjøre psykososiale hindringer.
Et ord fra veldig bra
Det er usannsynlig at det kan utføres hodetransplantasjon hos mennesker i nær fremtid. Likevel kan den teoretiske utforskningen av temaet, inkludert de etiske og tekniske hensynene, være en interessant øvelse. Disse tankeeksperimentene forbereder oss på en realitet som til slutt kan være mulig etter hvert som medisinsk vitenskap utvikler seg.