INLEIDING
In het verleden was hoofdtransplantatie een product van verbeelding zoals beschreven in sciencefiction-scripts. Toch zijn de dingen tegenwoordig veranderd en lijkt een nieuw tijdperk aangebroken. Menselijke cefalosomatische anastomose en transplantatie zijn nooit eerder gerealiseerd vanwege het onvermogen van fusie met betrekking tot het ruggenmerg van de donor en de ontvanger. Innovatief, volgens de aantijgingen van Canavero et al, kunnen recente vorderingen (ultrascherpe neurochirurgische mesjes, toepassing van fusogenen, elektrostimulatie) dit obstakel het hoofd bieden en ervoor zorgen dat een dergelijke uitdagende procedure haalbaar en de moeite waard is om te proberen (1).
Het doel van de eerste transplantatie van het menselijk hoofd is om een levensreddende procedure te bieden aan patiënten die terminaal ziek zijn zonder enige indicatie van pathologie met betrekking tot het hoofd of de hersenen, met de achtergrond dat er geen andere behandeling is (2). Als gevolg hiervan zijn verschillende overwegingen ontstaan, waaronder grote chirurgische, ethische, psychosociale en immunologische dilemma’s (3).
Door de bestaande relevante literatuur kritisch te analyseren en onze mening te geven, hopen we dat dit artikel een uitgebreide overzicht van de poging met betrekking tot de eerste transplantatie van het menselijk hoofd en het initiëren van academische discussie en debat, aldus handelend als een meststof waardoor deze nieuwe grens kan worden waargenomen en benaderd.
Wat is de historische achtergrond van hoofdtransplantatie?
In 1908 probeerde Charles Guthrie zonder succes het hoofd van een donorhond op de nek van een ontvangende hond te transplanteren (4). In 1950 ontwikkelde Vladimir Demikhov verschillende chirurgische technieken met betrekking tot transplantatie van vitale organen en ledematen bij honden (5). In de jaren zeventig voerde Robert White de eerste cephalische uitwisselingstransplantatie bij de aap uit door de kop van een resusaap te transplanteren op het lichaam van een andere koploze aap. De aap overleefde 8 dagen met herstel van basissensaties zoals geur, smaak, gehoor en motoriek in het gezicht van het getransplanteerde hoofd (6, 2). Onlangs hebben Hirabayashi et al, Sygawara et al en Niu et al hoofdtransplantatie bij ratten uitgevoerd om de hersenfunctie na ischemie te evalueren (7-9). Bovendien beschreven Ren et al een chirurgische benadering voor hoofdtransplantatie in een muismodel (10). Ten slotte beschreven Canavero S et al een model voor hoofdtransplantatie bij mensen (11, 1). In 2017 hebben Ren et al met succes een cefalosomatische anastomose uitgevoerd met behulp van een menselijk kadaver (12). De hierboven genoemde artikelen zijn rapporten, experimenten, chirurgische technieken of zelfs patenten die de historische, theoretische en praktische achtergrond vastleggen in de poging om de eerste transplantatie van het menselijk hoofd te benaderen.
Wie moet in aanmerking komen voor hoofdtransplantatie?
We zijn het erover eens dat de eerste poging moet worden uitgevoerd bij een jongere die lijdt aan een terminale ziekte die de hersenen en de functies ervan intact laat, zoals progressieve spierdystrofieën. De donor zou een jonge hersendode patiënt zijn met gezonde organen van dezelfde lengte, gematcht op immunotype en gescreend op elke systemische aandoening. Het doel is om respectievelijk het hoofd van de ontvanger te verwijderen en het lichaam van de donor los te maken, en het hoofd van de ontvanger op het gezonde donorlichaam te transplanteren (1, 2).
Welke zijn de chirurgische stappen van de procedure?
De volgende stappen geven een mogelijk scenario van de procedure weer volgens het chirurgische protocol voorgesteld door Canavero et al (1, 12). Twee chirurgische teams nemen deel en werken gelijktijdig om de procedure uit te voeren. Ontvanger en donor worden geïntubeerd, getracheotomiseerd, geventileerd en gestabiliseerd tot starre fixatie. ECG, EEG, monitoring van zuurstofverzadiging, lichaamstemperatuur en hemodynamische monitoring zijn ingesteld. Burst-onderdrukkingspatroon wordt bereikt in de ontvanger met behulp van barbituraat of propofol. Het hoofd van de ontvanger is onderhevig aan diepe onderkoeling (10 ° C), terwijl het lichaam van de donor alleen onderkoeling van de wervelkolom krijgt om ischemische schade aan de rest van het lichaam te voorkomen. Om een diepe onderkoeling te bereiken, is de techniek van autocerebrale hypothermische perfusie met de toepassing van een warmtewisselaar in een arteriële femorale halsslagader-shunt beschreven. Ook is het biventriculaire koelsysteem voor diepe hersenhypothermie voorgesteld. Extra hulp wordt geboden bij het gebruik van koelhelmen. Hypothermie van het ruggenmerg van de donor kan worden bereikt via perfusie van subdurale en epidurale ruimtes met koude oplossingen. Diepe onderkoeling verlaagt de stofwisseling van organen en weefsels aanzienlijk en geeft chirurgen de tijd om de cefalosomatische anastomose te maken.
De nek van elke patiënt wordt zorgvuldig voorbereid door de twee chirurgische teams.Er kunnen drie chirurgische fasen worden onderscheiden; de anterieure en de posterieure benadering zowel bij de ontvanger als de donor, en bij de chimera-anastomose. Beginnend met de anterieure benadering, worden de halsslagader, wervelslagaders en halsaderen blootgelegd en worden alle spieren in zowel de ontvanger als de donor voorbereid en gemarkeerd voor latere koppeling. De luchtpijp en de slokdarm worden herkend en operatief geprepareerd via verschillende cervicale incisies. De terugkerende laryngeale zenuwen worden herkend en intact bewaard. Bij de posterieure benadering worden zowel de ontvanger als de donor in buikligging geplaatst. Vervolgens worden laminectomieën uitgevoerd, worden de wervellichamen of de tussenwervelruimten doorgesneden en wordt de dura doorgesneden waardoor het ruggenmerg bloot komt te liggen. Daarna worden onder microscopische begeleiding het ruggenmerg van beide patiënten doorgesneden met een ultrascherp microchirurgisch mesje.
Het hoofd van de ontvanger wordt gescheiden, leeggebloed en gespoeld met ijskoud Ringer-lactaat (om coagulatiecomplicaties te voorkomen). binnen het uur overgebracht op het hoofdloze lichaam van de donor, bevestigd met buisjes die het met de bloedsomloop van de donor verbinden. De anterieure spinale stabilisatie wordt uitgevoerd met een anterieure plaat. Onmiddellijk daarna worden de twee ruggenmergjes versmolten met een chitosan-PEG-lijm (polyethyleenglycol) die het vermogen heeft om celmembranen die door mechanisch letsel zijn beschadigd, onmiddellijk te herstellen. Tegelijkertijd wordt PEG in de bloedcirculatie van de donor geïnfuseerd om ook een aanzienlijke hoeveelheid polyethyleenglycol in de intravasculaire ruimte te brengen en een betere neuronale fusie te bevorderen. Hechtingen rond het verbonden koord worden aangebracht. Een tweede iv injectie van PEG wordt na 4-6 uur toegediend.
De vasculaire anastomose tussen de ontvanger en de donor wordt uitgevoerd via carotis- en jugulaire silastische canules. De vaatbuizen worden verwijderd en hechtingen worden samen met die van het nieuwe lichaam op de vaten van het getransplanteerde hoofd aangebracht. De bloedsomloop van de donor zorgt voor bloed naar het hoofd van de ontvanger. De dura wordt genaaid en een ruggenmergstimulator wordt aan de dura vastgemaakt. De posterieure stabilisatie wordt uitgevoerd met een laterale massaschroef.en.rod-systeem. Luchtpijp, slokdarm, vagus en phrenic zenuwen worden opnieuw verbonden. Ten slotte worden alle spieren verbonden en wordt de huid genaaid. De ontvanger wordt vervolgens naar de intensive care gebracht met een cervicothoracale orthese.
Met welke obstakels worden we geconfronteerd?
Selectie van het donorlichaam. Het systeem voor het vinden van het donorlichaam is niet gemaakt voor een dergelijke procedure. Er kunnen echter gezichtstransplantaties worden uitgevoerd en donorweefsels voor zo’n uniek deel van het menselijk lichaam kunnen worden gevonden. We geloven dus dat dit obstakel zal zelfs voor hoofdtransplantatie worden overtroffen als de wetenschappelijke gemeenschap vertrouwen krijgt in de haalbaarheid van de procedure (2).
Hoofd- en lichaamsinterventies bij de ontvanger en donor. Deze omvatten uitdagende chirurgische vaardigheden en veeleisende samenwerking. c coördinatievaardigheden die afhangen van het multidisciplinaire team van chirurgen (neurochirurgen en nek-, vaat-, cardiothoracale, orthopedische, plastische chirurgen) en de uitstekende voorbereiding van het chirurgische protocol (2, 12). Het sparen van middenrifzenuwen, terugkerende larynxzenuwen, vagi en cervicale plexus is veeleisend en tijdrovend, maar postoperatief erg belangrijk, vooral voor spontane ademhaling en fonatie. Verschillende vasculaire anastomosen, slokdarmanastomose, opnieuw bevestigen van het ruggenmerg en fixatie van het ruggenmerg zijn veeleisende chirurgische ingrepen die de moeilijkheidsgraad van de operatie verhogen. Bloedingen, infecties, anastomotische lekken zijn veel voorkomende postoperatieve complicaties. Een ander cruciaal punt dat aanleiding geeft tot bezorgdheid en bestudeerd en besproken moet worden, is de exacte cervicale myelomeer waar het ruggenmerg doorgesneden zal worden.
Ischemietijd De bloedtoevoer naar het ontvangende hoofd en het donorlichaam kan worden gehandhaafd. bereikt op verschillende manieren, tegen de achtergrond van onderkoeling, tot het punt van het opnieuw bevestigen van de vaten tussen de ontvanger en de donor. Een extracorporale circulatiemachine zou de eerste keuze kunnen zijn. Er zijn echter verschillende technieken voorgesteld, zoals de autocerebrale hypotherme perfusie, om diepe onderkoeling te bereiken. De continue kruiscirculatie tussen de ontvanger en de donor wordt getest. Bovendien staat de mate van onderkoeling en de ideale temperatuur nog ter discussie. Het is waar dat een van de belangrijkste elementen voor hoofdtransplantatie is om de temperatuur van het hoofd van de ontvanger te verlagen tot een voldoende laag niveau dat het mogelijk maakt om het onder de juiste omstandigheden los te koppelen en weer aan te sluiten op het lichaam van de donor, iets dat serieus in overweging is genomen bij de voorgesteld protocol (1). De andere cruciale factor is tijd. Desalniettemin is het protocol gebaseerd op eerdere vergelijkbare experimenten en het is goed ontworpen en lijkt veelbelovend genoeg om te worden geïmplementeerd en succesvol te zijn (1, 12).Interessant genoeg evalueerden Li et al. De immuunafstoting op lange termijn en het vermijden van ischemische gebeurtenissen tijdens de fasen van hoofdoverdracht, en voor die doelstellingen ontwikkelden ze een bicefaal model van hoofdtransplantatie (13). Een cruciaal discussiepunt is de noodzaak van een goede mechanische uitlijning van de afgesneden axonen. De chirurgen sneden het ruggenmerg door met een ultrascherp mes en beloofden een “zuivere snede”, die een cruciale rol zal spelen bij de versmelting van afgehakte axonen en bij de spinale fusie in het algemeen. ruggenmergstimulatieapparatuur (1, 14). Bovendien wordt een centrale rol toegekend aan de interneuronen waarvan wordt aangenomen dat ze functioneel herstel bevorderen door het creëren van onderlinge verbindingen tussen axonen. Precisie bij het opnieuw bevestigen (uitlijning en juiste afstand van de opnieuw verbonden ruggenmerg) zou misschien wel de belangrijkste stap kunnen zijn voor het resultaat van de procedure.
Postoperatieve problemen. Na de operatie wordt de patiënt gecontroleerd op de intensive care onder beademing en circulatoire ondersteuning. De stabiliteit van het hoofd en de wervelkolom is een belangrijk punt van zorg om de succesvolle ruggenmergfusie gerust te stellen. Indien mogelijk moet een intensieve revalidatie voor quadriplegie worden gestart. Een ander belangrijk probleem is de aanwezigheid van neurogene shock als gevolg van de verandering in de functie van de sympathische zenuwen en van de vagus. Paralytische ileus en neurogene blaas zijn mogelijke postoperatieve complicaties. Langdurige beademingsondersteuning kan nodig zijn vanwege het feit dat de functie van de middenrifspier gedurende een onzekere periode problematisch kan zijn. Na de beginfase moet een revalidatieprotocol voor ruggenmergletsel worden uitgevoerd, idealiter in de gespecialiseerde omgeving van de afdeling ruggenmergtrauma (2). De mogelijke aanwezigheid van tracheotomie kan problemen veroorzaken bij de revalidatie en in de kwaliteit van leven. De stembandenfunctie kan problemen opleveren die de communicatie en het gevoel van eigenwaarde beïnvloeden. Bovendien is het begin van centrale pijn in de navelstreng een mogelijke postoperatieve complicatie vanwege de doorsnijding van het spinothalamische kanaal (1, 15).
Ethische overwegingen en publieke aspecten
Wetenschappelijke en publieke kritiek . Het is bekend dat de eerste wetenschappelijke en publieke reactie op de eerste nier- en harttransplantatie was als ‘God spelen’ en de regels van de natuur schenden. Tegenwoordig worden we geconfronteerd met een soortgelijke reactie (14). Het is waar dat in de geschiedenis van geneeskunde, werden veel voorbeelden van ideeën aanvankelijk afgewezen en later overgenomen, dankzij de volharding van hun onderzoekers ondanks kritiek (16, 2). In feite hebben verschillende onderzoeken hun twijfel geuit over de haalbaarheid en juistheid van de procedure (17-19 In het bijzonder vindt de ethisch-juridische commissie van EANS het voorgestelde project voor hoofdtransplantatie onethisch (20). Na een open en onbevooroordeelde dialoog binnen de wetenschappelijke gemeenschap kunnen wederzijds aanvaarde ethische criteria voor dit project worden voorgesteld om onnodige kritiek te vermijden.
Immunosuppressie en ethiek. Theoretisch zou hoofdtransplantatie, indien uitgevoerd bij patiënten met terminale aandoeningen maar intacte hersenfunctie, levensreddend zijn. Mogelijke risico’s verbonden aan de immunosuppressie Dit zou gerechtvaardigd kunnen zijn als we bedenken dat hoofdtransplantatie in theorie een levensreddende procedure zou kunnen zijn. We zouden er rekening mee kunnen houden dat door immunosuppressie veroorzaakte risico’s ethisch aanvaardbaar zijn voor vitale orgaantransplantaties na jaren en series van onderzoeksstudies en op bewijzen gebaseerde geneeskunde (14). Bovendien hebben operaties zoals hand- en gezichtstransplantatie de weg gekromd om het ethische aspect van hoofdtransplantatie te benaderen door de ethische grenzen die een dergelijke procedure nodig hebben of rechtvaardigen tot het uiterste te verleggen. Bovendien is het belangrijk om te vermelden dat de dosis immunosuppressieve stoffen extreem hoog kan zijn, wat meerdere effecten kan hebben op de ontvanger van de Human Head Transplantation Maedica A Journal of Clinical Medicine, Volume 14, No. 1, 2019 9. Om specifieker te zijn, in het geval van calcineurineremmers is er een grote kans dat ze door hoge dosering nefrotoxiciteit of zelfs nierziekte in het eindstadium kunnen veroorzaken. Een andere overweging is de mogelijkheid van somatische afstoting en, in dat geval, de mate van immunosuppressiedosering met de bijbehorende verhoogde risico’s.
Gebrek aan experimentele gegevens. Het wetenschappelijke debat over dit onderwerp blijft stil, misschien omdat er een gebrek aan onderzoek in de relevante literatuur is. Er zijn slechts enkele onafhankelijke artikelen gepubliceerd. Het merendeel zijn meningen of chirurgische technieken die worden getest. Experimentele gegevens zijn vrijwel afwezig. Deze feiten hebben een negatief gevolg voor de haalbaarheid van de procedure.
Zonder overtuigende wetenschappelijke gegevens kan de wetenschappelijke gemeenschap niet overgaan tot het inzetten van goedgekeurde protocollen.De mogelijke toestemming van de patiënt zal dus niet gebaseerd zijn op gezamenlijk goedgekeurde medische criteria en indicaties; de toestemming zal echter berusten in de onwetendheid en wanhoop van patiënten die de risico’s van een hoofdtransplantatie niet kunnen herkennen of over het hoofd zien (3). De wetenschappelijke gemeenschap moet de aanwezigheid van discussie over de haalbaarheid van het project accepteren en studies aanmoedigen die experimentele gegevens opleveren om de procedure te benaderen en te evalueren.
Kosten. Iemand zou kunnen zeggen dat hoofdtransplantatie kan worden beschouwd als een operatie met hoge kosten en onduidelijke efficiëntie. De kosten betreffen zowel medische en verpleegkundige spullen als materiaal voor de operatie. Met betrekking tot hoofdtransplantatie zou het lichaam dat bij deze operatie wordt gebruikt, kunnen voorzien in meerdere vitale organen zoals longen, lever, hart, nieren, handen, gezicht en weefsel om vele levens te redden. Het is bekend dat we kampen met een tekort aan organen die het leven van veel patiënten wereldwijd kunnen redden. Met een goed systeem voor het verwerven van donoren kan dit probleem worden gecompenseerd. Dit systeem moet worden gereguleerd aan de hand van ethische, medische criteria en protocollen om het maximale aantal vitale organen aan mensen in nood te bieden en de dood van patiënten op de wachtlijst voor orgaantransplantatie te voorkomen.
Psycosociale overwegingen
Sociale dienst. In het geval van een succesvol resultaat, zullen patiënten langdurige uitgebreide revalidatie en fysiotherapie nodig hebben vanwege spieratrofieën. Het herstel in termen van sensorische en fijne motoriek is cruciaal voor de postoperatieve verbetering van de toestand van de patiënt. Sociale diensten moeten hulp bieden door een lange periode van werkloosheid, ziektekostenverzekering, inkomenssteun, hulp aan het gezin. Er zijn veel mogelijkheden dat de patiënt na een geslaagde hoofdtransplantatie nog steeds voor een onzekere duur te maken krijgt met kwaliteit van leven en welzijnsproblemen met continuïteit van quadriplegie (2).
Psychologische hulp. Na transplantatie kan er verwarring ontstaan over de relatie tussen lichaam en identiteit bij de ontvanger, wat suggereert dat psychiaters hulp nodig hebben bij de geestelijke gezondheidszorg (21, 2). Bovendien kunnen problemen met het gevoel van eigenwaarde vanwege cosmetische redenen (littekens, asymmetrieën) worden opgeroepen. Gezien de grote kans op overlijden intra- of postoperatief, zal de familie psychologische voorbereiding nodig hebben om de mogelijkheid te bieden dat de patiënt de operatie niet zal overleven.
Secundaire problemen
Hoofdtransplantatie kan hebben juridische obstakels. In de toekomst kunnen de nakomelingen van een patiënt die een succesvolle hoofdtransplantatie heeft ondergaan, vragen stellen over erfenis en ouderlijk gezag (2). Reproductieve implicaties van transplantatie van het menselijk hoofd zijn ook naar voren gekomen (22). Bovendien hebben sommigen gewezen op religieuze barrières (23). Een andere overweging is of het ethisch zou moeten zijn om een hoofdtransplantatie uit te voeren tussen patiënten van verschillende geslachten. In dat geval zijn identiteitskwesties nog ingewikkelder voor de ontvanger.
Wat kunnen we verwachten?
Ren en Canavero hebben op verschillende vragen gereageerd en hun zekerheid uitgesproken over de haalbaarheid van de procedure (24). Onlangs hebben Ren et al gerapporteerd dat de eerste cefalosomatische anastomose met succes is uitgevoerd in een menselijk kadaver, wat de chirurgische haalbaarheid van de procedure bevestigt en het chirurgische plan verder valideert (12). Het chirurgische protocol nam 18 uur in beslag en fungeerde als een volledige repetitie, wat hielp bij het optimaliseren van chirurgische stappen. Bovendien hebben Liu et al geconcludeerd dat een scherp en volledig doorgesneden ruggenmerg met succes kan worden gereconstrueerd, met als resultaat een gedeeltelijk herstel van de motorische functie en elektrische continuïteit bij grote dieren (25). Sergio Canavero had beweerd dat hij de procedure tegen 2017 zou hebben gevoerd; bovendien is dit tot nu toe niet uitgevoerd op een levend mens.
Hoewel deze artikelen veelbelovende resultaten opleveren, zijn factoren zoals het testen van het chirurgische protocol in een kadaver, de mate van reconstructie van het doorgesneden ruggenmerg en variabiliteit tussen de soorten zijn grote hindernissen die de aanname van haalbaarheid bij een levend mens twijfelachtig maken. Er zijn sleutelelementen in de procedure, zoals functionele ruggenmergfusie, voldoende neuroprotectie en postoperatieve pijnbestrijding, waarover nog steeds twijfel bestaat (26). Desalniettemin moeten we toegeven dat de overweging van een “zuivere snede” met een ultrascherp mes en de toepassing van fusogenen belangrijke stukjes in de puzzel zijn, maar ze moeten verder worden bestudeerd. De literatuur biedt nog steeds niet genoeg gegevens en meer experimentele studies bij mensen. kadavers en dieren moeten worden uitgevoerd.
Vroeg of laat is de procedure op handen, maar onder de huidige omstandigheden zou de eerste poging onethisch zijn als deze zou plaatsvinden.Om deze reden is de discussie over de voorbereiding van de juiste ethische codes voor deze specifieke operatie buitengewoon belangrijk. Zoals Farhud D. heeft verklaard, zou de medische wereld klaar moeten zijn om primair de psychosociale (identiteit-persoonlijkheidsgedragsproblemen, stemmingsstoornis, psychose, zelfmoord) en ethische (autonomie, weldadigheid, niet-maleficentie, rechtvaardigheid) uitdagingen aan te gaan (27) .
De wetenschappelijke gemeenschap zou deze procedure niet meer als een product van verbeelding moeten beschouwen, maar als een actueel onderwerp dat zorgen baart en geanalyseerd moet worden. Gerenommeerde en gespecialiseerde chirurgen uit verschillende landen en operatiegebieden dienen hun mening te uiten en elke hoek van dubbelzinnigheid te verlichten. Elke stap van de procedure moet uitgebreid worden bestudeerd. Er moet een wetenschappelijke discussie op gang worden gebracht om het project te verzwelgen, te evalueren, ethische dilemma’s in evenwicht te brengen en experimenteel onderzoek te doen naar kadavers en dieren. De eerste poging moet niet overhaast worden gedaan, maar moet worden uitgevoerd als een goed ontworpen, getest en wetenschappelijk volwassen protocol met aanzienlijke mogelijkheden voor succes. Misschien is de volgende stap een procedure op een hartkloppend brein. Dode donor om de operatie te repeteren bij een levende patiënt.
Afgezien van de haalbaarheid van de procedure en de ethische obstakels, is er één meer waar we rekening mee moeten houden: de onnodige controverse en bitterheid jegens de procedure. Waarschijnlijk is het bestaande scepticisme een product van onze eigen onzekerheden over iets nieuws en uitdagends. We moeten nadenken of we klaar zijn om niet alleen de praktische obstakels, maar ook onze twijfels en angsten te overwinnen. Door deze procedure een kans te geven, accepteren we misschien het falen van de recente vooruitgang en de geneeskunde in het algemeen, zoals Ren en Canavero hebben verklaard: “Als je een lichaam moet veranderen omdat je het niet kunt repareren, is dat een teken van mislukking.” (16).
Zijn we klaar om de recente vorderingen te accepteren en een stap voorwaarts te maken? Zijn we klaar om onze incompetentie om het hoofd te bieden aan terminale ziekten aan te pakken en een oplossing te bieden?
Conflict van belangen: geen verklaard
Financiële ondersteuning: geen verklaard.
