如果你不认为有些事能成为可能，那将什么事也不会发生。
外科医生Kia Washington和Vijay Gorantla（右）
图片来源：CREATIVE SERVICES
在美国匹兹堡大学医学中心（UPMC）实验室里，Vijay Gorantla正在移动一头失明的猪。在外科手术室耀眼的灯光下，他正在冒险进入一个阴影角落。
Gorantla的领地是一个简单的、紧紧束缚着7.5克细胞束的地方：眼睛。猪和人类拥有相似的眼科解剖特征，作为可塑和重建外科医生，Gorantla将这种动物的视神经一分为二。现在的问题是，他能让它重见光明吗？
当失去一只眼睛时，黑暗开始降临。而在某种意义上，那些治疗眼部创伤和疾病的人也是独自在黑暗中摸索。对于视神经中断的女孩和由于青光眼只能看到光和影的60岁老者而言，他们能给予的东西很少。
内科医生能够移植心脏和肺等器官，现在，Gorantla希望能将眼球也放置于该列表中。他和同事正在积极作准备。其中面临的最大困难是诱导神经再生以及将捐献者的眼球与接受者的大脑连接在一起。他们还必须为移植入的眼球建立血流；控制免疫系统的响应；维持眼球湿润、眨眼和聚焦的复杂机制。即便在动物实验中，也没有人曾取得成功，于是Gorantla开始从零做起：取下猪的眼球再重新接上。
去年秋天，美国国防部（DOD）决定在两年间划拨给包括Gorantla实验室在内的3个中心125万美元，开发全眼移植动物模型。2013年，马里兰州国立眼科研究所（NEI）宣布了其“大胆目标创新项目”的获胜者—— 一个眼科研究项目。NEI所长Paul Sieving说，该选择（眼球和视力系统的神经再生和神经连接）包括眼部移植，但并不仅限于此。“科幻小说终将成真，不是吗？”或许正像Gorantla所说的那样，“如果你不认为有些事能成为可能，那将什么事也不会发生。”
从手开始
至少自1998年开始，Gorantla就牢牢记住了这句座右铭。当时他从英国曼彻斯特飞往美国路易斯维尔，作为刚刚在英国接受完外科手术培训的菜鸟，他正要去参加世界首个手部外科手术项目。6个月后，1999年1月，一位在焰火事故中失去手部的患者接受了15小时的手术。
手部移植与之前的器官移植非常不同。Gorantla 表示，“作为一个固体器官，当你对其进行移植”，并再建血管后，“它就开始起作用”。“它所需要的是血液供给。”手部包括神经、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，Gorantla协助了两例手部移植手术，并跟踪访问患者长达数年时间。他回忆道：“这是一个自学和发现的过程。我每天都在患者面前，了解排斥如何发生以及患者如何适应。”
2006年，他来到UPMC建立了手部移植项目。当时面部移植刚刚兴起，Gorantla想知道自己能否进行这类手术。他遇到的患者是伊拉克战争退伍士兵，他们的面部在战争中遭受严重创伤。
尽管Gorantla能为这些患者提供一张新脸，但一些人也失去了眼睛，他无法恢复他们的视力。对于他们和其他盲人而言，最好的方法是使用导盲犬。“这是我们拥有的最好的方法了。”加州大学圣迭戈分校（UCSD）神经学家Andrew Huberman说。
因此Gorantla没有继续钻研面部移植，转而将注意力放在了视力问题上。约5年前，他就开始与眼科医生研究眼球移植。“我曾认为‘这是疯了’。通向成功道路上的障碍特别大。”UPMC 眼科中心主任Joel Schuman回忆说。最大的问题是：眼球的许多部分属于中枢神经系统，与手部和面部的末梢神经不同，中枢神经系统被认为无法进行自行修复。而Gorantla渴望挑战这一观点。他回忆说：“有人说我是在制造混乱，他们开始疏远我。”
再生视神经
他开始向历史求助。在挖掘医疗文献过程中，Gorantla发现了1885年的插画和手写记录，当时，法国巴黎的一位眼科医生将兔子的眼球移植给了一个年轻女孩。另一次努力紧随其后。当然，这些尝试都以失败告终，Gorantla说：“兔子的眼睛立刻出现了排斥。”但这些早期尝试“给了我继续下去的信心”。
100多万个视网膜神经节细胞构成了一个人体眼球视网膜层。每个都有一条被称为轴突的神经纤维与大脑相连。这些纤维整合组成了视神经，Sieving 将其描述成“100万条电话线组成的电缆”。
在2011年出版的《自然》杂志中，哈佛大学神经学家何志刚（音译）及其同事表示，他们破坏了老鼠的视神经，并删除了视网膜神经节细胞中的两个基因。失去这两个基因能帮助神经元感受压力和增殖，尤其是它们能促使至少10%的神经增殖。未直接参与该研究的斯坦福大学神经生物学家Ben Barres说，其他实验室也复制了该工作，证实“有可能使老鼠轴突长距离再生”。
但这些新生的神经纤维能延伸到正确的位置吗？2012年，哈佛大学神经学家Larry Benowitz提供的早期证据显示，它们可以，至少部分可以：轴突能延伸到大脑中的视觉中枢。初始数据显示，小鼠的瞳孔能对光产生反应，这表明它们恢复了一些视力，虽然数量极少。他目前正在研究再生的神经功能如何。
目前尚不清楚的是，眼睛能恢复视力需要多少神经细胞。“大脑非常善于获取相对缺乏的输入数据，并尽量利用。”Huberman说，但没有人知道最小数值是多少。当人工电子耳蜗被用于恢复听力时，许多科学家震惊于只需要16个电极作用于听觉神经。“所有人都认为需要数千个电极刺激数千条神经纤维才能起作用。”致力于视网膜研究的哈佛大学神经学家John Dowling说。
无论如何，发现视神经能够再生给人们带来了希望，不仅对移植而言是如此：眼球移植还很遥远，并且可能只适用于小部分盲人群体。但UCSD 神经学家和眼科医生Jeffrey Goldberg表示，即便移植从未成功，再生研究将帮助驱动“各种后续研究和技术”。这些可能包含将再生技术与视黄醛假体等眼部治疗、基因治疗等相结合的方法。
发展壮大
2012年，Benowitz和Goldberg受邀到匹兹堡大学福克斯视力恢复中心进行演讲。“Vijay便是听众。”Benowitz说。之后，这位外科医生开始与神经学家接触，共同研究眼部移植。
接下来的1年，他们3人开始进行合作。很快，其他神经学家、外科医生和眼科医生也加入其中。为了扩充他们来自DOD的经费，他们正在从基金会和政府机构寻找经费来源。
即便一些抱怀疑态度的人也加入进来。15年前，巴黎视力研究所所长José-Alain Sahel将130年前其同胞移植兔子眼球实验的失败视为该问题的第一次也是最后一次尝试。他的一个资优学生不顾其反对进行了眼球移植实验，Sahel告诉她这个项目是古怪的，仅此而已。现在，他正与匹兹堡大学、哈佛大学和UCSD的研究人员合作。“所有这些看起来不再无法做到，它是一个巨大、疯狂的尝试。”他说。
现在，Gorantla正努力提高自己的猪模型，并在考虑捐献的眼球可能来自哪里。“一般的器官捐赠者是脑死亡者。”他说，并且“大部分捐赠者都有头部外伤或脑部外伤”。因此他担心当涉及眼球时，由于脑损伤会损坏视神经。印度L V Prasad眼科研究所的一组合作者正在脑死亡个体身上检验眼球的功能。Gorantla也在考虑一旦被摘下来，如何更好地保存眼球，目前视网膜仅能在离开人体后存活4小时。
“有太多我们不知道的事情。”Gorantla说，“我们甚至不知道自己不知道什么。”某种程度上，这也是最让他兴奋的地方。（张章）
《中国科学报》 (2015-04-02 第3版 国际)
