(来源:麻省理工科技评论)
打开网易新闻 查看精彩图片
(来源:麻省理工科技评论)

人类整眼移植一直被视为移植医学中最棘手的挑战之一。手术本身极其复杂,眼球离开人体后,组织又会迅速退化。几年前,外科医生曾尝试完成整眼移植,但移植后的眼球始终无法恢复视觉功能。

除了手术难度极高,眼球本身也是人体对供血最敏感的器官之一,尤其是负责感光的视网膜,它属于中枢神经系统,代谢活跃,耗氧量极高。一旦血液循环中断,神经细胞很快就会发生不可逆损伤。相比可以低温保存数十小时的肝脏、肾脏,眼球几乎没有真正意义上的离体保存窗口,这也是整眼移植长期停留在技术探索阶段的原因。

如今,研究人员希望借助一种新的器官灌注 ( perfusion ) 技术改变这一局面。近年来,器官灌注逐渐成为移植医学的重要方向:与依靠低温冰存延缓代谢的传统方式不同,灌注技术能持续向离体器官输送氧气和营养物质,既维持组织活性,也让研究人员可以实时监测器官状态。这项技术已用于心脏、肺、肝脏等器官的保存,但眼球结构精细、神经组织高度敏感,一直缺乏成熟的灌注系统。

研究人员由此开发出一套名为 ECaBox (眼球护理盒 ) 的装置,能在眼球离体后持续输送氧气和营养物质,模拟其在人体内的生理环境,从而延缓组织退化,恢复部分生理功能。如果这项技术最终得到验证,未来有望为整眼移植提供关键支撑。

美国马萨诸塞总医院( Massachusetts General Hospital )的 Shannon Tessier 长期研究器官灌注技术。尽管没有参与这项研究,但她认为这一成果令人振奋,可能会为视网膜保存研究开辟新方向。

这套装置由西班牙巴塞罗那科学技术研究所( Barcelona Institute of Science and Technology )下属基因组调控中心的 Pia Cosma 团队历时多年研发完成。眼动脉原本负责为眼球供血,现在 ECaBox 通过它持续输送富含氧气的灌注液;眼球被固定在装置内部的支撑平台上,多余液体则被及时排出。整个系统始终保持密封,以维持稳定的温度和压力,侧面还配有透明观察窗,研究人员无需打开装置就能实时观察和成像。

图|Pua Cosma(来源:ecabox.edu)
打开网易新闻 查看精彩图片
图|Pua Cosma(来源:ecabox.edu)

与传统保存方式相比,ECaBox 的目标不只是延缓眼球变坏,而是尽量模拟其在人体内持续获得血液供应的状态,让眼球在保持形态的同时,也能继续被观察生理活动。

研究团队最初选择猪眼做实验,因为猪眼在解剖结构上与人眼十分接近,样本也更容易获取,大多来自当地屠宰场。实验发现,离体猪眼若直接放在室温环境中,很快就会退化:眼内细胞逐渐收缩,组织结构开始瓦解。即便保存在 4 摄氏度的低温环境中,这一过程也无法被阻止,24 小时内仍会出现明显退化。相比之下,经过 ECaBox 灌注保存的猪眼表现明显更好:保存 24 小时后,这些眼球的组织活性依然显著高于对照组。

更值得关注的是,它们似乎恢复了对光线的反应能力。这意味着,如果未来完成移植,理论上仍有保留视觉功能的可能。在研究人员看来,这是此次实验最重要的发现之一。所谓对光反应,并不是指眼球能感受到光,而是说明视网膜内负责接收、传递光信号的部分神经回路仍保持一定活性。这距离真正恢复视觉还有很长的路要走,但至少证明,供血中断并不会让离体眼球的生理功能立刻完全丧失。

未经处理的猪眼在离体后几乎立刻失去这种反应,而接受灌注约 15 分钟后,反应重新出现,部分眼球甚至能维持这一状态超过 10 小时。相关成果目前发布在预印本平台,尚未经过同行评议,研究人员因此暂未对结果做进一步评论。

猪眼实验成功后,团队又开始测试人眼:他们收集了 6 名遗体捐献者共 12 只眼球,每位捐献者的一对眼球中,一只放入 ECaBox,另一只作为对照。结果与动物实验一致,接受灌注的人眼保存效果更好,视网膜结构也更完整。

ECaBox 除了有望成为整眼移植前的重要保存工具,还可能为眼科研究提供一个更接近真实人体环境的实验平台。过去,许多视网膜疾病、基因治疗和药物研发主要依赖动物模型,能长期维持活性的人眼样本十分有限;如果离体人眼能稳定保存更长时间,研究人员就有机会直接在人眼组织上开展实验,从而减少对动物实验的依赖。

研究人员希望,这项技术未来能为眼科研究提供新的实验平台,减少对活体动物实验的依赖,并在进一步改进后,用于保存和修复捐献者的眼球,为整眼移植创造条件。

过去几十年,整眼移植曾多次在实验动物身上尝试,但始终难以取得理想效果。2023 年 5 月,美国纽约大学朗格尼医学中心( NYU Langone )完成了全球首例整眼联合部分面部移植手术。患者此前因高压电事故失去左侧大部分面部组织,包括左眼。术后恢复情况良好,移植眼球重新建立了血液供应,也没有出现明显坏死,但最终仍未恢复视力。

在不少研究人员看来,这也说明整眼移植真正的难点从来不仅是把眼球移植成功。眼球恢复供血、维持组织存活只是第一步,更大的挑战在于让视神经重新与大脑建立连接。成年人受损的视神经几乎无法自然再生,即使移植后的眼球能保持活性,大脑也未必能重新接收到完整的视觉信号。因此,如何长期维持眼球功能,只是恢复视力必须跨过的第一道门槛。

对整眼移植而言,ECaBox 并不能直接解决视力恢复的问题,但它解决了一个长期的困扰:如何让一只离体眼球尽可能保持“活着”。只有眼球本身能长期维持功能,神经修复、免疫调控以及未来的视觉重建,才有继续推进的基础。Tessier 表示,目前还无法判断经过 ECaBox 处理的眼球是否真的能改善整眼移植的效果,这个问题只有在完成实际移植后才能回答。

接下来,Cosma 团队计划用新一代 ECaBox 收集更多人眼样本继续研究。他们认为,眼球离体后的最初几十分钟,是决定组织能否保持活性的关键阶段。灌注开始得越早,理论上越有可能减少神经细胞损伤。

他们还希望开发一款可以直接部署在手术室内的便携版本,在心脏仍保持跳动的器官捐献过程中就对眼球进行灌注,最大限度减少离体后的组织退化。如果这一设想能够实现,眼球保存或许不会再局限于实验室,还可以直接进入临床器官捐献流程,为整眼移植和更多眼科治疗打开新的可能。

原文连接:

https://www.technologyreview.com/2026/07/03/1140148/a-device-that-revives-eyeballs-from-dead-donors-could-make-eye-transplants-possible/