Cấy ghép đầu - cuộc chinh phục của các nhà giải phẫu tiên phong

Trong phòng thí nghiệm ở Cáp Nhĩ Tân, Giáo sư Xiaoping Ren đứng dậy sau 10 giờ gập người bên bàn mổ, tự hào nhìn con chuột màu đen có cái đầu mới màu nâu.

• Phẫu thuật cấy ghép đầu người sắp thành hiện thực?
  
• 5 thắc mắc về ca cấy ghép đầu

Cấy ghép đầu có thể thành hiện thực trong tương lai?

Khi ông tháo máy thở khỏi con chuột, cái đầu mới bắt đầu hít thở, làm quen với cơ thể mới. Khoảng vài giờ sau, nó mở mắt, Tiến sĩ Ren nhớ lại.

Ca cấy ghép thực hiện hồi tháng 7/2013, kể từ đó, ông và cộng sự ở Đại học Y Cáp Nhĩ Tân, phía bắc Trung Quốc đã thực hiện cấy ghép gần 1.000 con chuột, thử nghiệm nhiều cách khác nhau giúp nó sống lâu hơn.

Con chuột sống lâu nhất sau cấy ghép đầu cho đến nay là một ngày. Chi tiết ca cấy ghép được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế CNS Neuroscience và Therapeutics hồi tháng 12/2014.

Tiến sĩ Ren dự định sẽ thử cấy ghép đầu khỉ mùa hè này, hy vọng sẽ tạo ra những động vật linh trưởng đầu tiên được ghép đầu có thể sống và tự thở, cho dù chỉ trong thời gian ngắn.

Nếu thành công, Trung Quốc sẽ là nơi đầu tiên đột phá về công nghệ của tương lai này. Kể từ giữa thập niên 90, chính phủ Trung Quốc đã không ngại rót tiền vào nghiên cứu khoa học, đặc biệt là những dự án có nhiều tiềm năng hoặc tính đột phá cao.

Đầu tư vào khoa học công nghệ của Trung Quốc chiếm 10% tổng chi tiêu nghiên cứu và phát triển khoa học toàn cầu năm 2009, và tăng lên 18% năm nay, theo thống kê của Viện Battelle Memorial, một tổ chức phi lợi nhuận về ứng dụng khoa học và công nghệ có trụ sở tại Ohio, Mỹ.

"Bây giờ, Trung Quốc muốn đứng đầu thế giới," Tiến sĩ Ren nói. "Nếu anh cho rằng nghiên cứu đó thực sự đem lại lợi ích lớn, Trung Quốc sẽ hỗ trợ nguồn lực cho anh."

Một trong những mục tiêu chính của Trung Quốc là trở thành cường quốc khoa học, được thế giới công nhận. "Các nhà lãnh đạo muốn thấy người Trung Quốc được giải Nobel," Cong Cao, giáo sư nghiên cứu Trung Quốc đương đại, đại học Nottingham, Anh, nói.

"Sáng tạo, sáng tạo, sáng tạo," Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình phát biểu trước giới khoa học trong nước năm ngoái, thúc giục họ tạo bước đột phá trong khoa học, chìa khóa mang lại tương lai cho Trung Quốc.

Tuy nhiên, một số nghiên cứu của Trung Quốc thực hiện từng dấy lên tranh cãi. Một nhóm nghiên cứu ở tỉnh Quảng Đông gây ra làn sóng phản đối toàn cầu hồi tháng 4, khi tuyên bố chỉnh sửa gene phôi thai người, thay đổi DNA của bệnh nhân di truyền cho con cái.

Các nhà đạo đức học và khoa học phương Tây kêu gọi Trung Quốc dừng việc chỉnh sửa gene. Dự kiến mùa thu tới, giới khoa học sẽ tổ chức hội thảo quốc tế, bàn về công nghệ chỉnh sửa gene cây tranh cãi.

Trong hội nghị này, rất có thể sẽ bàn luận về nghiên cứu của Tiến sĩ Ren, hiện rất nổi tiếng. Tiến sĩ Ren quê ở Cáp Nhĩ Tân, học và làm việc ở Mỹ hơn 15 năm trước khi bỏ việc làm giảng viên Đại học Y Cincinnati, về quê 3 năm trước. Vợ và hai con gái Ren vẫn ở Mỹ, hàng năm, ông đến thăm họ vài lần.

Ren dành phần lớn thời gian trong phòng thí nghiệm ở Cáp Nhĩ Tân. Ông hoàn thành ca cấy ghép đầu chuột năm 2013 vào một buổi sáng thứ bảy. Ren cho biết, một trong những lý do về nước là được chính phủ Trung Quốc hỗ trợ mạnh mẽ cho nghiên cứu y học. Ngoài ra, Ren không chắc có được phép thực hiện nghiên cứu trên ở đất Mỹ không.

Theo các nhà nghiên cứu khác, những đề xuất thí nghiệm cấy ghép đầu ở Mỹ phải đối mặt với nhiều trở ngại về tài chính và đạo đức. Nhưng ở Đại học Y Cáp Nhĩ Tân, nơi tiếng sĩ Ren tiếp quản trung tâm vi phẫu, ông được ban đạo đức và chính quyền ủng hộ tuyệt đối. Chính phủ và nhà trường tài trợ ông 10 triệu tệ, tương đương 1,6 triệu USD làm đề tài.

Triển vọng cấy ghép đầu

Cấy ghép đầu không phải chuyện phù phiếm, Ren nói. Nếu hoàn thiện được kỹ thuật cấy ghép, một ngày nào đó, nó sẽ giúp ích cho bệnh nhân có bộ não nguyên vẹn, nhưng cơ thể bị tổn thương như chấn thương tủy sống, ung thư, teo cơ.

Tiến sĩ Ren không muốn đẩy nhanh tiến độ nghiên cứu. Ông cũng không dự đoán được khi nào có thể cấy ghép đầu người.

"Chúng tôi muốn thử nghiệm lâm sàng, nhưng phải thử trên động vật trước, xem chúng có thể sống bao lâu," ông nói, toát ra vẻ nhanh nhẹn và tràn đầy năng lượng ở tuổi 53. "Hiện tại, tôi không đủ tự tin để nói có thể cấy ghép đầu người."

Triển vọng về cấy ghép đầu người làm dấy lên nhiều vấn đề triết học và đạo đức. Nhân thân người đó thay đổi như thế nào, khi có một cơ thể mới? Ngay cả khi kỹ thuật cấy ghép hoàn thiện, chuyện một người có đầy đủ cơ quan khỏe mạnh hiến tặng để cứu giúp nhiều người khác là đúng hay sai?

Ngoài ra, còn nhiều nghi vấn về xuất xứ cơ thể hiến. Ở Trung Quốc, cũng như nhiều nước khác, luôn thiếu hụt nguồn hiến tạng. Tiến sĩ Ren nói, có thể tìm nhiều nguồn hiến khác nhau, như là người bị tai nạn.

Robert Truog, giám đốc Trung tâm Đạo đức Sinh học, đại học Y Harvard, nói mặc dù cấy ghép đầu người "có quan hệ mật thiết với nhân thân," nhưng không có lý do gì về đạo đức mà không được cấy ghép nếu hội đồng xét duyệt thông qua. "Tôi tưởng tượng rằng, nhiều năm nữa, chúng ta sẽ được nhìn thấy điều gì đó," Truog nói. "Và tôi tưởng tượng rằng, chuyện đó sẽ diễn ra khắp nơi."

Theo Peter Singer, nhà đạo lý sinh vật học, đại học Princeton, khi được trình bày về cấy ghép đầu, ông cho rằng chưa thể thí nghiệm trên các loài linh trưởng ở giai đoạn này vì quá mơ hồ.

Một chuyên gia khác cho rằng ý tưởng cấy ghép đầu quá kinh khủng.

"Toàn bộ ý tưởng này thật nực cười," Arthur Caplan, nhà đạo lý sinh vật học, đại học Y New York nói, cho rằng không đáng để các loài động vật phải hy sinh, đem ra thí nghiệm.

Chân trời mới của phẫu thuật

Ý tưởng cấy ghép đầu có từ lâu. Từ đầu thế kỷ 20, nhà khoa học Mỹ C.C.Guthrie đã cố gắng cấy ghép đầu chó. Sau khi cấy, cái đầu chỉ xuất hiện những phản xạ vô thức. Những năm 50, người Nga, rồi đến người Trung Quốc cũng thực hiện những ca cấy ghép tương tự. Lần này, cái đầu có thể làm những việc đơn giản như uống nước.

Con chuột được ghép đầu có thể uống nước. (Ảnh chụp màn hình: WSJ)

Hai thập kỷ sau, Robert J.White, giáo sư đại học Case Westen Reserve, bang Ohio, Mỹ, đã cấy ghép đầu một con khỉ rhesus. Con khỉ nhìn xung quanh, tìm cách cắn bàn tay một nhà nghiên cứu, nhưng không thể tự thở.

Với ca cấy ghép đó, Tiến sĩ White bị gọi là "Tiến sĩ Frankenstein", nhân vật trong tiểu thuyết giả tưởng nổi tiếng của nhà văn Marry Shell, thường được công chúng hóa trang trong lễ Halloween, giám đốc quan hệ công chúng George Stamatis, đại học y nơi tiến sĩ White làm việc, cho biết.

Gần đây nhất, một nhà giải phẫu thần kinh Italy, Sergio Canavero, gây ấn tượng bằng tuyên bố sẽ hoàn thiện kỹ thuật cấy ghép đầu người trong hai năm, và đã tìm được bệnh nhân sẵn sàng cho đầu.

Tiến sĩ Ren cho biết, ông Canavero đã đề nghị ông hợp tác cấy ghép thử nghiệm trên động vật. Ren đồng ý, nhưng Canavero từ chối xác thực.

Ông Ren bắt đầu nghĩ về cấy ghép đầu khoảng một thập kỷ trước. Là một nhà phẫu thuật, ông luôn khao khát được chỉnh sửa những thứ tưởng như không thể sửa được. Năm 1996, ông chuyển đến Mỹ, tham dự khóa đào tạo vi phẫu 5 năm ở đại học Y Louisville, tham gia nhóm tiên phong trong lĩnh vực ghép tay.

Sau đó, ông làm giảng viên đại học Cincinnati. Trong 10 năm, ông nghiên cứu một trong những thách thức lớn nhất của kỹ thuật ghép tạng, làm thế nào để ngăn ngừa thiếu máu cục bộ, hoặc thiếu oxy đến các cơ quan cấy ghép.

Cuối cùng, ông bắt đầu nghĩ đến "Giới hạn tiếp theo là gì?" Trong lĩnh vực phẫu thuật chỉnh hình, đó là cấy ghép đầu.

"Ở Mỹ, mọi người rất sốc" với ý tưởng đó, Tiến sĩ Ren nhớ lại. Ông vấp phải cơn bão chỉ trích của các nhà đạo đức sinh học ở đại học Louisville, cũng như những người từng phản đối cấy ghép tay cuối thập niên 90, và cấy ghép mặt.

Tiến sĩ Ren quay lại Trung Quốc năm 2012, mặc dù vẫn giữ vị trí trợ giảng ở đại học Loyola Chicago. Hội đồng nhà trường cho biết không liên quan đến thí nghiệm cấy ghép đầu của ông.

Ở Trung Quốc, không chỉ dễ xin phê duyệt và tìm tài trợ, xin phép thí nghiệm trên động vật cũng dễ hơn. Tiến sĩ Ren tin tưởng, ông sẽ được phép thí nghiệm trên khỉ đuôi dài, loài động vật nhỏ bé và thân thiện sinh sống ở gần Tô Châu, tỉnh Giang Tô phía nam Trung Quốc.

Chúng cần thời gian để thích nghi với khí hậu lạnh ở Cáp Nhĩ Tân, vùng núi cao có nhiệt độ trung bình -14 độ C vào tháng Giêng. Ông dự đoán có thể gọi thẳng cho sân bay địa phương khi lũ khỉ được chuyển đến, nhờ gửi tới phòng thí nghiệm.

Tiến sĩ Ren trong phòng thí nghiệm ở Cáp Nhĩ Tân. (Ảnh chụp màn hình: WSJ)

Ở Cáp Nhĩ Tân, Tiến sĩ Ren được cấp một phòng thí nghiệm lớn và hiện đại, tập hợp đội ngũ chuyên gia giải phẫu thần kinh, tim mạch, tủy sống và miễn dịch học. Ban đầu, các cộng sự đánh giá ý tưởng của ông khá điên rồ, nhưng dần dà, họ muốn hợp tác.

"Đây là một thách thức to lớn, nhưng cực kỳ thú vị," một cộng sự nói. Ngoài giờ làm việc, Tiến sĩ Ren thích tụ tập với sinh viên. Họ nói rằng, đôi lúc, ông hay khuyến khích họ học tập, thậm chí mời bia sinh viên.

Thách thức lớn nhất

Trong ca cấy ghép đầu chuột, cho dù tủy sống và não chứa lượng lớn dây thần kinh, nhưng nhóm của Ren đang thử nghiệm chỉ nối lại một phần nhỏ, đủ cho con vật tự thở và làm những phản xạ cơ bản.

Hai rào cản lớn nhất là ngăn đào thải miễn dịch và giữ cho não sống khi bị cắt rời, Tiến sĩ Ren nói. Chỉ cần 5 phút thiếu oxy, não sẽ bị tổn thương vĩnh viễn.

Bước đầu tiên của ca phẫu thuật là thực hiện "clean trauma" (loại trừ tổn thương), bằng cách sử dụng một con dao siêu sắc lưỡi kim cương cắt rời phần đầu chờ ghép. Ở phần cơ thể hiến, đầu cũng bị cắt, nhưng cắt ở giữa não, giữ cho tim vẫn đập nuôi cơ thể.

Bởi vì não cần bơm oxy liên tục, nên Tiến sĩ Ren sẽ tạm thời nối các mạch máu từ cơ thể hiến có tim đang đập vào đầu chờ ghép, sử dụng các ống silicon nối một bên đầu. Sau đó, dưới kinh hiển vi, nhóm giải phẫu sẽ nối các dây thần kinh tủy sống của đầu với cơ thể mới, khóa chúng lại bằng hợp chất phân tử polyethylene glycol. Họ hy vọng hợp chất này sẽ thúc đẩy các dây thần kinh nhanh liền.

Các thao tác phải rất nhanh, bước tiếp theo là gắn đầu vào cột sống, sử dụng ghim, đinh vít, các tấm. Cuối cùng, họ sử dụng chỉ khâu nhỏ nối các mạch máu phần đầu bên kia với cơ thể, rồi tới cơ và da.

Tiến sĩ Ren dự định, nếu cấy ghép trên khỉ, ông chỉ nối lại một phần rất nhỏ trong số 100 tỷ dây thần kinh cột sống. Trong suốt quá trình này, các dây sẽ được kích điện bằng các cực dò điện đặt trong tủy sống ở đầu và thân mới, để giữ cho các dây thần kinh hoạt động tốt.

Chỉ cần 10-20% dây thần kinh nối thành công, cơ thể có thể giữ được những chức năng cơ bản như vận động cơ bắp, nhóm nghiên cứu dự đoán. Tuy nhiên, họ hy vọng sẽ dần nâng cao tỷ lệ này. Nếu thành công, nó sẽ giúp ích cho quá trình xin thủ tục thử nghiệm lâm sàng trên người.

Vài chuyên gia cấy ghép nội tạng khác tỏ ra bối rối khi bày tỏ quan điểm về thí nghiệm của Tiến sĩ Ren. Một cựu đồng nghiệp của ông ở đại học Louisville, John H.Barker đánh giá Tiến sĩ Ren là một phẫu thuật viên giỏi, và cho rằng có thể cấy ghép đầu người.

Bác sĩ Sergio Canavero tuyên bố có thể cấy ghép đầu người vào năm 2017, trong khi nhiều ý kiến cho rằng đây là điều không thể. (Ảnh: Mirror)

Dưới góc độ miễn dịch học và đạo đức học, cấy ghép đầu cũng giống cấy ghép tay hay mặt, Tiến sĩ Baker nói, hiện làm việc ở Đại học Goethe, Đức.

Peter, chuyên gia cấy ghép tay, giáo sư chỉnh hình đại học Cincinnati, người đào tạo Tiến sĩ Ren cho rằng, các nhà khoa học Trung Quốc đang làm một việc "hết sức thú vị và đầy tiềm năng. Tuy nhiên, họ sẽ vấp phải nhiều thách thức như các vấn đề đạo đức, ức chế miễn dịch, bởi vì cấy ghép đầu đòi hỏi kỹ thuật cực kỳ phức tạp, đặc biệt là tái tạo các dây thần kinh."

Tiến sĩ Ren nói rằng, trong quãng đời còn lại, ông không biết khi nào cấy ghép đầu sẽ trở thành một biện pháp y tế chăm sóc sức khỏe con người. Ông hy vọng, ít nhất, mình có thể tạo bước tiến bộ đột phá, để thế hệ sau có nền tảng phát triển.

"Hôm nay không thể," ông nói. "Nhưng tương lai, việc đó có thể thành sự thật."