今年一月，美国西奈山的耳鼻咽喉科-头颈外科主席Eric M. Genden Sr.博士领导的50多人的医护团队进行了长达18小时的手术，首次成功进行了人类气管移植手术。
接受移植手术的患者Sonia Sein是一名来自纽约市的56岁女社工。2014年，因哮喘入院治疗，反复插管使用呼吸机几周后，气管严重受损。随后尽管接受了6次大手术以及10多次小手术尝试重建气管，然而均已失败告终，并造成了进一步的损伤，增加了她气管可能完全崩溃的风险。六年来，她只能接受姑息治疗，在气道内放置支架，以确保气道内腔通畅来维持生命。
人体气管，长约9～13厘米，直径约15～20毫米。是连接喉部以及肺部的通道，腹侧由软骨环组成，背侧由平滑肌所组成，向上以声带为出口，在胸骨后向下延伸，向下分支称为支气管。气管由大约20个坚韧的软骨环组成。每个环的后部由肌肉和结缔组织组成。
气管内有湿润、光滑的黏膜组织。粘膜由上皮和固有层组成。上皮为假复层纤毛柱状，由纤毛细胞、杯状细胞、刷细胞、基细胞和小颗粒细胞等组成。固有层结缔组织中有较多弹性纤维，也常见淋巴组织，具有免疫防御功能。气管会随着每次吸气而稍稍变宽和变长，每次呼气时又会恢复到其静止的大小。
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众所周知，器官移植均涉及器官离体及血管离断、再吻合的过程，长时间的器官缺血损伤不可避免，是移植手术高风险的根本原因。为了让捐赠的器官保持足够的血流，Genden将供体的气管、其附属的食管、甲状腺和甲状腺动脉一并移植，将其与Sein的血管相连。
西奈山医院气管移植手术视频
手术前，Genden将一段供体气管植入患者的前臂数周，直到发育出血管，可以替代患者的部分气管。但这是一种间接的技术，并且只能替换气管的半管一侧，因此不是一个完整的气管。
Tracheal replacement: state of the art and novel perspectives. doi: 10.21037/jovs.2018.08.05
术中，Genden打开并清理供体的食道，将其放置在Sein的食道上。取下前臂的半个气管，并在高倍显微镜的引导下，用直径只有人类头发一半的手术线将供体食道与此气管进行缝合。
在放置移植气管后，进行了气管的小血管吻合术，同时利用后面的食道和甲状腺来帮助维持气道的血液供应。此外，Genden还移植了环状体，软骨套住气管，替代Sein完全被破坏的环状体。
对于术后如何检测Sein的细胞是否填充到移植气管中的问题，Genden巧妙地运用捐献者为男性这一性别差异，利用染色体分析来检测到移植气管中的细胞。
Genden表示，从近几个月的情况来看，患者没有出现并发症或器官排斥的迹象。截至3月下旬，移植气管中6.5%的细胞为Sein的，并且比例还在增加。
事实上，该手术于2020年初就已经过伦理批准，但由于新冠大流行的原因被延期，直到今年，Sein的病情开始恶化之后才开始进行手术。
目前，西奈山的移植科室已经启动了世界上第一个气道重建项目，并计划将该手术推广至全球，帮助更多的患者恢复正常呼吸和说话。
此前，其他气管替换尝试包括移植部分捐献者冷冻保存的主动脉，以及用患者自己的胸部肌肉和肋软骨替代气管。尽管其中一些手术取得了成功，但这些也仅是一种气管的边缘替代品，许多患者还是需要进一步的干预来维持他们的呼吸道。
多年来，医学和科学界的共识是，气管移植无法进行，因为器官的复杂性使得血管重建成为难题，此前进行人体气管移植的尝试都以失败告终。尽管医学界使用人类和动物模型对器官的血管供应进行了广泛的研究，但尚没有真正有效的方法。
而该手术的成功堪称医学史上的里程碑，不仅为器官移植的血管重建带来新思考，也标志着气管移植时代的开始。
该手术的成功也为因丑闻事件而低迷多年的气管领域带来新希望。该事件发生在2012年，时任瑞典著名的卡罗林斯卡研究所(Karolinska Institute)的Paolo Macchiarini博士用被称为生物反应器的装置中培养出生物干细胞，用塑料管替代受损的气管，并在塑料管中播种了这些被培养出来的干细胞。
此方法赢得了世界关注和赞誉，被誉为开启了再生医学革命。美国和其他一些国家纷纷效仿该方法，对气管损伤患者进行该手术。
然而好景不长，手术效果不佳，接受该手术的包括儿童在内的20名患者最终均死亡。这使得科学界开始质疑Macchiarini博士歪曲数据,夸大了他的技术效果。
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当年，卡罗林斯卡研究所指控Macchiarini科学行为不当，将其解雇，期刊随之也撤稿其研究。2019年，意大利一家法院指控他伪造文件和滥用职权。同年9月，瑞典检察官以与三例气管移植手术有关的严重医疗事故起诉他。
由于Macchiarini博士的工作引起的质疑，以至于很多研究学者不敢轻易尝试，如同一把双刃剑，如果成功将造福人类，如果失败，患者就会死亡，但从当时医学史来看，气管移植尚无可能。而此次Genden团队的成功，也为人类开创气管领域新纪元。
气管移植术是一种新的、可行的治疗方法，适用于成千上万的人，这些人可能在出生时就有气管天生的缺陷，或者他们的气道可能因烧伤、肿瘤或插管而受损，因为支架、手术或激光等技术无法治愈他们受损的气管，当气道危险地狭窄时就会窒息最终导致死亡。
此外，现阶段全球大流行阶段，考虑到越来越多的患者因机械通气和COVID-19引起的气道疾病正在急剧增加，该手术将为这些患者带来新生命。
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