Общие принципы трансплантологии

Интервью 
ТРАНСПЛАНТОЛОГИЯ. 
ОТ ОРГАНОВ К КЛЕТКАМ

В человеческом организме, как и в любой сложной системе, случаются сбои. Бывает так, что какой-то жизненно важный орган - почка, сердце, печень - отказывается работать надлежащим образом. И если никакие лекарства и прочие лечебные манипуляции помочь не в состоянии, остается только один выход - заменить вышедшую из строя "деталь". Благодаря пересадке донорских органов удалось спасти жизнь уже более четверти миллиона человек. Трансплантология - молодая область медицины. Основоположником экспериментальной трансплантации жизненно важных органов, в частности сердца, стал российский ученый Владимир Петрович Демихов, который в 1951 году впервые в мире пересадил донорское сердце собаке. В 1967 году хирург из ЮАР Кристиан Барнард, пройдя предварительно стажировку у Демихова, впервые в мире осуществил успешную трансплантацию сердца человеку. С тех пор сделано уже более 40 тысяч таких операций. В России первым провел пересадку сердца выдающийся хирург, академик Российской академии наук Валерий Иванович Шумаков. Сейчас на счету у Шумакова уже более сотни пересаженных сердец, около двух тысяч почек и тысячи других сложнейших операций. Пациенты и коллеги утверждают, что Шумаков - хирург от Бога. Но Валерий Иванович не только врач, он еще и ученый, давно и плодотворно занимающийся разработкой систем искусственного кровообращения. С 1974 года В. И. Шумаков возглавляет научно-исследовательский Институт трансплантологии и искусственных органов Министерства здравоохранения РФ. Это научный и медицинский центр мирового уровня, единственный в России, где делают пересадку сердца и разрабатывают модели искусственного сердца. О сегодняшнем и завтрашнем дне трансплантологии, о проблемах и перспективах ее развития рассказывают академик В. Шумаков и другие сотрудники института. 

  
- Валерий Иванович, развитие трансплантологии в России, ее становление происходи ли у вас на глазах и при вашем непосредственном участии. Что изменилось за это время, какие задачи удалось решить, какие проблемы возникли? 
  
- В трансплантологии всегда было и остается много проблем. Даже создание института в 1965 году стало непростым делом, надо было преодолеть множество бюрократических преград. Когда я пришел работать в институт и затем стал директором, главная задача была - расширить круг исследований. Ведь вначале институт даже назывался по-другому - Институт пересадки органов и тканей. Но так как я перед этим, работая у нашего замечательного хирурга Бориса Васильевича Петровского, занимался проблемами искусственного сердца, то стремился развивать в институте и это направление. Как раз было подписано межправительственное соглашение между СССР и США о сотрудничестве в области искусственного сердца и вспомогательного кровообращения. Мы приложили определенные усилия, чтобы институт был переименован, и сейчас он называется Институт трансплантологии и искусственных органов. То есть мы не только пересаживаем донорские органы, но и разрабатываем устройства, которые могли бы их заменить. 
  

Надо сказать, что на пересадку таких внутренних органов, как почка, сердце, печень, врачи идут лишь в тех случаях, когда обычное медикаментозное или хирургическое лечение исчерпало себя полностью и больной обречен на скорую смерть. 
  

По статистическим данным, в настоящее время в экономически развитых странах не менее чем 150 тысячам человек требуется пересадка донорских органов и тканей. Мировая же потребность во много раз больше. В США около 30 тысяч человек, а в Великобритании около 6 тысяч включены в "листы ожидания" донорского сердца, почек, легких или печени, но лишь у 10 процентов из них есть шанс дождаться трансплантации. 
   

Россия не исключение - у нас те же проблемы. Тысячи больных месяцами, годами ждут, когда появится подходящий донор. Больше всего и у нас и в мире пересаживают почек. В нашей стране операцию с почкой впервые выполнил академик Б. В. Петровский в 1965 году. Возможность пересадки других органов появилась только после того, как врачам разрешили ставить диагноз "смерть мозга". Сердце при этом какое-то время еще может работать, поддерживать кровообращение. Первая успешная пересадка сердца в России была проведена в 1987 году. Сейчас пересажено уже более ста сердец. Эта цифра, может быть, не очень впечатляет по количеству, но подходящих донорских сердец крайне мало. Нельзя забывать, что за каждым таким сердцем стоит несчастный случай со смертельным исходом, причем изъять у погибшего орган можно только с согласия родственников. В целом дефицит донорских органов - проблема мировая. Их всегда не хватает. 
  
- Как можно решить эту проблему? 
 
- Здесь есть три направления. Первое - это пересадка органов от животных к человеку, так называемая ксенотрансплантация. Видимо, кандидатом для донорства будет свинья. Казалось бы, по всем признакам ближе к человеку стоят обезьяны, но с ними возникает много сложностей. Во-первых, обезьяны слишком малы - бабуины, шимпанзе, макаки просто не годятся по размеру. Во-вторых, у обезьян много своих болезней, которые могут быть перенесены человеку, а у людей и так их хватает. И в-третьих, морально-этические проблемы: нельзя же ради донорства убивать обезьяну, все-таки это наш ближайший родственник. Как ни удивительно, свинья оказалась более подходящим донором. Свиней, в зависимости от породы и возраста, можно подобрать по размеру под любого человека. Можно выращивать стерильных свиней, у которых нет болезней. 
 
- А как же быть с совместимостью тканей? Ведь даже при пересадке органов от человека к человеку возникает множество проблем. 
  
- Этот вопрос можно решить с помощью генной инженерии. Можно создать трансгенных животных, то есть таких, у которых в зародыш введены несколько человеческих генов. Иммунологически они будут ближе к человеку, чем обычная свинья. В организме таких трансгенных животных вырабатываются белки, предотвращающие поражение пересаженного органа иммунной системой человека. Такие исследования уже проводятся, и, может быть, уже можно было бы начать пересадку, но у некоторых ученых есть сомнения. Они говорят, что в организме свиней имеется дремлющий ретровирус, который может передаться человеку. Но, по-видимому, ответ на этот вопрос будет найден в ближайшие годы. 
   

Другое направление в трансплантологии - искусственные органы. Искусственная почка уже есть. Пусть она не полный аналог живой, но выполняет те же функции и помогает продлить человеку жизнь. искусственное сердце было создано сначала как промежуточный этап, своеобразный мост для последующей пересадки донорского сердца. Оно необходимо, когда свое собственное уже не может обеспечивать нормальное кровообращение, погибает и надо его поддержать, дать возможность дожить до момента, когда будет найден подходящий трансплантат. Решением этой задачи занимались ученые многих передовых стран. У нас в институте тоже разработаны действующие искусственные сердца, но они не полностью располагаются внутри организма, ряд деталей находится снаружи, поэтому они служат мостом, обеспечивают переходный этап. Сегодня такие сердца практически не применяются, но не потому, что они плохие, а потому, что это очень тяжелая и сложная операция: удалить сердце, вшить искусственное, а потом, когда найдется трансплантат, удалить искусственное и вшить донорское. Сейчас есть более простые методы, нечто вроде насоса для перекачки крови, который подключается в обход одной или двух половин сердца, без его удаления. С дополнительным насосом люди дожидаются подходящего трансплантата. Такие насосы созданы в нашем институте и успешно применяются в клинической практике. 
  
- А можно ли сделать искусственное сердце, которое полностью заменило бы настоящее? 
 
- В принципе, это решаемая задача. Американцы провозгласили, что они уже создали полностью вживляемое длительно работающее искусственное сердце, но потом сообщили, что из шести человек, которых они отобрали для первых клинических испытаний, четверо умерли, прожив с искусственным сердцем несколько месяцев. То есть длительной работы пока не получилось. У нас тоже есть два проекта искусственного сердца, но финансирования практически нет. Я выделяю на это часть денег, что есть в клинике, жалкие крохи, иногда спонсоры помогают, но это разовые вливания. И все-таки исследования идут, модели готовы, сейчас приступаем к экспериментальной проверке. Если она даст хорошие результаты, то мы сможем начать и клинические испытания. 
  
- Итак, два направления современной трансплантологии - это пересадка органов от животных и создание искусственных органов. А какой третий путь? 
  
- Третье направление обещает, пожалуй, самое красивое решение проблемы. Речь идет о клонировании органов. не человека, а органов. В организме есть недифференцированные, так называемые стволовые клетки. Они находятся в основном в костном мозге. Стволовые клетки - это как бы зародыши всех остальных клеток. Их можно трансформировать в специализированные клетки, например в кардиомиоциты - клетки, обеспечивающие сокращение миокарда, или в гепатоциты - клетки печени. Пока этот вопрос еще не решен и будет решен не сегодня и не завтра, но, в принципе, все, видимо, идет к тому, что из своих стволовых клеток довольно быстро можно будет вырастить дубликат того органа, который надо заменить. То есть собственный здоровый орган, готовый для пересадки. Но это из области прогнозов. Зато реальностью стала пересадка клеток вместо целого органа. Клеточная трансплантология сделала настоящий скачок. Мы уже около 20 лет занимаемся пересадкой культивированных клеток поджелудочной железы, так называемых бета-клеток, которые вырабатывают инсулин. У больных с тяжелой формой сахарного диабета это дает очень хорошие результаты. Некоторым больным можно проводить подобную операцию по несколько раз, и по количеству таких пересадок мы - лидеры в мире, их у нас сделано более двух тысяч. 
  

На этом разговор с Валерием Ивановичем завершился - его срочно вызвали в операционную. Однако корреспонденту журнала удалось побеседовать с сотрудниками института, которые занимаются научными исследованиями в области трансплантологии и искусственных органов. О том, что представляет собой искусственное сердце, рассказывает заместитель директора по науке доктор медицинских наук, профессор Владимир Евгеньевич ТОЛПЕКИН: 

- Искусственное сердце - это, собственно, два насоса и система, которая ими управляет. Такую модель предложил еще Владимир Петрович Демихов. Два насоса, два предсердия и мембрана. Главная сложность здесь в обеспечении энергией: ведь надо, чтобы сердце, по крайней мере лет десять, работало бесперебойно. Управление тоже очень важно, потому что наше сердце работает по принципу: сколько крови притекло, столько и выбросилось. Но когда человек бегает, притекает 30 литров в минуту, а когда спит - только 4 литра в минуту. И надо, чтобы насосы всегда выбрасывали столько крови, сколько надо организму. А в принципе, это машина довольно простая. И если будет решен вопрос о применении радиоизотопных источников питания, то сложности отпадут. Но сейчас, пожалуй, более актуальны системы вспомогательного кровообращения, которые применяют, когда собственное сердце уже не может перекачивать необходимый объем крови и нужно ему помочь. 
  

В разговор вступает старший научный сотрудник лаборатории вспомогательного кровообращения и искусственного сердца Александр Александрович ДРОБЫШЕВ: 
 
- Камеры искусственного сердца - желудочки - мы делаем из полиуретана. Процесс это длительный, на изготовление одного желудочка уходит полтора месяца, и стоит такой желудочек недешево - 3,5 тысячи долларов, но все же это втрое дешевле импортных. Необходимо подобрать правильную форму, чтобы не образовывались тромбы. И, конечно, очень важная часть - привод насоса. Он должен обеспечивать свободу действий, чтобы человек мог носить систему управления и питания на поясе или в ранце. 
   

В институте разработали и такой интересный метод лечения, как очистка крови с помощью свиной селезенки. Слово - доктору медицинских наук Анатолию Борисовичу ЦЫПИНУ. 
  
- Этот метод, разработанный нами много лет назад, внедрен уже более чем в 200 городах России. Кровь из одной вены с помощью насоса прокачивается через отмытую свиную селезенку и возвращается в другую вену. При этом кровь очищается. Кроме того, селезенка вырабатывает много биологически активных веществ, повышающих иммунитет. Можно поступить проще - пропустить через селезенку физиологический раствор и затем ввести его больному. Сейчас мы изготовили из ткани селезенки препарат, который стимулирует иммунную систему, и его используют для лечения сепсиса. 
 

В лаборатории культур тканей занимаются клеточной трансплантацией. Рассказывает заведующий лабораторией доктор медицинских наук Николай Николаевич СКАЛЕЦКИЙ: 
 
- Если у больного недостаточно хорошо работает какой-то орган, может помочь пересадка клеток. Пересаженные клетки частично берут функции на себя и позволяют органу передохнуть и восстановить свои резервы. Есть заболевания, при которых необходимо заменить погибшие клетки. Возьмем, к примеру, сахарный диабет. При диабете I типа бета-клетки, вырабатывающие инсулин, гибнут из-за аутоиммунного процесса. Диабет проявляется, когда погибают примерно 85 процентов бета-клеток. Человек начинает вводить инсулин, но аутоиммунный процесс не прекращается, иммунная система продолжает уничтожать бета-клетки, воспринимая их как чужие, и через несколько лет возникает полная зависимость от инъекций инсулина. Если сделать трансплантацию клеток на ранних стадиях, когда свои клетки еще сохранились, можно надеяться на то, что пересаженные клетки будут стимулировать восстановление какого-то количества собственных бета-клеток. Материал для пересадки берем у только что родившихся стерильных кроликов. Инсулин кролика очень близок к инсулину человека: он отличается лишь одной аминокислотой. У новорожденных кроликов процентное содержание бета-клеток в поджелудочной железе в десять раз выше, чем у взрослых животных. Для нас это важно, поскольку необходимо отделить нужные клетки от ненужных. Эти бета-клетки культивируем и затем пересаживаем больным диабетом. Самое главное, чего мы добиваемся, - это профилактика сосудистых осложнений диабета, а именно они приводят к поражению сетчатки глаза и слепоте, а также к тяжелой почечной недостаточности. Поражение почек - это смерть, если не пересадят почку. А представляете, что значит пересадить почку больному диабетом? Лишь у нас в институте это делают, потому что мы одновременно пересаживаем выращенные уникальным способом бета-клетки. То есть сразу предупреждаем осложнения, которые возникают после пересадки. 
  

В Институте трансплантологии и искусственных органов работают талантливые и увлеченные люди, которые, несмотря на более чем скромное финансирование, проводят сложнейшие исследования. Немалая заслуга в создании дружного коллектива единомышленников принадлежит В. И. Шумакову - врачу, ученому, организатору. Недавно к его многочисленным наградам прибавилась еще одна - орден Святого апостола Андрея Первозванного. 
 
Беседу вела специальный корреспондент журнала "Наука и жизнь" Е. Лозовская.