Как усмирить иммунитет при трансплантации органов
Джозеф Мюррей
Эдвард Томас
В XXI веке для человеческого организма можно подобрать большое количество «запчастей». Пожалуй, только мозг стоит особняком, и до его замены еще далеко, но вообще сегодня в мире в массовом количестве производят пересадку почти всего: сердца, почек, печени, поджелудочной железы, легких, матки, костного мозга. В некоторых европейских странах замена коленных суставов после 70 лет стала настолько рутинной процедурой, что входит в обязательную медицинскую страховую программу. На подходе бионические протезы рук, глаз и других органов. Но так было не всегда, и люди с поврежденным органом умирали, потому что все попытки пересадки здоровых органов кончались неудачей.
В начале XX века, желая спасти пациентов с заболеванием почек, врачи неоднократно проводили эксперименты по пересадке этих органов от свиней, овец и коз. Попытки, однако, были безуспешными. В 1902 году прошла операция по пересадке почки от одного человека другому, но и она оказалась неудачной. Очень скоро выяснилось, что пересадить орган или ткань человеку все же можно — но только при условии тщательного подбора донора. В 1912 году французский хирург Алексис Каррель получил Нобелевскую премию за открытия по трансплантации кровеносных сосудов и органов одного и того же человека (см. главу «Пересадка органов и кровеносных сосудов»). Этот ученый пришел к выводу, что существует некая биологическая сила, которая препятствует трансплантации органов и тканей от одного человека другому, и с пессимизмом смотрел на перспективы подобной пересадки с терапевтической целью. Через 50 лет, когда английский биолог Питер Медавара показал, что эта биологическая сила связана с системой иммунной защиты, и стал нобелевским лауреатом 1960 года, выводы Карреля подтвердились.
Прошло еще 30 лет, прежде чем были открыты механизмы, препятствующие пересадке органов, и разработаны методы, преодолевающие иммунные барьеры. Трансплантология стала обычным методом лечения болезней и состояний, которые прежде заканчивались для пациентов неминуемой мучительной смертью. Американские трансплантологи Джозеф Мюррей и Эдвард Томас получили Нобелевскую премию 1990 года «за открытия, касающиеся трансплантации клеток и органов при лечении болезней». Об этих открытиях мы сейчас и расскажем.
Сегодня трансплантация органов — это метод хирургического лечения. Орган, изъятый у живого или умершего донора, быстро подготавливают к пересадке: удаляют иммунологически активные клетки. Затем путем хирургической операции орган помещают в тело реципиента (получателя), все крупные сосуды и нервы аккуратно соединяют. После этого следуют два важных этапа: сначала предотвращают реакцию иммунологического отторжения, а затем стимулируют орган к выполнению своей функции на новом месте.
Джозеф Мюррей был первым врачом, успешно пересадившим почку от одного человека другому. Но задолго до этого он разработал хирургическую методику трансплантации почки у собак и показал, что почка, пересаженная от одной собаки другой, может успешно функционировать. После этого он продемонстрировал, что это может быть сделано и между людьми, которые генетически не идентичны друг другу. Он стал инициатором трансплантации почек, полученных от умерших людей, и спас многих пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности. Предпосылкой для этого стала оптимальная иммуносупрессия, то есть подавление иммунного ответа организма против донорского органа. Теперь ежегодно в мире проводят около 20 000 трансплантаций почек, а выживаемость трансплантата составляет около 80% и постоянно повышается. Сотни тысяч пациентов получили новую и более качественную жизнь.
Путь к этому результату был долгим. В 1950-е и 1960-е годы были сделаны фундаментальные открытия. Французский иммунолог Жан Доссе обнаружил трансплантационные антигены HLA (Human Leukocyte Antigens) — определенные молекулы на поверхности клеток трансплантированных органов, которые распознаются иммунной защитой реципиента как чужеродные и иммунологически активные. В результате организм пытается избавиться от трансплантата, что может привести к смерти. Эта реакция называется «трансплантат против хозяина». Необходимо было разработать средства для ее подавления, чтобы сделать возможной трансплантацию органов и клеток.
Первую успешную пересадку почки сделал в декабре 1954 года Джозеф Мюррей, а его пациентами были гомозиготные близнецы Ричард и Рональд Херрики. Незадолго до операции Мюррей попросил полицейских задокументировать отпечатки пальцев братьев Херрик. Так журналисты, которые легально имели доступ к полицейским записям, узнали о готовящейся пересадке и буквально набросились на сенсационную тему. Ричард Херрик, страдавший почечной недостаточностью, спокойно отнесся к утечке информации и не жаловался на внимание со стороны СМИ, тем более что операция прошла отлично и новая почка нормально функционировала. После выздоровления Ричард женился на медсестре, которая ухаживала за ним в госпитале, стал отцом двоих детей и счастливо прожил в браке восемь лет. Умер он от инфаркта.
Позже Джозеф Мюррей сделал несколько других успешных пересадок органов между идентичными близнецами. Очевидная проблема спасения пациентов с неизлечимым повреждением почек была в том, что у большинства из них нет близнецов. Поэтому надо было разработать механизм, препятствовавший реакции «трансплантат против хозяина», и подыскивать подходящих доноров. Джозеф Мюррей даже использовал общее облучение тела в попытках предотвратить отторжение трансплантированных органов.
Примерно в то же время фармаколог Джордж Хитчингс и биохимик Гертруда Элайон из США обнаружили первый цитотоксический препарат, уменьшавший реакцию отторжения — азатиоприн. Благодаря этому препарату стала возможной первая успешная трансплантация почки между родственниками, которые не были идентичными близнецами, а также первая трансплантация с использованием почек умерших. Лучшие результаты были получены при выборе доноров, которые соответствовали трансплантационным антигенам пациента.
Дональду Томасу удалось уменьшить реакцию трансплантата против хозяина с помощью цитотоксического лекарственного препарата метотрексата. Вскоре он описал идеального донора: это не обязательно близнец, но, как правило, родной брат с похожим набором трансплантационных антигенов. Используя материал такого донора, можно лечить лейкемию (в быту ее еще называют раком крови), некоторые наследственные нарушения костного мозга и тяжелые расстройства крови, апластическую анемию и талассемию. Таким образом, был открыт путь для трансплантации клеток костного мозга. Более 10 000 пациентов были излечены или получили нормальную жизнь без болезненных симптомов с помощью трансплантации костного мозга, которая не требует хирургического вмешательства. Донорские клетки аспирируют (выкачивают) чаще всего из гребня подвздошной кости. Иммунный ответ реципиента инактивируют общим облучением тела или цитотоксическими препаратами. Аспирированные клетки вводятся как при переливании крови. Стволовые клетки репопулируют (заселяют) в костный мозг реципиента и начинают продуцировать клетки крови. Иммуносупрессивное лечение проводят в течение нескольких месяцев для предотвращения или уменьшения реакции «трансплантат против хозяина». Иммунологически активные донорские клетки в конце концов становятся толерантными, после чего лечение обычно прекращается. Ежегодно в мире проводят несколько тысяч трансплантаций костного мозга. Это спасает десятки тысяч людей с лейкозом и другими тяжелыми заболеваниями.
В последнее время широкое распространение получила процедура аутологичной трансплантации костного мозга. Она заключается в том, что клетки у человека забирают, а через какое-то время обратно ему же подсаживают. Это связано с широко распространившейся терапией онкозаболеваний. Для лечения некоторых видов рака применяют чрезвычайно высокие дозы ионизирующего облучения или цитотоксические препараты, что может привести к летальному повреждению костного мозга пациента. Но при аутологичной трансплантации клетки костного мозга берут у пациента до начала интенсивного лечения. После его окончания пациент спасается реинфузией собственных клеток.
