4
Пересадка кожи
Я не могу дать ученому любого возраста совет лучше этого: интенсивность убеждения окружающих в том, что гипотеза правдива, никак не связана с тем, правдива она или нет.
Питер Медавар. «Советы молодому ученому»
Впервые я близко столкнулся со смертью морозным октябрьским утром во время обучения на втором курсе школы медицины. Это произошло за год до того, как я стал свидетелем пересадки почки. Из всех неприятных моментов, пережитых мной за время работы хирургом-трансплантологом, произошедшее тем вечером было самым странным.
Тогда я только начал работать в Нью-Йоркском банке кожи для пожарных – организации, созданной ожоговым центром Нью-Йоркской больницы в 1978 году с целью восстановления и хранения кожи только что умерших доноров. Из каждой учебной группы отбиралась пара студентов-медиков, которым предстояло присоединиться к «элитной» команде и ночами снимать кожу с мертвецов. Разумеется, у этой деятельности была цель: кожу использовали в качестве временных трансплантатов для пациентов с сильными ожогами, чтобы «прикрыть» эти ожоги до тех пор, пока пострадавшие не оправятся достаточно, чтобы перенести пересадку кожи с собственных тел.
Представьте себе работника фабрики, который падает спиной в бак с кипящим маслом, или молодого человека, оказавшегося в горящем доме, после того как в его метамфетаминовой лаборатории произошел взрыв. Это реальные пациенты, которых мне приходилось лечить. У обоих мужчин были ожоги 80 % тела. Из-за потери такой площади кожного покрова, нашего барьера от внешнего мира, пациенты теряли жидкость и электролиты через свои открытые раны, не могли поддерживать нормальную температуру тела и подвергались риску инфекции, с которыми мы сталкиваемся ежедневно. Помимо проведения реанимационных действий, включающих введение через капельницу агрессивных жидкостей, нужно было как-то прикрыть раны. В идеале для этого используется кожа, взятая с необожженных участков собственного тела пострадавшего, чтобы трансплантаты не отторглись. Однако из-за обширных ожогов пациентов понадобились бы многие месяцы и бесчисленное количество операций, чтобы насобирать достаточно кожи для пересадки на открытые раны. Поэтому нам пришлось воспользоваться чужой кожей.
Пересаженная чужая кожа быстро отторгается, однако пациенты с серьезными ожогами обычно отличаются ослабленной иммунной реакцией, что позволяет ей продержаться несколько недель.
Известно, что пересадка чужой кожи непременно закончится отторжением, однако пациенты с серьезными ожогами обычно отличаются ослабленной иммунной реакцией, что, по иронии судьбы, позволяет кожным трансплантатам продержаться несколько недель – гораздо дольше, чем у здоровых реципиентов. Такое временное прикрытие позволяет выиграть немного времени, необходимого для стабилизации пациента.
Сегодня искусственная кожа соперничает с кожей умерших доноров, но в 1990-х годах, когда я работал в банке кожи, искусственная кожа не применялась, поэтому использовали лишь донорскую.
В то время я понятия не имел, как связана пересадка кожи с трансплантацией органов и насколько важную роль в моей жизни в итоге сыграет этот опыт. Будучи студентом второго курса, я еще не успел поработать в больнице, не лечил пациентов и планировал стать детским онкологом. И меня просто заинтриговала перспектива овладеть новыми навыками и провести какое-то время в операционной.
Каким-то образом меня взяли в команду, после чего я прошел обучение и отправился на первое «дело». Меня сопровождали Брайан и Лоренс, два закаленных члена команды. Брайан, работавший в банке кожи уже целый год, впоследствии стал моим близким другом. Лоренс, самый опытный из нас, уже окончил университет. Он обладал весьма специфической внешностью: имел рост не ниже 180 см, носил длинные светлые волосы, а сложением напоминал грузовик. Характер Лоренса был под стать его внешности.
Чтобы подготовиться к заданию, я отправился в лабораторию на двадцать третьем этаже Нью-Йоркской больницы и наполнил тележку всем необходимым: стерильным бельем, перчатками, халатами, губками и кучей других одноразовых вещей, которые используются в операционной. Наиболее запоминающимися приспособлениями были инфузионный насос и дерматом с лезвиями (что-то вроде газонокосилки для кожи).
Мне, как новенькому, пришлось катить эту полную тележку к большому красному фургону, на котором рядом с нарисованным пожарным, спасающим ребенка из горящего дома, золотыми буквами было написано: «Нью-Йоркский банк кожи для пожарных». В ту ночь мы ехали по мосту Квинсборо на Лонг-Айленд к донору, и я сидел молча, прокручивая в голове все этапы предстоящей работы.
Когда мы приехали в больницу, нам сообщили, что донор до сих пор находится в операционной, где члены других команд только что закончили извлекать его органы. Позднее я узнал, что, если у донора не извлекают другие органы, его приходится забирать в морге, что казалось мне странным. Я надел маску, бахилы и шапочку и повез тележку с необходимыми приспособлениями в операционную. Там лежал первый в моей жизни только что умерший пациент.
По его лицу, щетине на щеках, которую не сбривали пару дней, по глазам и рукам было очевидно, что еще недавно он был жив. Глядя на него, я вспомнил о своем отце (который жив и здоров) и подумал, что тот мог бы выглядеть так же после смерти. Пока я был погружен в свои мысли, размышляя о предстоящей работе, меня окликнул пронзительный голос: «Пойдем, тупица!»
Получение органов – процесс сюрреалистичный (в то время мы еще говорили «забор органов», но позднее стало использоваться более уважительное словосочетание «получение органов»). Помню, что я увидел длинный разрез от верхней точки грудной клетки до лобковой кости, зашитый грубым швом, который бывает на бейсбольных мячах. Этот черный шов свидетельствовал о том, что команды, извлекающие органы из грудной клетки и брюшной полости, поработали до нас. Еще я помню длинные разрезы вдоль ног, сделанные ребятами, извлекавшими кости. Кости заменили ручками швабр, чтобы у ног сохранялась хоть какая-то структура, пока мы (или работники морга) перемещали тело. Веки донора были заклеены, и это означало, что глаза тоже успели извлечь до нашего появления.
Если у донора не извлекают другие органы, его приходится забирать в морге, чтобы снять кожу.
Мы перевернули донора на живот и подготовили его, проделывая те же манипуляции, которые я стал проводить много лет спустя на живых людях. Затем мы надели халаты и накрыли тело. Пришло время странной части.
Брайан включил инфузионный насос, направляющий физраствор из двух больших пакетов на стойке по паре длинных стерильных пластиковых трубок в тело пациента через иглы 16-го номера, закрепленные на концах трубок. Насос издавал успокаивающий ритмичный звук, и Лоренс начал вкалывать иглы в спину донора. Кожа раздулась, как воздушный шар, из-за чего мужчина стал похож на Зефирного человека. После этого мы открыли несколько бутылок минерального масла и натерли им спину донора и обе ноги. Затем я увидел, как Лоренс одним движением дерматома снял кусок кожи с верхней части спины до лодыжки (у меня в голове не укладывалось, как такой крупный и пугающий парень, как Лоренс, мог совершить столь грациозное движение).
Я помню длинные разрезы вдоль ног, сделанные ребятами, извлекавшими кости. Их заменили ручками швабр, чтобы у ног сохранялась хоть какая-то форма, пока мы перемещали тело.
Мы закончили снимать кожу со спины донора, по очереди используя дерматом, напоминающий электрический удалитель краски и работающий как бритва. К нему прилагается длинное острое лезвие, расстояние от которого до поверхности дерматома устанавливается вручную, в зависимости от ширины кожного лоскута, который необходимо снять. Чтобы получить идеальный лоскут, идущий от спины до лодыжки, нужно постоянно следить за давлением на дерматом, поскольку толщина кожи на разных участках меняется. Лоренс был мастером в этом деле (в итоге и мне удалось получить несколько хороших лоскутов). Затем мы перевернули донора на спину и повторили свои манипуляции, снимая кожу с его груди и передней поверхности ног.
За той ночью последовало множество других, и я все же освоил мастерство снятия кожи. С каждым донором наступал момент, когда я задумывался, кем он был при жизни, но быстро выбрасывал эти мысли из головы. Мне нужно было делать свою работу, и я сосредотачивался на ней. Обычно фоном играла музыка, мы шутили, говорили о важных событиях своей жизни и решали, куда пойдем перекусить, когда закончим (мы так делали после каждого сбора кожи). Я понимаю, что все это кажется несовместимым с той работой, которую мы выполняли.
Бывало, мы приезжали заранее (или другие команды опаздывали), и нам приходилось готовиться к операции вместе со специалистами по извлечению органов. Они съезжались со всей страны, чтобы забрать сердце, легкие, печень и почки домой, где реципиенты надеялись, что именно в тот день их жизни будут спасены. Помню, я мечтал полететь в больницы вместе с этими ребятами и увидеть, как извлеченные ими органы оживают. Для меня это стало бы большим приключением.
Любой трансплантат, будь то печень, почки, сердце, кости, глаза, сердечные клапаны или кожа, является бесценным даром.
В то время кожа казалась таким незначительным органом по сравнению с сердцем, почками и печенью. Однако со временем я осознал, что любой трансплантат, будь то печень, почки, сердце, кости, глаза, сердечные клапаны или кожа, является бесценным даром. Нельзя забывать о том, что именно кожа открыла путь к пересадке органов. Без кожи и Питера Медавара трансплантологии бы не существовало.
Северный Оксфорд, Англия. Блиц, 1940 год
Питер Медавар с женой и дочерью наслаждались воскресным днем, сидя в саду их оксфордского дома, как вдруг они увидели в небе приближающийся двухдвигательный самолет. Полагая, что это германский бомбардировщик, доктор Медавар и его жена схватили дочь и побежали в бомбоубежище, которые стали широко распространены в английских домах после начала Второй мировой войны. Они услышали громкий взрыв на расстоянии двухсот метров от них. Оказалось, что это был не германский бомбардировщик, а английский самолет, потерпевший крушение.
Летчик выжил и был доставлен в местный Рэдклиффский лазарет с ожогами всего тела третьей степени. Понимая, что лечение бесполезно и что шансы пациента на выживание близки к нулю, врачи обратились к доктору Медавару за помощью. Был ли он знаменитым хирургом-травматологом или реаниматологом с богатым опытом спасения самых тяжелых больных? Нет, он был 25-летним зоологом, чья самая крупная работа была связана с культурой клеток. Он изучал математические основы роста… сердец эмбрионов цыплят. Был ли Медавар знаком с работами Алексиса Карреля, которые получили популярность в предыдущие 50 лет? Знал ли он, что Каррель пересаживал органы, которые переставали функционировать спустя несколько дней из-за какой-то таинственной реакции? Даже если и знал, то определенно не направлял свою интеллектуальную энергию в это русло. И он совершенно точно не слышал о трудах Колфа, работавшего всего в пятистах километрах от него.
Когда врачи, выхаживавшие молодого английского летчика, обратились к Медавару за помощью, он все же не был полным неофитом в лечении ожогов. После начала Второй мировой войны ему велели вести исследование, которое служило бы военным целям. С помощью культуры клеток он пытался выяснить, какие антибиотики окажутся эффективными (и при этом нетоксичными) для лечения ожогов, которые, как известно, крайне уязвимы для инфекций. Он опубликовал статьи об эффективности сульфадиазина и пенициллина, но ничто не могло сравниться с тем, что он сделал дальше. Ужасы жизни в Англии 1940-х годов и хорошие наставники заставили его сосредоточить свое внимание на изучении ожогов. И это все изменило.
На протяжении многих лет я не понимал, почему Питер Медавар считается отцом трансплантологии. Его важнейшее достижение заключалось в открытии приобретенной иммунологической толерантности. Он выяснил, что при введении в эмбрион мыши из одной генетической семьи (напрямую через беременную мать) клеток иммунологически неподходящего донора (разнояйцевого близнеца) мышь-реципиент во взрослом возрасте переносит пересадку тканей того же донорского типа без отторжения и приема иммунодепрессантов. Иными словами, она становится толерантна к этому донору. Он рассказал о своем открытии на конференции 1944 года и опубликовал более подробный доклад в 1953 году. В современной трансплантологии мы так и не постигли идею толерантности, которую некоторые называют «святым граалем» трансплантологии, за исключением экспериментов над животными и незначительных исследований. Вместо этого мы даем пациентам иммунодепрессанты, чтобы предотвратить отторжение пересаженных органов.
До Медавара все попытки пересадки человеческих органов (а их было много) заканчивались неудачно. Пересаженные органы быстро отказывали, как и их реципиенты, и никто не мог понять почему. В начале XX века Каррель полагал, что есть некая «биологическая сила», которая предотвращает успешную пересадку органов. В то время об ответной иммунной реакции никто и не догадывался. Большинство людей отказались от идеи трансплантации органов, считая это жутким экспериментом, который сумасшедшие ученые проводят в лаборатории.
Если Алексис Каррель проявил упорство и продемонстрировал свой талант, разработав технику пересадки органов от одного животного к другому, то Питер Медавар сделал следующий шаг и показал, как можно преодолеть «биологическую силу» и заставить трансплантат выполнять свою функцию. Медавар снабдил ученых темой для изучения и вдохновил их сделать пересадку органов реальностью.
Он начал свой путь с попытки оказать помощь обожженному летчику. Он задумался, как увеличить крошечную площадь уцелевшей кожи так, чтобы покрыть 60 % тела пациента. Сначала он подошел к проблеме со стороны клеточной культуры, используя кожу, оставшуюся после пластических операций, и попробовал заставить клетки делиться. Безуспешно. Затем он взял аутологическую кожу (собственную кожу пилота) и разделил ее на тончайшие слои, стараясь максимально прикрыть ими ожоги. Это тоже не сработало, и летчик умер.
В современной трансплантологии мы даем пациентам иммунодепрессанты, чтобы предотвратить отторжение пересаженных органов.
Разочарование Медавара по- будило его начать изучать гомотрансплантаты, то есть трансплантаты от доноров (сейчас их называют «аллотрансплантаты»; оба термина предполагают одинаковую видовую принадлежность донора и реципиента), а не аутологическую (собственную) кожу. Он получил разрешение британского правительства на изучение этой области и отправился работать в ожоговое отделение Королевского лазарета в Глазго. В первую очередь Медавар и его коллега Том Гибсон (хирург) предприняли попытку эксперимента на женщине-эпилептике, которая получила серьезные ожоги, упав на зажженную плиту. С помощью Гибсона Медавар поместил на ожоги женщины множество маленьких аллотрансплантатов рядом с аутотрансплантатами, взятыми с необожженных участков тела. Они получили аллотрансплантаты у добровольцев (возможно, студентов-медиков). Трансплантаты регулярно удалялись и проверялись с помощью микроскопа. Медавар заметил, что аллотрансплантаты подвергались атаке лимфоцитов, белых клеток иммунной системы, в то время как аутотрансплантаты приживались на теле реципиента. На них появлялись кровеносные сосуды, а воспаление было минимальным. Затем Медавар и Гибсон пересадили вторую очередь трансплантатов от тех же доноров, чтобы проверить, продержатся ли они так же долго, как первые трансплантаты. Они заметили, что трансплантаты второй очереди были разрушены практически мгновенно, а воспалительная реакция стала еще более сильной. Медавар рассказал об этих результатах в статье под названием «Судьба кожных гомотрансплантатов у человека».
Вернувшись в Оксфорд, Медавар целиком сосредоточился на проверке гипотезы о том, что отторжение аллотрансплантатов – это иммунологический феномен. Он понимал, что не сможет подробно изучить этот вопрос на людях, поэтому научился проводить пересадку кожи на кроликах, мышах, морских свинках и рогатом скоте. К нему присоединился его первый аспирант Руперт Эверетт Биллингем, сыгравший огромную роль в его исследованиях. Но все изменил случай.
Если провести обмен кожными трансплантатами между близнецами и они приживутся, то можете быть уверены, что близнецы однояйцевые. В противном случае всегда происходит отторжение.
Медавар был на Международном генетическом конгрессе в Стокгольме, где познакомился с доктором Хью Доналдом. Они разговорились о различиях между однояйцевыми и разнояйцевыми близнецами у рогатого скота. Доналд пытался выявить характеристики, основанные на генетической разнице и разнице в условиях жизни, однако он не мог найти простого способа отличать однояйцевых близнецов от разнояйцевых среди телят сразу после рождения. Медавар решил, что это легко.
«Мой дорогой друг, – сказал я весьма пространно, как это принято на международных конгрессах, – в принципе решение чрезвычайно простое: следует лишь провести обмен кожными трансплантатами между близнецами и посмотреть, как они себя поведут. Если они приживутся, можете быть уверены, что близнецы однояйцевые, но если они отомрут через неделю или две, то вы определенно можете назвать близнецов разнояйцевыми».
Оказалось, что Доналд держал скот всего в 60 километрах от Бирмингема, где Медавар работал в то время, поэтому он пригласил Медавара провести обмен кожными трансплантатами. Медавар и Биллингем нисколько не были заинтересованы в поездке на ферму, но, оставаясь верными своему слову, все же приняли приглашение. И все трансплантаты прижились!
Иммуногенетическая лаборатория, Висконсинский университет, 1944 год
Рэй Оуэн, доктор наук, работал в лаборатории Л. Дж. Коула, когда ему доставили письмо из Мэриленда. В нем говорилось о двух телятах-близнецах, которые, похоже, имели разных отцов. Гернзейскую корову спарили с гернзейским быком, и у коровы родились близнецы, однако по окрасу было очевидно, что у телят разные отцы. Оуэн был очень заинтересован этой историей и попросил направить ему образцы крови. Он выяснил, что у телят были одинаковые группы крови, хотя они не являлись однояйцевыми близнецами (они были разного пола) и имели разных отцов. Позднее он понял, что у каждого из телят были антигены групп крови как от матери, так и от обоих отцов. У каждого близнеца было две группы крови, и ни о чем подобном до этого еще не говорилось! Как такое могло произойти?
В то время уже было известно, что телята-близнецы, в отличие от человеческих близнецов, будучи эмбрионами, имеют общую систему кровеносных сосудов и, соответственно, могут обмениваться кровью. Именно по этой причине появляются «телки-фримартины», бесплодные телки, рожденные в паре с самцами (гормоны близнеца-самца подавляют половое развитие самки; это явление впервые было описано в 1916 году). Однако, несмотря на обмен кровью в матке, эритроциты, полученные от близнеца, должны погибать после рождения, оставляя теленка с одной группой крови. Идея о том, что такие клетки остаются на всю жизнь, была поразительной. Она свидетельствовала об обмене всей кровью целиком, а не только эритроцитами. Эти близнецы были химерными, то есть они всю жизнь имели клетки, полученные от генов двух разных отцов.
Оуэн опубликовал свои открытия в области химеризма эритроцитов в журнале Science в 1945 году. В версии, которой он придерживался, Оуэн говорил о концепте иммунологической толерантности и его отношении к трансплантации органов. К сожалению, критики обозвали это научной фантастикой и забраковали статью.
Снова в Англии, 1949 год
Прочитав статью Оуэна, Медавар и Биллингем вдруг поняли, что произошло. Разнояйцевые телята-близнецы не отторгали кожные трансплантаты друг друга потому, что были химерными: обменивались клетками во время нахождения в матке, что, возможно, относилось не только к эритроцитам, но и к другим клеткам иммунной системы. Исследователи быстро опубликовали статью о своем открытии и приступили к новой серии экспериментов. Вводя донорские клетки в эмбрионы мышей-реципиентов, ученые добились того, что мыши стали толерантны к кожным трансплантатам от неродственных животных. Иными словами, они нашли способ преодолеть барьер в виде отторжения трансплантатов и назвали его «приобретенная иммунологическая толерантность». Медавар и Биллингем опубликовали свои открытия в журнале Nature в 1953 году вместе с аспирантом Лесли Брентом. Медавар сказал:
«Истинная значимость открытия иммунологической толерантности состоит в том, что проблема пересадки тканей от одного человека к другому решаема, хотя экспериментальные методы, примененные в лаборатории, не подходят людям. Перед нами впервые открылась возможность разрушить естественный барьер, запрещающий трансплантацию генетически инородных тканей: некоторые считали, что преодолеть его в принципе невозможно… Таким образом, основное значение открытия толерантности не столько практическое, сколько моральное. Оно послужило вдохновением для многих биологов и хирургов, которые работали над возможностью пересаживать, например, почки от человека к человеку».
И впервые при пересадке тканей от одного живого существа к другому трансплантат прижился.
Разумеется, я ничего не знал о Медаваре, пока разъезжал ночами по Нью-Йорку, чтобы снимать кожу с трупов. Однако когда мне представился шанс поработать с командами по извлечению органов (и я увидел, как органы вывозят на тележке в отдельных холодильниках, чтобы отправить их на самолете туда, где они наполнятся теплой кровью нового владельца и оживут как ни в чем не бывало), я задумался над тем, кому вообще пришло в голову сделать это. Я и не догадывался, что все началось с британского зоолога, пересаживавшего кожу от мыши к мыши.
Идея пересадки кожи началась с британского зоолога, пересаживавшего кожу от мыши к мыши.
То влияние, которое открытие Питера Медавара оказало на небольшое число хирургов и исследователей, работавших в этой сфере, невозможно переоценить. Первые три детали мозаики сложились:
• Каррель предоставил техническое доказательство того, что орган можно пересадить от одного животного к другому и заставить его работать;
• Колф разработал метод, помогающий поддерживать жизнь больных с почечной недостаточностью, а также предложил реалистичные стратегии пересадки органов людям;
• Медавар нашел иммунологическое доказательство того, что «биологическую силу», ведущую к отторжению пересаженных органов, можно преодолеть. Своим мастерством, честностью и оптимизмом Медавар подарил надежду тем, кто последовал за ним. Клиническая трансплантация могла стать реальностью, и эта идея вдохновила целое поколение исследователей.
