Трансплантация почки – это метод выбора заместительной терапии для всех пациентов с пятой (терминальной) стадией хронической болезни почек, в том числе, для пациентов из групп повышенного риска. Также подобная операция – метод выбора в случае детей, у которых гемодиализ нередко сопряжён с серьезными техническими проблемами. Благодаря научно-техническому прогрессу эту операцию в настоящий момент выполняют и тем пациентам, которым ещё недавно она была противопоказана, а именно: пожилым людям, гиперсенсибилизированным (есть АТ к почке) или страдающим сахарным диабетом. Более того, в настоящее время трансплантация почки стала самым эффективным видом заместительной почечной терапии при сахарном диабете, что, в сравнении с диализом, обеспечивает значительно более высокую и продолжительную выживаемость пациентов.
Однако несмотря на эффективность подобной операции главным ограничением выступает нехватка донорских органов для пересадки реципиенту. Так, в мире за 2017 г. программный гемодиализ получало около 3,4 миллиона пациентов с терминальной стадией ХПН, тогда как за 2018 г. было выполнено всего лишь 74843 трансплантаций почки. В свою очередь, в РФ в 2018 г. диализ получали 54953 пациентов, а в 2019 г. произвели только 1473 трансплантаций почки. Очевидна огромная разница между потребностью и фактическим осуществлением данной операции как в России, так и во всем мире. Однако уже скоро ситуация может коренным образом измениться, поскольку врачам из N.Y.U. Langone Health (медицинский центр Лангон при Нью-Йоркском Университете) впервые в истории трансплантологии удалось пересадить человеку почку от генетически модифицированной свиньи и добиться при этом функциональной адаптации органа.
Почему же в качестве донора выбрали именно свинью? Свиней, по сравнению с теми же приматами, куда проще выращивать, они быстрее достигают зрелости и размеров взрослого человека — всего за шесть месяцев. Между тем сложность ксенотрансплантации почки от свиньи к человеку состоится в том, что в клетках почки свиньи производится дисахарид галактоза-альфа-1,3-галактоза (альфа-гал), которого нет в организме человека, и потому свиная почка вызывает реакцию отторжения. Однако ученым с помощью генной инженерии удалось отключить ген, который отвечал за синтез этого соединения, чтобы избежать реакции отторжения. В будущем с помощью клонирования будет возможно практически бесконечно возобновлять самые удачные для трансплантации генетические варианты свиней.
Когда ключевые барьеры для проведения операции были преодолены, настало время для клинических испытаний. Реципиентом стала женщина со смертью мозга, чьи витальные функции поддерживались аппаратом ИВЛ. При жизни эта пациентка завещала пожертвовать свои органы нуждающимся людям, но, когда стало известно, что ее органы не подходят для подобных манипуляций, её семья разрешила использовать тело для смелого эксперимента.
Суть клинических испытаний заключалась в том, чтобы максимально точно имитировать реальную трансплантацию, поэтому свиную почку в ходе операции соединили с кровеносным сосудами верхней части ноги реципиента и дополнительно отграничили специальным защитным экраном. Эксперимент продолжался 54 часа, в течении которых происходило динамическое наблюдение за состоянием почки наряду с забором различных анализов. Итоги эксперимента поразили хирургов – донорская почка не вызвала немедленной реакции отторжения и достаточно быстро адаптировалась к новым морфофункциональным условиям, начав вырабатывать мочу и выводить креатинин из организма пациентки. Причем уровень мочи и креатинина оставался в норме вплоть до завершения эксперимента.
Несмотря на то, что почку полностью не имплантировали в организм, было протестировано самое проблемное звено ксенотрансплантации – зона кровораздела, где человеческая кровь начинает циркулировать по чужеродному органу. По словам доктора Роберта Монтгомери, директора Нью-Йоркского университета, тот факт, что почка функционировала вне тела, является достаточно убедительным доказательством того, что она будет работать и внутри организма.
Тем не менее, долгосрочные перспективы подобных операций пока неизвестны. Непонятно какие реакции иммунной системы будут наблюдаться в отсроченном периоде, и как это отразится на длительности нормального функционирования донорского органа. Также существуют опасения по поводу потенциального заражения реципиентов вирусами свиней. Но и это не все возможные проблемы на пути к окончательному отлаживанию подобных операций. Многие сложности еще предстоит выявить в ходе дальнейших научных изысканий. Но уже сейчас становится понятно, что генно-модифицированные свиньи потенциально могут быть устойчивым и возобновляемым источником органов для всех нуждающихся пациентов.
Nejnovější zprávy můžete diskutovat se všemi svými ruskými kolegy v chatech:
- WhatsApp: https://chat.whatsapp.com/Izj3ZQ7aI36KK8e2dCjcm4
- Telegram: https://tglink.ru/joinchat/GWBPCkkLipQUnTbXrKqzGA
- VKontakte: https://vk.me/join/AJQ1dzabQRfHvl5Y2AOVUsgJ
Специалисты из Нью-Йоркского университета пересадили человеку почку трансгенной свиньи, и орган впервые сохранил работоспособность в течение месяца. Может быть, не за горами эпоха, когда дефицит донорских органов наконец удастся преодолеть за счет животных? Но трансплантологам предстоит преодолеть еще немало трудностей на этом пути, хотя последние исследования и обнадеживают.
Журнал JAMA Surgery в середине августа опубликовал статью, посвященную практическому применению модифицированных свиных органов для пересадки людям. Первую трансплантацию генетически модифицированной свиной почки пациенту провели 14 июля 2023 года. На сегодняшний день, как сообщил журнал, период, в течение которого она сохраняет функциональность, уже достиг рекордной продолжительности – на момент выхода публикации прошло больше месяца. Ученые намерены продолжить эксперимент до середины сентября. Если опыт окажется успешным, технология поможет спасти сотни тысяч жизней и станет настоящим спасением для людей, страдающих острой почечной недостаточностью.
В эксперименте в области трансплантологии, который проводит команда хирургов в медицинском центре Нью-Йоркского университета, есть нюанс: ученые не стали рисковать жизнью реального пациента, нуждающегося в пересадке почки – орган пересадили не совсем мертвому реципиенту, чей мозг уже прекратил функционировать, но в теле поддерживается жизнь при помощи аппаратов.
Американский закон гласит, что человек считается умершим, когда зафиксирована смерть мозга, следовательно, ученые могут проводить на таких телах эксперименты, в том числе, пересадку почки, хотя здесь и имеются некоторые нюансы. 57-летний мужчина, тело которого задействовано в упомянутом опыте, завещал свое тело науке, поэтому в данном случае нет никаких юридических и этических препятствий. К тому же, при жизни он страдал острым поражением почек. После того, как была установлена смерть мозга, пациенту пересадили почку трансгенной свиньи. Операция была проведена в университете Алабамы. При этом собственные почки пациента были удалены для чистоты эксперимента – чтобы было видно, что трансплантат выполняет все функции. В ходе исследования на анализ регулярно брали кровь и мочу, отслеживались все показатели деятельности почки, в том числе, уровень креатинина – он оставался в пределах нормальных значений. По прошествии каждой недели проводились биопсии, чтобы выявить возможное отторжение пересаженного органа, но его не произошло.
Минимизировать риски
Отторжение трансплантированного материала – главное осложнение, которое возникает при пересадках донорских органов, даже в случае с близкими родственниками и при условии, что пациент будет принимать иммуносупрессоры до конца жизни. Разумеется, логично предположить, что аналогичная реакция, причем даже более выраженная, возникнет в отношении инородного тела и при пересадке почки от животного.
У человека имеются врожденные антитела к свиному белку α-Gal. Поэтому, как правило, отторжение органа, который пересадили от свиньи, в том числе, почки, происходит очень быстро, буквально в первые несколько минут после операции. Но ученые учли этот момент и «доработали» геном животного-донора. В частности, у свиньи оказался деактивирован ген, кодирующий белок α-Gal. Таким образом, пересадка почки стала безопасной. Авторы эксперимента обращают внимание, что это была единственная генетическая модификация, которой подверглось животное, в то время как в предыдущих опытах насчитывалось до десяти модификаций разных генов, включая шесть вставок человеческих трансгенов. Новая процедура оказалась значительно проще, соответственно, дешевле.
Стало известно о проведении в США уникальной операции: хирурги из Нью-Йорка успешно выполнили пересадку всего глаза живому человеку. Трансплантация потребовалась ему после аварии.
Но существуют и другие осложнения. В их числе – реакция против определенной угрозы: организм может начать вырабатывать специфические антитела против трансплантата. На этом механизме, к примеру, базируется действие вакцин, но в трансплантологии это создает дополнительные сложности.
Но американские хирурги в ходе своей исследовательской работы нашли новый метод решения проблемы. Они подсадили в свиную почку ткань вилочковой железы этого же животного. Данный орган находится за грудиной и отвечает за «обучение» иммунных клеток. По всей видимости, начав функционировать, часть иммунной системы свиньи помогла иммунитету человека принять чужеродный орган. Впрочем, необходимость принимать иммунодепрессанты это все равно не отменяет.
В условиях дефицита
Нехватка донорских органов – огромная проблема для всех без исключения стран. В ДТП погибает не настолько много людей, а биоматериал от умерших от болезней не всегда пригоден к использованию по ряду причин, порой бывает сложно найти орган, который будет функционировать, для конкретного пациента, срочно нуждающегося в пересадке, а дополнительные препоны создают религиозные и этические нормы – некоторые придерживаются мнения, что после смерти человека его органы должны быть сохранены в неприкосновенности, и семья не позволяет их использовать. В США пересадка почки требуется порядка 800 000 пациентам, а за 2022 год было проведено всего 26 000 операций по трансплантации. Что касается РФ, в среднем пациенты ждут, чтобы им пересадили почку или другой орган, около двух лет. Многие из них рискуют не дожить до операции. В российской медицине проблема дефицита донорских органов стоит не менее остро, нежели в американской. Многие пациенты с острой почечной недостаточностью вынуждены годами посещать больницы для процедуры гемодиализа с помощью искусственной почки – каждый день или через день.
Врачи пытаются решить этот вопрос всеми доступными им способами. Они стараются максимально продлить срок годности донорских органов, который сейчас составляет не более 12 часов, и чем дольше ждет почка, тем ниже шансов на успешную пересадку. Кроме того, уже давно ведутся опыты, связанные с созданием искусственных органов, но говорить о том, что они скоро будут полноценной заменой донорским, пока не приходится. Наконец, предпринимаются попытки снизить требования к возрасту и здоровью людей, которые выступают в качестве доноров. Ксенотрансплантация, то есть, пересадка человеку почки и других животного, представляет собой один из вариантов решения проблемы нехватки донорского материала, и она, судя по всему, имеет перспективы.
Почки, печень и не только
Впервые попытки ксенотрансплантации стали предприниматься еще в отдаленном прошлом, с XVII века, но нетрудно догадаться, что эксперименты тех лет заканчивались печально для пациента. Помимо реакции «пациент против трансплантата», возникали и другие осложнения – например, сепсис, так что шансов выжить у оперируемого практически не было. Тем не менее, в XX веке, когда наука шагнула вперед, ситуация несколько изменилась. В шестидесятые годы пациент прожил девять месяцев с почками шимпанзе. А в 1992 году человек получил печень бабуина, с которой жил 70 дней. Однако генетически приматы – ближайшие родственники человека, и кажется, что их почки и другие органы хорошо подходят для донорства. Однако есть и оборотная сторона медали. К примеру, очень высок риск передачи инфекции вместе с органом – «обезьяньи» заболевания действуют и на людей. К тому же, необходима совместимость по группе крови. Стоит учитывать еще и тот факт, что детеныши приматов очень долго растут до размера взрослой особи, поэтому почки и сердца некоторых из них слишком малы для человека. А шимпанзе или гориллы отличаются высоким для животных интеллектом, и выращивать их ради донорства может показаться не совсем этичным.
В отношении свиней, которых и так выращивают на мясо, вряд ли встанут моральные дилеммы. В помете у самок – 5-12 поросят, и через несколько месяцев они достигают нужного размера. Инфекции свиней для человека менее опасны, хотя вероятность вызванных ими осложнений все же присутствует. В 2022 году пациенту пересадили сердце трансгенной свиньи. Операция прошла успешно, однако вскоре реципиент погиб. Одной из причин его гибели называют цитомегаловирус. Перед пересадкой модифицированной почки ученые досконально проверили свинью на эту инфекцию, чтобы не допустить повторения неудачи.
Специалисты из США пришли к выводу, что взрослым пациентам можно пересаживать почки от новорожденных, и такие органы будут работать даже эффективнее, чем взятые от взрослых доноров.
На фоне экспериментов и исследований возможности пересадки органов от свиньи к человеку возник миф, согласно которому свиньи якобы являются ближайшим родственным видом для людей, но эти домыслы не соответствуют действительности. Схожесть размеров органов – лишь совпадение, и свиньи эволюционно и генетически близки не к людям, а к китообразным. Генетическая совместимость между человеком и свиньей тоже практически отсутствует, поэтому животных-доноров приходится генетически модифицировать. Впрочем, ученые располагают большим опытом в редактировании генома свиней. Такие исследования делают в целях получения трансгенного мяса – на рынок оно так и не вышло, однако знания понадобятся для выращивания донорских органов.
V daleké budoucnosti
Пересадке свиной почки человеку предшествовали эксперименты по трансплантации органов свиней приматам – бабуинам, макакам-резусам и не только. Они достаточно похожи на человека генетически, поэтому такие опыты представляют интерес для исследователей с точки зрения изучения реакции на трансплантат.
Наиболее успешной оказалась как раз трансплантация почки. Обезьяны с пересаженными трансгенными свиными почками жили больше года и оставались здоровыми. Что касается сердца, здесь есть проблемы. Когда свиное сердце пересаживалось вместо органа обезьяны, подопытные животные жили не больше 54 дней. Но не исключено, что это происходило не по причине отторжения, а из-за того, что свиное сердце в принципе не слишком подходит приматам. Возможно, дело и в том, что кардиохирурги не располагают достаточным опытом в оперировании обезьян. А вот операции с сохранением собственного сердца реципиента были более успешными: донорский орган имплантировался в брюшную полость и сохранял жизнеспособность до двух с лишним лет. Попытки пересаживать другие свиные органы выдающихся результатов не показали.
На сегодняшний день ксенотрансплантология – довольно сложная область, в которой еще много вопросов, требующих внимания. Не совсем понятно, как быстро будут стареть свиные почки – ведь эти животные живут гораздо меньше, чем люди. Есть проблема и с потенциально опасными для человека вирусами, которые могут обнаружиться в организмах животных-доноров и передаться реципиенту. И это лишь малая часть возможных затруднений.
Тем не менее, для людей, ожидающих очереди на пересадку почки, модифицированные органы – это дополнительный шанс на выздоровление и возвращение к нормальной жизни. Не исключено, что в обозримом будущем такие операции будут проводить уже на реальных пациентах, и этот шаг выведет медицину и лечение различных болезней на новый уровень.
