История трансплантации органов

С какой же точки начинается история трансплантации органов? Как это нередко бывает в истории медицины, помог случай, точнее, одно трагическое событие в мире политики

20 марта 2017 года в мировых таблоидах появилась новость – скончался Дэвид Рокфеллер. Последний внук Джона Рокфеллера, влиятельный миллиардер, банкир, меценат, обладатель одной из самых больших коллекций жуков в мире. А также рекордсмен по количеству пересаженных сердец, что, на самом деле, сущая выдумка, напечатанная в 2015 году одним интернет-изданием в качестве обычной шутки.

Тем не менее Дэвида Рокфеллера, дожившего до 101 года, многие СМИ любят приводить в пример, когда речь заходит о трансплантации органов. Будь Рокфеллер и впрямь человеком с восьмью сердцами, как о нем пишут, это было бы красивой историей. Но правда в том, что своим долгожительством Дэвид Рокфеллер обязан хорошей наследственности (дед Джон Рокфеллер умер в возрасте 98 лет), ведению здорового образа жизни и, очевидно, богатству, которое позволяло ему этот здоровый образ жизни вести.

Впрочем, относительно молодая (по меркам остальных медицинских дисциплин) история трансплантологии богата разного рода слухами, байками и случайностями. И что удивительно, даже фамилии Рокфеллера в ней нашлось место.

С какой же точки начинается история трансплантации органов? Как это нередко бывает в истории медицины, помог случай, точнее, одно трагическое событие в мире политики.

Теплый летний вечер 24 июня 1894 года. Во французском Лионе проходит Всемирная, международная и колониальная выставка, на которой действующий Президент Франции Сади Карно объявляет, что не станет баллотироваться на следующий срок. После чего садиться в карету и катит по праздничному Лиону, приветствуя ликующих горожан.

Сади Карно прожил самую короткую жизнь из всех президентов Франции. На момент убийства ему было 57 лет

За праздничной суетой и шумом ни Карно, ни охрана Президента не заметили, как к карете приблизился человек. Через мгновение итальянский анархист Санте Казерио запрыгнул в экипаж и нанес Карно ножевое ранение в грудь. Карно немедленно отвезли в госпиталь, однако президента было уже не спасти. Нож задел артерию, и лучшие хирурги Лиона оказались бессильны. Тем же вечером Сади Карно скончался. Ему было 57 лет.

Покушение на Сади Карно

Убийство Сади Карно не давало покоя молодому студенту-медику Алексису Каррелю (Alexis Carrel, 1873–1944). Он был уверен, что президента можно было бы спасти, умей врачи зашивать кровеносные сосуды. Преподаватели и другие студенты отнеслись к доводам Карреля крайне скептически (только что бредом не назвали): в то время считалось, что едва ты начинаешь зашивать кровеносный сосуд, то он тотчас же начинает кровоточить. Кроме этого, из-за отека сосуд сужается, что затрудняет кровообращение и провоцирует образование тромбов. Об этом было написано во всех учебниках по хирургии и техникам операций того времени. Но Каррель решил действовать вопреки устоявшемуся мнению.

Доктор Алексис Каррель

Он умел очень хорошо обращаться с иголкой и нитками – его отец занимался производством и продажей шелка, так что техникой шитья Каррель овладел еще в детстве. Но сосуды – не шелк, так что пришлось изрядно попотеть (в прямом и переносном смысле), прежде чем научиться сшивать их между собой.

Благодаря собакам в медицине и хирургии было совершено множество важнейших открытий, а уж в истории трансплантологии им отведена особая роль. На собаках Алексис Каррель начинал свои грандиозные опыты. Предстояло решить множество проблем. В первую очередь – образование тромбов. Карелль придумал выворачивать стенки разрезанных сосудов наружу, чтобы с кровью контактировала только гладкая внутренняя поверхность сосуда. Также он использовал тончайшие иглы и нитки, которые покрывал парафином. Дело в том, что даже мельчайшая часть сосуда, попав в кровь, может вызвать тромбоз, поэтому меры, придуманные Каррелем, значительно минимизировали риски.

Шов Карреля

Другая проблема была серьезнее: шить на цилиндрической поверхности было чрезвычайной неудобно. Каррель придумал оригинальный способ: по всей окружности сосуда делал три стежка, превращавших сечение сосудов в месте шва из круглого в треугольное. С такой «конструкцией» работать было не только проще и удобнее, но и быстрее. Шов Карреля оказался настолько технически безупречен, что даже в наши дни остается золотым стандартом сосудистой хирургии.

Говоря о сосудистых швах, нельзя не упомянуть о сосудосшивающем аппарате, изобретенном советским инженером Владимиров Федоровичем Гудовым.

Владимир Федорович Гудов

Появлению этого аппарата помогла случайность. Под конец войны инженер Гудов, добиравшийся на перекладных домой, оказался зайцем в санитарном эшелоне. Начальник состава сжалился и не стал высаживать Гудова, но взамен попросил помощи в уходе за ранеными. Бесконечное количество изуродованных тел потрясло Гудова, человека далекого от медицины. Но больше всего его удивила история молодого солдата, которому ампутировали ногу. Солдат истерил, отказывался принимать лекарства и пищу, будучи не способным смириться с тем, что стал инвалидом. Когда Гудов поинтересовался у хирургов, в чем была причина полной ампутации ноги, оказалось, что ее пришлось отнять из-за минного осколка, попавшего в паховую область и задевшего бедренную артерию. Гудов спросил: «Но разве нельзя было эту артерию сшить?». На что ему ответили, что операции по сшиванию сосудов чрезвычайно трудны, ювелирны и занимают слишком много времени, что неприемлемо в условиях войны. Да и хирургов, умеющих делать такие операции, можно пересчитать по пальцам. На что Гудов ответил: «Раз вручную так трудоемко, применяли бы специальную сшивающую машинку!…». За что был моментально высмеян: «Какую машинку? Это же хирургия! Работа руками! Искусство!»

И все же сосудосшивающий аппарат Гудова был создан – без государственного финансирования, буквально на голом энтузиазме изобретателя, а также нескольких врачей-хирургов, инженеров и слесарей. С помощью этого аппарата шов накладывали всего за 3–4 минуты против 40 минут по технике Карреля. Кроме того, шов оказывался крепче и быстрее заживал. Но против аппарата выступило медицинское сообщество, в том числе и Н.Н. Бурденко, считавший недопустимой и невозможной механизацию труда хирургов.

Сосудосшивающий аппарат Гудова – схема работы

На хирургов США аппарат Гудова произвел настолько глубокое впечатление, что американцы запросили лицензию на производство аппарата в своей стране.

После признания аппарата Гудова за рубежом, на него наконец обратили внимание в СССР. В 1951 году Постановлением Совета министров СССР за подписью И.В. Сталина организовывается Научно-исследовательский и испытательный институт экспериментальной хирургической аппаратуры и инструментов Министерства здравоохранения СССР (НИИ ЭХАИ МЗ СССР), который сейчас называется Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники (ВНИИИМТ). Владимир Федорович Гудов стал первым его главой. В институте были разработаны ушиватели корня легкого – УКЛ-60 и УКЛ-40, легочной артерии и вены – УЛАВ-10 и УЛАВ-5. Эти устройства оказались чрезвычайно востребованными в послевоенные годы.

Несмотря на очевидные преимущества, сосудосшивающие аппараты со временем перестали использоваться в хирургии – их заменили усовершенствованные атравматические иглы и иглодержатели. И сегодня хирурги накладывают сосудистые швы руками. И впрямь – искусство!

Что же касается Алексиса Карреля, то в 1906 году его пригласили на работу в престижный Рокфеллеровский институт (впоследствии Рокфеллеровский университет), избрав членом совета. К тому моменту Каррель научился не только сшивать сосуды, но и делать на них заплатки, что позднее позволило ему спасти немало жизней французских солдат, пострадавших на полях Первой мировой войны. В 1912 году Каррель удостоился Нобелевской премии по физиологии и медицине «За признание работы по сосудистому шву и трансплантации кровеносных сосудов и органов».

«Благодаря этому методу обеспечивается свободный ток крови в области наложения шва и в то же время предотвращается послеоперационное кровотечение, тромбоз и вторичное сужение сосуда. С помощью этого метода можно восстановить сосудистую проходимость, заменить удаленный у пациента сегмент сосуда сегментом, взятым из иного сосуда или от другого человека».

Профессор Каролинского института Джулиус Акерман, представляя Карреля в качестве кандидата на Нобелевскую премию

Проблема, беспокоившая Карреля со дня убийства Сади Карно, была решена. И уже ничто не мешало изучить более сложный вопрос – пересадку жизненно важных органов. Каррель проводил эксперименты в этой области, но столкнулся с проблемой – большинство собак, которым Каррель пересаживал органы, умирали через несколько дней после операции. Чуть лучше обстояло дело с собаками, которым достались органы от родственников – им удавалось протянуть несколько недель. Но в итоге собаки-реципиенты все равно погибали. Чужие органы организм отторгал – развивалось сильное воспаление тканей, подскакивала температура и давление, после чего наступала смерть. На решение проблемы отторжения уйдет еще полвека.

Настоящий же первооткрыватель трансплантологии был родом из России. Кто же он – гений злодейства или мировое светило? Выдающийся хирург или безумный фанатик? Мучитель-истязатель или человек, внесший величайший вклад в науку? Владимир Петрович Демихов (1916–1998) был настолько неоднозначной и противоречивой личностью, что до сих пор о нем и, в частности, о его методах работы ведутся ожесточенные споры.

Владимир Петрович Демихов в бытность студентом биофака МГУ

Еще в раннем возрасте Демихова интересовали живые организмы и работа внутренних органов. Однако, окончив среднюю школу, он пошел учиться на слесаря (и это ему сильно пригодится в будущем!), но детское хобби не оставлял. Основательно изучив учебники по анатомии, биологии и строению внутренних органов, Демихов уже в юном возрасте создает точную копию человеческого сердца.

В 1934 году Владимир Демихов приезжает в Москву и… успешно проваливает экзамен на медицинский факультет МГУ. К счастью, ему удается поступить на биофак, где он быстро становится лучшим студентом курса. Однако интерес к анатомии и устройству сердечно-сосудистой системы у Демихова только растет, поэтому он беспрерывно штудирует учебники по физиологии, анатомии, гистологии и хирургии. Мысль о создании полноценного искусственного сердца не оставляет молодого биолога.

В том же 1934 году Демихов разрабатывает чертеж аппарата «искусственное сердце». Но детали довольно дороги – на изготовление требуются деньги. Что же делать молодому изобретателю? Продать свой единственный костюм! Деньги от продажи потрачены на главные элементы – серебряные пластины.

В 1937 году 20-летний студент Владимир Демихов успешно проводит операцию по вживлению искусственного сердца собаке. Справедливости ради, успех был довольно условный – собака прожила всего лишь 2 часа, однако на тот момент это казалось сенсационным! Данная операция была фундаментальной для всей трансплантологии и определила то великое множество проблем, которые трансплантологам и Демихову предстояло решить в будущем.

В 1940 году Демихов заканчивает университет, но его тягу к науке прерывает война, на которой он трудился старшим лаборантом патолого-анатомической лаборатории. С окончанием войны Демихов сразу вернулся к научной работе.

И тут началось нечто невообразимое! Следующие 15 лет Владимир Петрович Демихов был впереди всех. В 1946 году он осуществляет первую в мире гетерологическую пересадку сердца в грудную полость, чуть позднее, в этом же году, выполняет сложнейшую операцию по пересадке комплекса сердце-легкие. В 1947 году первым в мире пересаживает изолированное легкое. В 1948 году осуществляет первую в мире пересадку печени. В 1952 году проводит первое коронарное шунтирование, используя пластиковую канюлю и танталовые скрепки.

Следующие операции были беспрецедентными. В 1954 году Владимир Демихов демонстрирует свою химеру – взрослую собаку с пришитой головой щенка. Это стало мировой сенсацией – об ученом узнали на Западе, и зарубежные газеты трубили о невероятном советском биологе. Иллюстрированная статья о Демихове и его экспериментах в 1955 году вышла в журнале Time.

Владимир Демихов и его первое в мире искусственное сердце

Демихов провел около 20 операций по присадке голов, но добиться долгой жизни таких собак не смог. Владимир Петрович долгое время считал, что виной всему воспалительные процессы, и нужно совершенствовать хирургические техники. Демихов игнорировал исследования в области иммунной системы и иммуносупрессии, и лишь спустя десятилетия был вынужден признать собственную неправоту.

В 1960 году Демихов описывает свои опыты в монографии «Пересадка жизненно важных органов в эксперименте», которую через 2 года переводят и издают в США, а позднее в ГДР и Испании. Впоследствии на трудах Демихова учились многие ученые и врачи всего мира. В 1962 году Демихов проводит еще одну уникальную операцию – подсадку второго сердца псу Гришке.

Эту операцию широко освещали в советских и зарубежных СМИ. Пёс Гришка чувствовал себя прекрасно и прожил 142 дня, умерев от… руки человека. Нетрезвый больничный плотник, в поисках спирта, спустился в лабораторию Демихова, расположенную в подвале. Пес набросился на него, за что плотник его сильно избил. Из-за полученных травм Гришку было решено усыпить. Неизвестно, сколько бы прожил пес с двумя сердцами, не случись этот эпизод.

Владимир Демихов с псом Гришкой, внутри тела которого билось два сердца. Гришка прожил 142 дня

Даже сейчас эксперименты Демихова кажутся чудовищными. Но нужно понимать, что Владимир Петрович был первопроходцем, к тому же вел свою работу в крайне тяжелых условиях. Изначально Демихов даже не был врачом, числясь младшим научным сотрудником с зарплатой в 98 рублей. Его научную деятельность и методы неоднократно подвергали критике и называли бесперспективными. Лишь благодаря немногим заступникам он мог продолжать работать. Подвал с хлюпающей под ногами водой, под потолком вместо хирургической лампы – обычная лампочка накаливания, старый кимограф, самодельный аппарат для ИВЛ, собранный Демиховым из пылесоса – такой была лаборатория Демихова в СКЛИФе. Южноафриканский хирург-трансплантолог Кристиан Барнард, посетивший лабораторию Демихова, пришел в ужас, увидев, в каких условиях приходилось вести научную деятельность человеку, которого он позже будет называть своим учителем. 3 декабря 1967 года Кристиан Барнард выполнит первую в мире пересадку сердца от человека человеку.

Кристиан Барнард

Научный вклад Демихова в медицину был огромен. Демихов не только сумел доказать саму возможность трансплантации практически любых органов, но и разработал ряд хирургических техник, которые используют трансплантологи и хирурги всего мира. Кроме того, он помог ответить на ряд вопросов о физиологии человека и работы кровеносной системы. К сожалению, потенциал научных исследований Демихова был сильно недооценен современниками, по крайней мере в СССР. Лишь к закату карьеры (и жизни) Владимира Петровича отечественные врачи стали осознавать всю ценность его работы. Увы, так бывает в науке, когда слава настигает гениев в конце их карьеры, либо посмертно. Кажется, мир недосчитался Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Владимир Петрович Демихов умер в 22 ноября 1998 года.

«Я стремился в своих экспериментах сделать все для человека»

Надпись на надгробном памятнике Владимира Демихова

К моменту, когда в США появилась переведенная монография Демихова, уже произошло немало важных для трансплантологии событий. Еще в 1943 году голландским врачом Виллемом Колфом (Willem Johan «Pim» Kolff, 1911–2009) был разработан и успешно применен на человеке аппарат гемодиализа (искусственная почка). Колф безвозмездно делился чертежами своего изобретения, в результате чего искусственная почка попала во многие больницы, где лечились пациенты с острой почечной недостаточностью.

Аппарат для гемодиализа Виллема Колфа

В одной из таких больниц трудился американский хирург Джозеф Мюррей (Joseph Edward Murray, 1919–2012), который в декабре 1954 года пересадил почку Ричарду Херрику от его брата-близнеца Рональда. Это была первая в истории медицины успешная операция по пересадке почки от человека к человеку.

Джозеф Мюррей

В процессе подготовки к операции и после нее Мюррея терзали сомнения. Ведь фактически он нарушал фундаментальный принцип медицины – «не навреди». А тут, с одной стороны, облегчаешь страдания больного, но с другой – вредишь здоровому человеку, извлекая у него орган. При этом как сам реципиент, так и его донор, подвергаются опасности, поскольку исход операции неизвестен.

«Нас, врачей, учили не причинять вреда. Но, оперируя здорового человека, извлекая у него почку, пусть даже с его согласия, мы делаем это без пользы для донора»

Джозеф Мюррей

Операция, однако, прошла успешно, заняв чуть меньше полутора часов. Впоследствии Ричард Херрик женился на операционной медсестре и умер спустя 10 лет от острой почечной недостаточности. Увы, болезнь поразила и пересаженный орган. Его брат-близнец и донор Рональд прожил с одной почкой еще 56 лет.

Ричард Херрик (в больничной кровати) – первый в мире человек, которому пересадили почку. Рядом его брат-близнец и донор Рональд

Тем не менее Джозеф Мюррей понимал, что это еще не успех. Во всем мире – тысячи пациентов с острой почечной недостаточностью, и лишь у немногих есть братья-близнецы, готовые стать для них донорами. Нужно было как-то решить проблему отторжения трансплантата. Тогда мало кому из ученых приходило в голову, что все дело в иммунной системе. К счастью, наука не стояла на месте. В начале 1960-х ученые обнаружили в шестой хромосоме человека гены, кодирующие специальные иммунные белки, которые отвечают за распознавание чужих тканей. Белки назвали человеческими лейкоцитарными антигенами. Их основное предназначение – отличать чужеродные микроорганизмы, ткани и белки от своих клеток. Иными словами, лейкоцитарные антигены – часть системы «свой-чужой».

Открытие лейкоцитарных антигенов перевернуло трансплантологию: ранее считалось, что воспаление трансплантата возникает не из-за особенностей иммунитета, а из-за несовершенства хирургических техник. А раз при отторжении органов задействованы иммунные механизмы, то необходима иммуносупрессия.

Мюррей начал искать варианты обмана человеческого иммунитета. Способ нашелся относительно быстро – радиация. Мюррей вспомнил, как наблюдал пациентов, выживших после бомбардировки Хиросимы, и, в частности, то, как воздействовала радиация на их иммунитет. Поэтому он попробовал облучать пациентов при пересадке органов, положив тем самым начало иммуносупрессии.

Чуть позднее для иммуносупрессии использовали стероиды. Эти методы, в значительной степени усовершенствованные, ситуативно применяют и по сей день.

Но облучение и стероиды работали нестабильно, поэтому у Мюррея успешными операциями по пересадке органов были те, в которых донором выступал родственник пациента. Уже лучше, но все еще недостаточно.

После ряда опытов на собаках Мюррей решил применить новый иммунодепрессант – азатиоприн, ранее используемый при химиотерапии рака. Именно курс азатиоприна и стероидов помог 23 летнему бухгалтеру Мэлу Дуссету прожить еще 2 года после знаменитой операции по пересадки почки от умершего мужчины, выполненной Мюрреем в 1962 году.

В 1990 году Джозеф Мюррей и Эдуард Томас получат Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся трансплантации органов и клеток при лечении болезней».

Но по-настоящему переломный момент произойдет после открытия циклоспорина в 1972 году. Циклоспорин был обнаружен фармацевтической компанией Sandoz в плесени образца почвы из Норвегии. Изначально компания пыталась найти антибиотики, однако циклоспорин практически не воздействовал на бактерии, поэтому чуть было не канул в Лету. Но им заинтересовались трансплантологи, так как циклоспорин оказался сильным иммунодепрессантом. После того, как трансплантологи стали применять препарат, выживаемость реципиентов после пересадки органов возросла с 50% до 80%. Дальнейшее совершенствование иммунодепрессантов позволило довести выживаемость реципиентов до 90%.

Сегодня возможно пересаживать практически любой орган, кроме мозга. В 2013 году внимание СМИ и специалистов привлек итальянский нейрохирург Серджио Канаверо, заявивший, что в 2017 году сможет провести операцию по пересадке головы. Наш соотечественник Валерий Спиридонов, страдающий синдромом Верднига–Хоффмана (спинальная мышечная атрофия), добровольно предложил Канаверо свою голову для исследований.

Серджио Канаверо

Но операция не состоялась. Канаверо получил лабораторию и спонсирование от Китая и отказался от этой затеи. В СМИ прошла информация, что Канаверо в своей китайской лаборатории успешно пересадил голову от человека к человеку, вот только пациент и донор были мертвы. Сейчас Канаверо собирает пожертвования на дальнейшие исследования. Пожелаем ему удачи.

Валерий Спиридонов тем временем женился, переехал в США и завел ребенка, навсегда отказавшись от мечты получить новое тело.

Валерий Спиридонов, так и не получивший новое тело

Итак, техника операций доведена практически до совершенства, применяются эффективные иммунодепрессанты, помогающие бороться с отторжением, но нерешенной остается еще одна важная проблема. Где найти столько доноров? Проблема по большей части не медицинская, а скорее этическая. Для реципиента в идеале получить орган от живого человека с подходящим составом лейкоцитарных антигенов. Но живого донора сложно дождаться, да и то же сердце пересадить от живого человека нельзя. Остается посмертное донорство. Но и здесь есть ряд этических и законодательных нюансов. Так или иначе, трансплантация органов – это крайняя мера, принимаемая в случаях, когда иного выхода уже нет. Даже в странах с развитой медициной доноров на всех не хватает и, к сожалению, не редки случаи, когда пациенты, находящиеся в «листе ожидания» на пересадку, так и не дожидаются своего донора.

AbioCor – искусственное сердце от компании AboiMed. Разработка была свернута

Чтобы решить эти проблемы, наука работает сразу по нескольким направлениям. В 2010 году впервые в России кардиохирург Лео Бокерия успешно пересадил искусственное сердце 60-летней пациентке. Правда не обошлось без недостатка – аккумулятор для этого сердца весил более 10 кг, и его необходимо было перезаряжать каждые 12 часов. Наше сердце – исключительно мощный двигатель, способный вмиг разряжать любые современные аккумуляторы. Здесь уже надежда на инженеров, которые однажды создадут мощные компактные батареи, обеспечивающие долговременную автономную работу искусственных органов без необходимости частой подзарядки.

Искусственные сердца пытаются разрабатывать достаточно давно, но операции по их пересадке крайне редки и еще долго будут носить экспериментальный характер. Казалось бы, принцип работы человеческого сердца довольно хорошо изучен. Конструктивно это не самый трудный для создания прибор, если бы речь шла о роботе. Но едва речь заходит об организме человека, сразу возникает ряд трудностей (как технического, так и медицинского характера). В СССР работа в этой области началась еще в конце 60-х. Прошло больше полувека, но по всей видимости идеальное искусственное сердце – все-таки разработка отдаленного будущего.

Искусственное сердце Total Artificial Heart (TAH) разработки французской компании Carmat

Перспективным направлением считается технология биопечати органов на 3D-принтере, а также выращивание их при помощи методов регенеративной медицины. Но пройдут еще десятилетия, а то и столетия, прежде чем человечество сможет внедрить эти технологии в медицинскую практику.

3D-принтер, печатающий человеческие органы

Все дело в нашем организме. В сложнейшем клеточном языке, который ученым только предстоит расшифровать, получив не одну Нобелевскую медаль. На это потребуется время. Впрочем, быть может какая-то случайность поможет совершить великое открытие гораздо быстрее. Или создать то, что раньше считалось невозможным. Или перехитрить природу. В конце концов, неоконченная история трансплантации органов во многом построена именно на хитрости, стечении обстоятельств и случайности. И, вполне возможно, что самые главные счастливые случайности ждут ученых впереди.