Когда смерть становится жизнью. Будни врача-трансплантолога
Шрифт:
Когда врачи, выхаживавшие молодого английского летчика, обратились к Медавару за помощью, он все же не был полным неофитом [49] 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 [50] 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.
49
Новичок
50
Антибиотик.
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: