Марсель Миннуллин: Мы получили карт-бланш на операции
Продуть легкие: что поможет улучшить качество донорских органов
Исследователи из НМИЦ трансплантологии и искусственных органов им. ак. В. И. Шумакова успешно пересадили скомпрометированные легкие барана другому барану, улучшив их качество методом перфузии ex vivo. Эта технология открывает путь к увеличению количества пригодных для трансплантаций человеческих донорских органов.
«Легкие являются органом, к качеству которого предъявляются наиболее высокие требования. Они должны обеспечить реципиента нормальной функцией дыхания и качеством газообмена. К сожалению, этот орган может пострадать в результате огромного количества различных факторов. Кроме этого, агрессивные реанимационные мероприятия, направленные на спасение жизни, могут закономерно привести к повреждению легких», — перечисляет Иван Пашков, заведующий хирургическим отделением №3 НМИЦ имени Шумакова, которое специализируется на трансплантации лёгких.
К негативным факторам, влияющим на возможность пересадки органа, доктор Пашков также относит отек легких, аспирацию (попадание жидкости в дыхательные пути) и ИВЛ-ассоциированную пневмонию (которая может развиться из-за длительного пребывания донора в реанимации на аппарате искусственной вентиляции легких). «Все эти проблемы зачастую делают легкие непригодными для пересадки», — поясняет Иван Пашков. «Из всех пересаживаемых органов наиболее низкий процент пригодных для трансплантации приходится именно на легкие. Совокупность факторов, сопутствующих смерти мозга, особенно влияет на качество донорских легких, более других органов восприимчивых к негативному воздействию», — сообщал Сергей Готье в издании «Вестник трансплантологии и искусственных органов».
Вдохновлённые трудами Демихова учёные предпринимали попытки трансплантации лёгких человеку ещё с 1960-х годов, но успешными операции стали лишь после появления аппаратов искусственного кровообращения и препаратов-иммуносупрессантов. Первая успешная трансплантация легкого была проведена в 1981 году женщине с идиопатической легочной гипертензией в Стэнфордском университете. Сейчас в мире, по данным Международного общества трансплантации сердца и лёгких, ежегодно выполняется порядка 7 тыс. пересадок легких.
В России первая успешная пересадка легких была проведена в августе 2006 года. Долгое время подобные операции оставались единичными. Так, по данным Минздрава России, в 2009 и 2010 годах было проведено по одной такой пересадке, и лишь с 2013 года счет таких операций стал идти на десятки. В 2017 и 2018 годах было проведено по 25 трансплантаций легких, а в 2019 году — 23 операции. Для сравнения, всего в 2019 году, по данным НМИЦ им. ак. В.И. Шумакова, было выполнено 2,4 тыс. пересадок органов.
На динамику пересадок повлияла пандемия. О «замедлении темпов» трансплантации легких в 2021 году сообщили в Минздраве России, подчеркивая, что коронавирус сильно повреждает этот орган: в 2020 году было сделано лишь 11 пересадок легких; в 2021 году — 13 трансплантаций.
Большое количество медицинских и правовых требований, а также поражения легких приводят к тому, что лишь 15–20% этих органов оказываются пригодными для трансплантации, поясняет Пашков. При этом донорские печени и почки в среднем используются в 69% и 90% случаев, отмечают в НМИЦ имени Шумакова. Такой дефицит органов, в свою очередь, приводит к длительным (от года до трех лет) срокам ожидания донорских легких. В НМИЦ им. Шумакова решили провести серию экспериментов с целью увеличения числа легких, пригодных для пересадки. Речь фактически о процедуре восстановления этого органа.
По словам И. В. Пашкова, сейчас процедура аппаратной перфузии ex vivo широко распространена в Северной Америке и Европе, где благодаря этой процедуре количество эффективных доноров легких достигает 50–60% от всех возможных доноров. Процедура проводится на специальном оборудовании с использованием особых перфузионных растворов, поясняет заведующий хирургическим отделением №3 НМИЦ ТИО. В Центре им. Шумакова решили провести эксперимент с использованием для процедуры отечественного перфузионного аппаратного комплекса. В эксперименте ставилась еще одна задача — апробировать раствор двойного назначения: его планировались использовать для перфузии легких и консервирования этого органа.
Эксперименты проводились на баранах романовской породы весом 45 кг c пораженными легкими (с присутствием ателектазов и фиброзов). По словам Ивана Пашкова, легкие барана после изъятия консервировались с использованием раствора три-четыре часа в изотермическом боксе (при температуре около 4°С). «Таким образом воспроизводилась методика, используемая в клинической практике», — объясняет ученый. Параллельно готовился перфузионный контур — аппарат с помпой, имитирующий малый круг кровообращения и обеспечивающий циркуляцию раствора по кровеносным сосудам донорских легких. К контуру «подключали» изъятые легкие барана (заключенные в полимерную сферу) и после согревания до 37°С проводили перфузию и вентиляцию изъятого органа.
Процедура перфузии в Центре продолжалась шесть часов. «Брались анализы на содержание кислорода, углекислого газа в перфузате. Мы оценивали, как меняются цифры. С достижением целевых параметров, в том числе по индексу оксигенации, перфузия останавливалась и проводилась повторная консервация органа в изотермическом боксе», — рассказывает Иван Пашков. На финальном этапе легкие были пересажены барану-реципиенту. В научном отчете говорится, что исследование образцов легких после перфузии «показало структурную целостность ткани и отсутствие признаков отека», а «в большинстве срезов альвеолы сохранили свою гистологическую структуру». «Наблюдение показало, что прошедшие через перфузию донорские легкие эффективно функционируют и обеспечивают необходимые параметры газообмена. Так мы показали, что раствор функционирует, а наша методика является состоятельной», — сообщает Иван Пашков.
В Центре им. Шумакова считают, что результаты тестов открывают колоссальные перспективы и в будущем помогут при пересадке скомпрометированных легких от человека к человеку. «Перфузировать можно не только легкие, но и другие пересаживаемые органы, например, сердце, почки или печень. Это позволяет не только улучшать качество трансплантируемых органов, но и в случае разработки компактных мобильных систем обеспечивать возможность их транспортировки на значительные расстояния», — поясняет Иван Пашков. В случае, если результаты экспериментов будут внедрены, «в значительной степени будет повышена эффективность использования донорских органов», отмечает ученый.
По его словам, сейчас продолжаются предклинические испытания на модели — животных: «По завершении данного этапа перейдем к клиническим испытаниям». При этом Иван Пашков считает, что перфузия ex vivo будет внедрена в практику подготовки донорских легких человека в России. «В нашем распоряжении есть фактически всё необходимое для достижения аналогичных результатов с использованием доступных компонентов реанимационного и перфузионного оборудования», — добавил он.
«Тяжелые» легкие
Как правило, легкие пересаживают пациентам в возрасте до 65 лет (иногда старше) в терминальной стадии ряда болезней, среди которых муковисцидоз, идиопатический фиброзирующий альвеолит и гистиоцитоз. Донором может стать взрослый человек с установленным диагнозом «смерть головного мозга». У донора важно своевременно исключить тяжелые инфекционные и онкологические заболевания, так как они могут быть переданы человеку, нуждающемуся в трансплантации, вместе с донорским органом. Кроме этого, необходимо оценить качество самого донорского органа — его способность в перспективе выполнять свою функцию, но уже в организме другого человека, который выбирается сопоставлением группы крови и росто-весовых параметров в паре донор-реципиент.«Легкие являются органом, к качеству которого предъявляются наиболее высокие требования. Они должны обеспечить реципиента нормальной функцией дыхания и качеством газообмена. К сожалению, этот орган может пострадать в результате огромного количества различных факторов. Кроме этого, агрессивные реанимационные мероприятия, направленные на спасение жизни, могут закономерно привести к повреждению легких», — перечисляет Иван Пашков, заведующий хирургическим отделением №3 НМИЦ имени Шумакова, которое специализируется на трансплантации лёгких.
К негативным факторам, влияющим на возможность пересадки органа, доктор Пашков также относит отек легких, аспирацию (попадание жидкости в дыхательные пути) и ИВЛ-ассоциированную пневмонию (которая может развиться из-за длительного пребывания донора в реанимации на аппарате искусственной вентиляции легких). «Все эти проблемы зачастую делают легкие непригодными для пересадки», — поясняет Иван Пашков. «Из всех пересаживаемых органов наиболее низкий процент пригодных для трансплантации приходится именно на легкие. Совокупность факторов, сопутствующих смерти мозга, особенно влияет на качество донорских легких, более других органов восприимчивых к негативному воздействию», — сообщал Сергей Готье в издании «Вестник трансплантологии и искусственных органов».
История вопроса
Интеллектуальное первенство в зарождении трансплантологии, и в том числе трансплантации лёгких, принадлежит отечественному ученому В. П. Демихову, который в серии экспериментов наглядно продемонстрировал техническую возможность и эффективность изолированной трансплантации сердца, печени, лёгких и других органов, что во многом определило дальнейший путь развития трансплантологии как клинической дисциплины.Вдохновлённые трудами Демихова учёные предпринимали попытки трансплантации лёгких человеку ещё с 1960-х годов, но успешными операции стали лишь после появления аппаратов искусственного кровообращения и препаратов-иммуносупрессантов. Первая успешная трансплантация легкого была проведена в 1981 году женщине с идиопатической легочной гипертензией в Стэнфордском университете. Сейчас в мире, по данным Международного общества трансплантации сердца и лёгких, ежегодно выполняется порядка 7 тыс. пересадок легких.
В России первая успешная пересадка легких была проведена в августе 2006 года. Долгое время подобные операции оставались единичными. Так, по данным Минздрава России, в 2009 и 2010 годах было проведено по одной такой пересадке, и лишь с 2013 года счет таких операций стал идти на десятки. В 2017 и 2018 годах было проведено по 25 трансплантаций легких, а в 2019 году — 23 операции. Для сравнения, всего в 2019 году, по данным НМИЦ им. ак. В.И. Шумакова, было выполнено 2,4 тыс. пересадок органов.
На динамику пересадок повлияла пандемия. О «замедлении темпов» трансплантации легких в 2021 году сообщили в Минздраве России, подчеркивая, что коронавирус сильно повреждает этот орган: в 2020 году было сделано лишь 11 пересадок легких; в 2021 году — 13 трансплантаций.
Большое количество медицинских и правовых требований, а также поражения легких приводят к тому, что лишь 15–20% этих органов оказываются пригодными для трансплантации, поясняет Пашков. При этом донорские печени и почки в среднем используются в 69% и 90% случаев, отмечают в НМИЦ имени Шумакова. Такой дефицит органов, в свою очередь, приводит к длительным (от года до трех лет) срокам ожидания донорских легких. В НМИЦ им. Шумакова решили провести серию экспериментов с целью увеличения числа легких, пригодных для пересадки. Речь фактически о процедуре восстановления этого органа.
Консервация легких
В 2006 году исследовательская команда Stig Steen из шведского города Лунд провела первую успешную трансплантацию легкого с использованием так называемой нормотермической аппаратной перфузии ex vivo. Речь идет о процедуре поддержания жизнеспособности легких в активном состоянии, то есть в условиях, приближенных к физиологическим, за пределами тела донора. Вообще, медицинская процедура перфузии предполагает пропускание крови или замещающих её растворов через сосудистую систему органа, а термин «ex vivo» указывает, что такая процедура происходит за пределами организма. Методика экстракорпоральной перфузии позволяет справиться с отёком легочного трансплантата, обширными ателектазами и реабилитировать донорские легкие, в том числе и после остановки эффективного кровообращения (ранее это считалось неприемлемым для трансплантации условием), поясняют в НМИЦ имени Шумакова.По словам И. В. Пашкова, сейчас процедура аппаратной перфузии ex vivo широко распространена в Северной Америке и Европе, где благодаря этой процедуре количество эффективных доноров легких достигает 50–60% от всех возможных доноров. Процедура проводится на специальном оборудовании с использованием особых перфузионных растворов, поясняет заведующий хирургическим отделением №3 НМИЦ ТИО. В Центре им. Шумакова решили провести эксперимент с использованием для процедуры отечественного перфузионного аппаратного комплекса. В эксперименте ставилась еще одна задача — апробировать раствор двойного назначения: его планировались использовать для перфузии легких и консервирования этого органа.
Успешная пересадка
Эксперименты проводились на баранах романовской породы весом 45 кг c пораженными легкими (с присутствием ателектазов и фиброзов). По словам Ивана Пашкова, легкие барана после изъятия консервировались с использованием раствора три-четыре часа в изотермическом боксе (при температуре около 4°С). «Таким образом воспроизводилась методика, используемая в клинической практике», — объясняет ученый. Параллельно готовился перфузионный контур — аппарат с помпой, имитирующий малый круг кровообращения и обеспечивающий циркуляцию раствора по кровеносным сосудам донорских легких. К контуру «подключали» изъятые легкие барана (заключенные в полимерную сферу) и после согревания до 37°С проводили перфузию и вентиляцию изъятого органа.Процедура перфузии в Центре продолжалась шесть часов. «Брались анализы на содержание кислорода, углекислого газа в перфузате. Мы оценивали, как меняются цифры. С достижением целевых параметров, в том числе по индексу оксигенации, перфузия останавливалась и проводилась повторная консервация органа в изотермическом боксе», — рассказывает Иван Пашков. На финальном этапе легкие были пересажены барану-реципиенту. В научном отчете говорится, что исследование образцов легких после перфузии «показало структурную целостность ткани и отсутствие признаков отека», а «в большинстве срезов альвеолы сохранили свою гистологическую структуру». «Наблюдение показало, что прошедшие через перфузию донорские легкие эффективно функционируют и обеспечивают необходимые параметры газообмена. Так мы показали, что раствор функционирует, а наша методика является состоятельной», — сообщает Иван Пашков.
От экспериментов к практике
«Разработка отечественного перфузионного оборудования является приоритетным направлением в условиях дефицита донорских легких», — пишет Сергей Готье в «Вестнике трансплантологии и искусственных органов».В Центре им. Шумакова считают, что результаты тестов открывают колоссальные перспективы и в будущем помогут при пересадке скомпрометированных легких от человека к человеку. «Перфузировать можно не только легкие, но и другие пересаживаемые органы, например, сердце, почки или печень. Это позволяет не только улучшать качество трансплантируемых органов, но и в случае разработки компактных мобильных систем обеспечивать возможность их транспортировки на значительные расстояния», — поясняет Иван Пашков. В случае, если результаты экспериментов будут внедрены, «в значительной степени будет повышена эффективность использования донорских органов», отмечает ученый.
По его словам, сейчас продолжаются предклинические испытания на модели — животных: «По завершении данного этапа перейдем к клиническим испытаниям». При этом Иван Пашков считает, что перфузия ex vivo будет внедрена в практику подготовки донорских легких человека в России. «В нашем распоряжении есть фактически всё необходимое для достижения аналогичных результатов с использованием доступных компонентов реанимационного и перфузионного оборудования», — добавил он.
