Деми ли бреннан что изменилось после пересадки. Кровь человека может менять резус-фактор

В первую очередь, каждому человеку, ожидающему трансплантации органа, подбирают походящего донора с таким же типом человеческих лейкоцитарных антигенов (HLA). Эти антигены «сообщают» иммунной системе, что этот орган «свой» и его не надо атаковать. Несовпадение по комплексу гистосовместимости (HLA) вызывает очень сильный иммунный ответ, и трансплантат гибнет на глазах. Однако так называемые лейкоцитарные антигены хоть и главные, но не единственные белки, которые выдают «чужое», поэтому подбор донора по ним не исключает реакции отторжения трансплантата.

Поэтому во вторую очередь после пересадки органа реципиенту назначают иммуносупрессивные препараты, подавляющие ту часть иммунитета, которая отвечает за атаку на «чужие» ткани. Однако эти лекарства не могут действовать избирательно только на то звено иммунитета, которое нужно отключить для сохранения пересаженного органа. Их прием подавляет и другие жизненно необходимые человеку функции иммунной системы. Поэтому часто подавление иммунитета сопровождается серьезными побочными эффектами, такими как развитие тяжелых инфекций, злокачественных опухолей (риск развития рака увеличивается в разы), посттрансплантационного сахарного диабета, гипертонической болезни и заболеваний сердца. Иногда, несмотря на все попытки подавить иммунитет, донорский орган все-таки отторгается, и человек опять оказывается в состоянии между жизнью и смертью. Такое положение дел уже давно заставляет трансплантологов искать принципиально новые, безопасные методы профилактики отторжения трансплантата.

В эксперименте на мышах, свиньях и обезьянах американец Дэвид Сакс обнаружил, что если пересаживать органы донора вместе с его стволовыми клетками крови, то при определенных условиях может формироваться химерная иммунная система, и пересаженный орган не воспринимается как чужой и поэтому со временем не отторгается.

Химера — в биологии — организм, состоящий из наследственно различных клеток или тканей. Химеры могут быть получены искусственно при пересадках тканей у животных или при прививках у растений.

Сакс сначала подавлял иммунную систему животного-реципиента химиотерапией и радиоактивным облучением. Потом внутривенно вводил донорские клетки костного мозга и пересаживал почку. Когда костный мозг восстанавливался, это сопровождалось нормализацией картины крови, в ней обнаруживалась смесь Т-клеток от обоих животных —донора и реципиента. Саксу удалось показать, что животное-реципиент принимало орган от животного-донора при одновременной трансплантации стволовых клеток костного мозга, пересаженная почка нормально функционировала все время наблюдения, в течение многих лет, и для этого не требовались никакие лекарства.

Первый бабуин, который более 10 лет живет с чужой почкой без подавления иммунитета

«Мы не знаем, что с ним делать», — говорит Сакс. — Мы оплачиваем его содержание, и он просто нормальный, и с ним ничего не происходит!»

Спасти пересаженный орган от отторжения иммунной системой реципиента и при этом обойтись без опасной пожизненной иммуносупрессивной терапии, заметно сокращающей продолжительность жизни людей с чужими органами, — святой Грааль в трансплантологии.

Liver transplant recipient Demi-Lee Brennan (c) with (l-r) Dr Stephen Alexander and Dr Stuart Dorney at Westmead Hospital in Sydney

Деми Ли Бреннан (справа) с сестрой

В 2003 году у девятилетней австралийки Деми Ли Бреннан (Demi-Lee Brennan) скоротечный гепатит разрушил печень. Спасти девочку удалось — была быстро найдена подходящая донорская печень. Донором стал 12-летний мальчик, погибший в автокатастрофе. После трансплантации и начала иммуносупрессивной терапии Деми Ли заразилась цитомегаловирусом, и инфекция дополнительно ослабила иммунитет. Вирусную инфекцию удалось вылечить, однако при дальнейшем обследовании в организме Деми Ли были обнаружены необычные изменения. Во-первых, изменился ее резус-фактор с отрицательного на положительный. Положительный резус-фактор был у мальчика-донора.
Резус-фактор — это белок-антиген, содержащийся в эритроцитах 85% людей, а также у обезьян Macacus rhesus (отсюда и название). По этому имунногенному антигену D резус-фактора определяется одна из 29 систем групп крови.

Во-вторых, обнаружилось, что почти все лейкоциты крови девочки обладают мужским генотипом. По мнению врачей Сиднейского детского госпиталя Уэстмид, случившееся объясняется тем, что стволовые клетки крови, в небольшом количестве содержавшиеся в донорской печени мальчика, почти полностью вытеснили собственные кроветворные клетки костного мозга Деми Ли.
В результате вместе с печенью девочка фактически получила систему крови и иммунитета донора. Оказалось, что эти изменения избавили ее от необходимости принимать токсичные препараты-иммунодепрессанты для предотвращения отторжения донорской печени. Деми Ли, которой недавно исполнилось 20 лет, благополучно живет без лекарств. Это уникальный случай для трансплантации печени.

Профессор Дэвид Сакс, директор Научно-исследовательского центра биологии трансплантации Главного госпиталя Массачусетса и профессор хирургии и иммунологии в Гарвардской медицинской школе в Бостоне (штат Массачусетс, США)

Сакс в 1998 году получил одобрение контролирующих федеральных органов США на проведение клинических испытаний по пересадке почки больным с тяжелой почечной недостаточностью от близких родственников, совместимых по комплексу гистосовместимости. Всем 6 пациентам были пересажены почки совместно с костным мозгом донора. Во всех 6 случаях органы прижились, и со временем пациенты прекратили прием препаратов, подавляющих иммунную систему. Экспериментальные данные Сакса получили полное подтверждение в клинике.

Профессор Сакс решил провести одни из самых амбиционных медицинских исследований в мировой трансплантологии. Была сформирована группа из 5 пациентов с почечной недостаточностью, которым было решено пересадить почки от доноров, которые не подходили по комплексу гистосовместимости. К настоящему времени 4 человека из этой группы живут без приема иммунодепресантов в течение уже 8 лет. Однако такую методику многие специалисты считают чрезвычайно неудобной для массового применения из-за технических сложностей, высокой стоимости и риска осложнений. И ее могут выдержать лишь самые стойкие пациенты. Опасность представляют химиотерапия и радиация, которые предшествуют трансплантации. Эти процедуры играют ключевую роль в «индукции толерантности» к пересаженному органу. При подходе Сакса за пять дней до операции по пересадке чужой почки пациенты начинают в низких дозах получать химиотерапию, чтобы убить часть своих клеток костного мозга и освободить место для клеток костного мозга донора. Пациенты также получают специальные препараты и радиоактивное облучение вилочковой железы для устранения Т-клеток иммунной системы, которые, как известно, обычно атакуют любую чужеродную ткань.

В один день пересаживается почка и внутривенно вводятся клетки костного мозга донора. Пересаженный костный мозг донора смешивается с костным мозгом реципиента, создавая временное состояние, называемое смешанным химеризмом. После операции иммунная система все еще находится в периоде перестройки, и врачи дают пациентам препараты для подавления иммунной системы, доза которых постепенно снижается. У большинства пациентов на девятом месяце от момента пересадки почки был прекращен прием иммуносупрессирующих препаратов.

Удивительно, что в организме этих пациентов иммунные клетки донора в дальнейшем не вырабатывались. Ученые до сих пор определенно не знают, почему при этом у них не происходит отторжения их новых органов.

В 2002 году американка Дженнифер Сёрл стала первым человеком в мире, иммунная система которого подверглась модификации — за счет химеризации системы крови была достигнута толерантность к пересаженной почке, которая не соответствовала по комплексу гистосовместимости. Комбинирование пересадки почки и трансплантация костного мозга донора позволили исключить применение любых иммуносупрессивных препаратов. Хотя процедура и считается рискованной, для Сёрл это было единственным вариантом спасения.

В 2002 году Дженнифер Сёрл стала первым человеком в мире с функционирующим пересаженным органом без необходимости принимать иммуносупрессивные препараты (слева трансплантолог Дженнифер Сёрл Тацуо Каваи, MD)

Первая пересадка донорской почки была проведена Дженнифер Сёрл в возрасте 13 лет. Когда девочке было 12 лет, ее мать получила шокирующие результаты анализов. Было обнаружено, что почки девочки функционируют всего на 15%. Донором почки стал отец Дженнифер. После операции девочка принимала около 20 таблеток в день, направленных на предотвращение отторжения пересаженного органа, но побочные эффекты такой терапии создали настоящий хаос в ее теле. Она стала терять зрение из-за катаракты, развились остеопороз, потеря памяти, сильный отек лица и начался чрезмерно быстрый рост волос на теле. Все это не только угрожало ее здоровью, но и было печально для девочки-подростка. Наибольшие мучения причиняли вирусные бородавки, которые покрыли кожу ног и были очень болезненными. Правая нога вся была покрыта бородавками. Врачи-дерматологи не видели ничего подобного раньше. Применили лазе, для их выжигания, но, как только кожа зажила после ожогов лазером 2-3-й степени, бородавки продолжили свой рост. Врачам пришлось снизить дозу препаратов, и в результате хронического отторжения пересаженная почка погибла. Стало ясно, что Дженнифер нужно было невероятное: трансплантации почки, которая будет работать без иммуносупрессивных препаратов.

Осенью 2002 года Дженнифер подверглась химиотерапии и местному радиоактивному облучению тимуса для временного подавления ее иммунной системы. После диализа, чтобы убедиться, что все химиотерапии был вне ее системы Cosimi и Каваи трансплантированы Сёрл с ее мать костного мозга и один из её почек в одной операции. Она затем провела две недели в стерилизованном боксе-изоляторе, ожидая восстановления ее новой иммунной системы.

В течение недели трансплантация начала приносить свои плоды. Показатели крови Сёрл вернулись к нормальным, это доказывало, что ее новая иммунная система функционирует, и девушка была освобождена от изоляции. Через месяц после операции она была переведена на мягкий иммунодепрессант, который был постепенно отменен в течение 6 месяцев. В течение нескольких месяцев она полностью оправилась от лечения, получила степень магистра библиотековедения. В течение года она регулярно тренировалась, и два года спустя она смогла пробежать 13-мильный полумарафон. «Я чувствовала себя просто фантастично», — говорит Сёрл. Она совершила второй полумарафон в мае и занялась плаванием и велоспортом, чтобы принять участие в соревнованиях по триатлону. За последние три года Сёрл прошла обучение на специалиста по коммуникациям здравоохранения.

Samuel Strober , M.D. Professor of Medicine, Division of Immunology and Rheumatology Stanford University School of Medicine. Самуэль Строубер в течение 25 лет проводит поиск способа сохранения пересаженных донорских органов без токсичных иммуносупрессивных препаратов

Джон Скэндлинг (John Scandling), профессор Клиники трансплантации почки Стэнфордской медицинской школы

Под руководством Джона Скэндлинга (John Scandling) специалисты из Медицинской школы Стэнфордского университета добились успеха в лечении Ларри Ковальски (Larry Kowalski), которому была пересажена почка родного брата. Почки мужчин оказались совместимыми. Чтобы свести к минимуму опасность отторжения почки, ученые подавили иммунную систему Ларри путем радиоактивного облучения и введения антител. Кроме того, ему были перелиты регуляторные Т-клетки из крови брата, выполняющие роль «миротворцев» иммунной системы и препятствующие отторжению чужеродного органа.

Ларри Ковальски (Larry Kowalski)

В течение полугода после трансплантации почки Ковальски пришлось принимать иммуносупрессивные препараты, однако потом их удалось полностью отменить. Спустя несколько лет после отказа от лекарств мужчина прекрасно себя чувствует. Ларри успел не только открыть четыре ресторана в Калифорнии, но и освоил велосипед, сноуборд, дайвинг. Регулярно ходит в спортзал и даже стал отцом девочки, которой уже 3 года. Генетический тест выявил наличие клеток иммунной системы брата, которые циркулировали в крови Ларри спустя годы после трансплантации почки.

Исследователи из Стэнфордского университета в Калифорнии под руководством Сэмюэла Строубера (Samuel Strober) также решили использовать иммунную систему донора для «обучения» иммунитета пациента, но пошли другим путем.

Поначалу все делалось как обычно: подобрали доноров, выполнили трансплантацию и назначили по два традиционных иммуносупрессанта типа циклоспорина. Но этим лечение не ограничилось. Вскоре после операции исследователи начали обрабатывать лимфоузлы, селезенку и вилочковую железу пациентов радиоактивным излучением умеренной интенсивности, чтобы на время ослабить (но не подавить полностью) их иммунную систему. Кроме того, добровольцам ввели антигены против основной популяции иммунных клеток, обеспечивающих отторжение трансплантата, — недифференцированных Т-лимфоцитов-хелперов (Th0-клеток).

Примерно через 10 дней после пересадки ученые ввели пациентам лейкоциты доноров, включая кроветворные клетки CD34+, способные размножаться и стать частью иммунной системы реципиента. После этого донорские клетки предотвращают иммунные атаки на пересаженный орган благодаря процессу отрицательной селекции — уничтожения цитотоксических лимфоцитов, реагирующих на собственные антигены организма.
В ходе этого процесса вилочковая железа «демонстрирует» зрелым Т-лимфоцитам антигены «своей» ткани, причем ткань считается «своей», если ее считает таковой достаточное число иммунных клеток. Лимфоциты, готовые атаковать собственный организм, таким образом выбраковываются.

Поскольку ставшие частью иммунной системы клетки донора и их потомство считают пересаженную почку «своей», вилочковая железа пациента начинает делать то же самое и уничтожает Т-лимфоциты, готовые атаковать орган.

Исследователи следили за этим процессом по анализам крови, контролируя правильное взаимодействие иммунных систем донора и реципиента, а также отсутствие признаков отторжения почки. Через месяц после введения донорских клеток один из иммуносупрессивных препаратов пациентам отменили. Прием второго разрешили прекратить через полгода.

В результате экспериментального лечения необходимость в приеме иммуносупрессантов отпала у 8 из 12 добровольцев — они обходятся без препаратов уже в течение 3 лет (один пациент умер на третий год после операции от инфаркта миокарда, не связанного с пересадкой и последующим лечением). Остальные 4 участника эксперимента продолжают получать иммуносупрессивную терапию. «Пока они не соответствуют всем нашим жестким критериям отмены лекарств», — пояснил Строубер. Тем не менее наблюдение за этими добровольцами продолжается — исследователи не теряют надежды снять их с препаратов.

Разработанная Строубером методика значительно менее травматична и связана с меньшим риском, чем пересадка костного мозга, предложенная Саксом. Причем эффективность этих методов в эксперименте, как признал бостонский исследователь, практически одинакова.

В чем пока уступает методика Строубера, так это в том, что экспериментальное лечение проводилось с подбором доноров по HLA. Эффективность же ее в случае несоответствия систем тканевой совместимости еще предстоит доказать. Пока такое «обучение» иммунной системы реципиента в перспективе решает только вопрос необходимости рискованной и дорогостоящей иммуносупрессивной терапии, что само по себе уже немало. При успехе более масштабных клинических испытаний оно имеет хорошие шансы стать новым стандартом лечения пациентов, перенесших пересадку почки (а в дальнейшем, возможно, и других органов).

Модификацию методики профилактики отторжения несовместимых донорских органов предложила группа специалистов под руководством Джозефа Левенталя (Joseph Leventhal) из Северо-восточной мемориальной больницы Чикаго.

Для участия в исследовании Левенталь и его коллеги отобрали 8 пациентов, готовившихся к пересадке почки. При этом донорские органы не подходили реципиентам по иммунологическим параметрам (антигенам гистосовместимости). Вместе с почками участникам исследования были пересажены взятые у доноров гемопоэтические стволовые клетки, из которых образуются все типы клеток крови, в том числе иммунные. Таким образом ученые намеревались модифицировать иммунную систему реципиентов и предотвратить отторжение пересаженных почек. По результатам исследования 5 из 8 пациентов в течение года после трансплантации смогли отказаться от приема лекарств для профилактики отторжения.

Suzanne T. Ildstad, M.D. Director, Institute for Cellular Therapeutics, Professor of Transplantation, Professor of Surgery.

В исследовании Suzanne Ildstad и ее команды из Института клеточной терапии в Луиссвиле, штат Кентукки, кроме почек ученые также пересаживали реципиентам костный мозг донора, чтобы избежать отторжения органа.

В ходе эксперимента перед пересадкой тканей и органов иммунную систему реципиентов подавляли с помощью лучевой терапии и химиотерапии. Поскольку костный мозг донора продуцирует иммунные клетки, пересадка ведет к тому, что в течение некоторого времени иммунная система донора смешивается с иммунной системой реципиента. Из 10 пациентов, которым пересадили почки и костный мозг от генетически несовместимых доноров, 7 смогли полностью отказаться от приема иммунодепрессантов. Полное замещение иммунной системы реципиента иммунной системой донора могло бы создать долгосрочную толерантность, однако в таком случае появляется риск возникновения состояния «трансплантат против хозяина» (ТПХ). В результате новых исследований был предложен способ минимизации риска возникновения ТПХ.

Suzanne Ildstad и ее команда извлекли клетки костного мозга у доноров почек. Затем из извлеченной смеси клеток удаляли те из них, которые, по мнению ученых, наиболее вероятно вызывают состояние ТПХ. Таким образом создавались условия для повышения восприимчивости иммунной системы реципиента к новому органу. Смесь донорских клеток вводили реципиентам с подавленной иммунной системой на следующий день после пересадки почки. Эксперимент заканчивался практически полным поглощением иммунной системы реципиента иммунной системой донора. Однако при этом новая иммунная система не атаковала организм реципиента, а организм пациента не отторгал пересаженный орган. Из 8 пациентов 5 полностью отказались от приема иммунодепрессантов без признаков ТПХ в течение года, а их почки продолжают функционировать нормально в течение 18 месяцев.

Ildstad отмечает, что терапия увеличивает количество регуляторных Т-лимфоцитов, которые, видимо, поддерживают баланс в работе иммунной системы. Один из руководителей данного проекта, хирург Tatsuo Kawai из Государственной массачусетской больницы, Бостон, высказался по поводу результатов исследований: «Полученные данные в случае их подтверждения в последующих испытаниях могут стать революционными. Однако замещение иммунной системы реципиента — это радикальный шаг. Даже при том, что не было никакого состояния ТПХ, наблюдаемого во время периода исследования, оно может развиться в будущем». Кроме того, Kawai заявляет, что другим ученым будет трудно воспроизвести результаты этих исследований, потому что клеточная смесь для трансплантации реципиенту запатентована, метод ее создания описан в статье не полностью.

Таким образом, в данной области предстоит еще немало работы, включающей сбор и анализ наблюдений за пациентами в течение более длительного периода времени. Но уже сейчас можно сказать, что полученные результаты являются весьма многообещающими.