Трансплантация как возможность восстановления структурного и физиологического гомеостаза. История трансплантации

Введение

Результатом достижений медицинской науки к настоящему времени стала возможность полного излечения или продолжительной ремиссии большой части патологических состояний. Тем не менее, остаются заболевания, при которых полное восстановление нормального функционирования тканей и органов не достигается ни фармакологическими, ни оперативными приемами. В таких случаях помочь пациенту может замена собственных тканей и органов донорскими. Вопросы пересадки тканей и органов изучает такая научная дисциплина, как трансплантология. Термин «трансплантология» происходит от латинских слов transplantare - пересаживать и греческого слова logos – учение [1].
Трансплантология – медико-биологическая научная дисциплина, занимающаяся исследованием вопросов трансплантации, разработкой способов сохранения органов и тканей, выращивания и использования искусственных органов [15].
Трансплантология является интегративной наукой, поскольку тесно связана со многими естественнонаучными областями: биологией, гистологией, физиологией, генетикой, биохимией, иммунологией, фармакологией, хирургией, анестезиологией и реаниматологией, гематологией, а также некоторыми техническими науками [15].
Хирургические вмешательства по трансплантации органов представляют собой трудоемкий процесс, и требуют особого оснащения операционной. Сложности трансплантации включают в себя довольно высокий риск отторжения донорских органов, необходимость подбора наиболее совместимого донора, частую необходимость в иммуносупрессивной терапии в послеоперационном периоде, а следовательно, высокий риск инфекционных осложнений, что, в свою очередь, ставит особенно строгие требования к соблюдению правил асептики и антисептики при операции [1].
Постоянное совершенствование медицинских технологий в целях трансплантологии значительно расширило практику трансплантации и увеличило потребность в донорских органах. В этой области медицины как ни в одной другой остро стоят вопросы морально-этического и правового порядка [1].
Таким образом, ввиду стремительного развития данного научного направления и его значительных перспектив в лечении ряда заболеваний вопросы трансплантологии являются одними из наиболее актуальных на сегодняшний день.
Целью данной работы было осветить основные понятия и проблемы трансплантологии, её возможности и виды трансплантаций.
Задачи:
1. Изучить данные об истории трансплантологии, видах и методах трансплантации.
2. Осветить вопросы правового обеспечения пересадок органов и тканей.
3. Проанализировать трудности в трансплантологии и задачи, требующие решения в рамках данной научной дисциплины.
Методы исследования: выполнен анализ данных, полученных из отечественных и зарубежных литературных источников, освещены вопросы истории трансплантологии, видов и способов трансплантации, законодательных аспектов относительно трансплантации.

История трансплантологии

«Отцом» трансплантологии, разработавшим основные принципы пересадки жизненно важных органов, а именно сердца, стал нобелевский лауреат (1912 г.) Алексис Каррель, осуществлявший экспериментальные исследования по пересадке органов, сохранению их и методике создания анастомозов сосудов [14].
Первая попытка пересадки органа от человека к человеку осуществлена в 1933 году в Херсоне Ю.Ю. Вороной. Значительный вклад в развитие мировой трансплантологии внес отечественный исследователь В.П. Демихов, выполнивший в 1951 году трансплантацию донорского сердца собаке. В 1967 году врач из ЮАР Кристиан Барнард, перенявший опыт Демихова и некоторых европейских специалистов, впервые в мире успешно выполнил пересадку сердца человеку в Кейптауне [8].
В СССР первая трансплантация сердца была выполнена в 1968 году хирургом А.А. Вишневским, но успеха в трансплантации добился лишь в 1987 г. В.И. Шумаков. Сейчас его именем назван Московский институт трансплантологии и искусственных органов, являющийся ведущим учреждением России в сфере клинической и экспериментальной трансплантологии [15].
Успешно пересажена почка была в 1954 году между двумя однояйцевыми братьями-близнецами группой врачей под руководством Джозефа Мюррея (Murrey), который развил наработки своих предшественников в области трансплантологии и сделал возможной трансплантацию почки от неродственного донора, а кроме того, изучал действие иммуносупрессоров и механизм отторжения. Первая пересадка печени была произведена в 1956 году Томасом Старзлом. Трансплантация лёгкого впервые осуществлена в 1963 году американским врачом Джеймсом Харди, но безуспешно: больной умер спустя несколько суток после операции. Успешная пересадка одного лёгкого была выполнена Джоелом Купером в 1983 году, а в 1986 году он успешно выполнил трансплантацию двух легких [2].
Пересадка искусственно выращенной трахеи на сегодняшний день представляется единственным эффективным методом лечения для многих больных с тяжелыми рубцовыми стенотическими поражениями. В 2008 году впервые была выполнена трансплантация человеческого органа, созданного на основе стволовых клеток, испанским врачом Паоло Макиарини. В роли реципиента выступила взрослая женщина с туберкулезным поражением трахеи. Искусственная трахея выращивалась по сложной технологии: специалисты взяли за основу трахею недавно умершего человека, нейтрализовали в ней химическими реагентами живые клетки и поместили в волокнистую соединительную ткань стволовые клетки, выделенные из костного мозга больной. Эти клетки инкубировались в течение четырех суток в специальном термостате, после чего трахея была готова для трансплантации. Спустя месяц кровоток в донорском органе совершенно нормализовался [2].
Согласно законодательству Российской Федерации, в роли донора может выступать и живой человек и труп. Но изъятие некоторых органов (почки, сердце или легкие) при этом может проводиться лишь при установлении биологической смерти донора [2].
В 2019 году специалисты Научного медицинского исследовательского центра (НМИЦ) им. академика В. И. Шумакова впервые успешно выполнили трансплантацию легких и печени девятилетнему ребенку с муковисцидозом. Уникальность этого случая состоит в том, что на момент выполнения хирургического вмешательства вес ребенка был всего лишь 30 килограмм. Для пересадки были взяты органы взрослого донора с малым ростом и массой тела. Поэтому печень, трансплантированную ребенку, не уменьшали, а легкие подвергли значительной редукции [15].
Также в 2019 году специалисты из Санкт-Петербурга провели трансплантацию лица, в том числе полную пересадку носа вместе со слизистой, с хрящевыми, костными образованиями и мускулатурой [5].
Таким образом, трансплантология имеет долгую историю, но к настоящему времени стала одной из самых бурно развивающихся научных дисциплин, имея при этом довольно много актуальных и интересных для решения учеными задач и проблем [14].

Основные понятия и виды трансплантации

Трансплантология - научная дисциплина, занимающаяся исследованием теоретических основ и практических принципов замены отдельных органов и тканей органами или тканями, полученными от иного организма. Донор - организм, выступающий в роли источника трансплантата. Реципиент - организм к которому пересаживают донорские ткани или орган. Трансплантация - это хирургическое вмешательство по замене тканей или органов пациента его собственными тканями или органами или полученными от иного организма или выращенными в лабораторных условиях. Трансплантат - это фрагменты тканей или органы, которыми замещают пораженные ткани и органы пациента. Трансплантация включает два этапа: получение донорского органа или ткани и пересадка его в организм больного. Пересадка органов или тканей может быть выполнена лишь тогда, когда прочие методы лечения не могут обеспечить сохранение жизни больного или восстановления его здоровья. Список объектов трансплантации установлен Министерством здравоохранения Российской Федерации вместе с Российской академией медицинских наук. В этот список не входят органы, их фрагменты и ткани, относящиеся к репродуктивной системе человека (яйцеклетка, сперма, яичники или эмбрионы), а также кровь и её компоненты [14].
В трансплантологии используются три схожих понятия: «пластика», «пересадка» и «подсадка». Различие между ними довольно условно, однако данные понятия имеют свои определения. Пластика - это замена пораженного органа или ткани донорскими без наложения сосудистого анастомоза. Термин используется для обозначения пересадки тканей, а не органов полностью [13].
Пересадка - это замещение органа с наложением сосудистого анастомоза [2]

.
Подсадка - это пересадка органа от донора с сохранением такового у реципиента [13].
Кроме того, применяется понятие «реплантация», обозначающее операцию по приживлению отделенного при травме фрагмента ткани, органа или конечности на исходном месте [13].
Трансплантации классифицируют по ряду признаков. По виду трансплантатов различают следующие варианты трансплантаций [3]:
Замещение органов или комплексов органов (пересадки сердца, почки, печени, поджелудочной железы, зуба, сердечно-легочного комплекса) [3].
Трансплантации тканей и клеточных культур (замещение костного мозга, костной ткани, культуры β-клеток поджелудочной железы, эндокринных желёз) [3].
По локализации трансплантата выделяют ортотопическую и гетеротопическую трансплантацию. При ортотопической пересадке полученные от донора ткани пересаживают в то же место, где находился соответствующий орган реципиента. Гетеротопическая пересадка подразумевает помещение органа от донора не на исходное место органа реципиента, а в другую зону. При этом дефектный орган пациента может быть удалён или сохранен в прежней области [3].

2.1. Аутотрансплантация

Аутотрансплантация представляет собой вид трансплантации, когда замещение органов и тканей проводится между двумя идентичными с точки зрения генетики организмами (однояйцовыми близнецами) или собственными тканями реципиента. Такие хирургические вмешательства являются редкими, поскольку однояйцовые близнецы встречаются нечасто, и зачастую имеют одни и те же болезни [12].
Большим преимуществом аутотрансплантации является наилучшее приживление донорских тканей при минимальном риске отторжения трансплантата. В связи с этим аутотрансплантация в настоящее время рассматривается как самый оптимальный вариант пересадки. В хирургии в качестве варианта аутотрансплантации можно считать кожную аутопластику: местную и свободными аутотрансплантатами. Для укрепления слабых мест и поврежденных стенок полостей, для коррекции поражений сухожилий применяют плотные фасции, например, широкую фасцию бедра. В костной аутопластике применяют ряд костей и костных образований: ребра, малоберцовую кость, гребень подвздошной кости. В роли аутотрансплантатов могут выступать и некоторые кровеносные сосуды, в частности большая подкожная вена бедра, межреберные артерии, внутренние грудные артерии, что применяется, например, в аортокоронарном шунтировании, лечении облитерирующих заболеваний сосудов. Аутотрансплантаты применяются в целях пластики пищевода (после его резекции в связи с онкологическими заболеваниями или рубцовыми стриктурами) с использованием тканей тонкой, ободочной кишки, желудка реципиента. Аутопластика выполняется на мочевыводящих путях: мочеточнике, мочевом пузыре. Удачным дополнительным аутопластическим материалом служит большой сальник. Кроме того, в качестве аутотрансплантаций можно рассматривать операции по реплантации зуба, травматически отсеченных конечностей или их дистальных сегментов: пальцев, кисти, стопы [12].

2.2.Аллотрансплантация

Аллотрансплантация (гомотрансплантация) - замещение органов и тканей между организмами одного вида (от человека человеку), но не являющимися генетически идентичными. Такой тип пересадки является самым широко применяемым в клинической практике. В роли доноров органов и тканей могут служить родственники пациента или иные люди люди [12].
Для аллотрансплантации существуют два варианта доноров тканей и органов: труп и живой человек. В настоящее время для аллотрансплантации используется кожа от трупа или живого донора, фасции, хрящи, кости, консервированные сосуды. Большое значение в офтальмологической практике имеет трансплантация роговицы от трупа, принципы которой были разработаны отечественным врачом и исследователем В.П. Филатовым. Уже упоминалась попытка аллотрансплантации комплекса кожи и мягких тканей лица [4].
Главной ценной возможностью аллотрансплантации служит замещение внутренних органов. Однако при аллотрансплантации специалисты сталкиваются с трудностями правового и морально-этического плана: законодательными аспектами изъятия органов от трупа и от живого человека; сохранением органов и тканей, полученных от трупа; сложности в подборе совместимого донора. В правовом и юридическом обеспечении аллотрансплантации ведущую роль играют признаки биологической смерти, только установление которых позволяет изъять органы и ткани, законы, устанавливающие правила получения органов и тканей, возможности применения аллотрансплантатов, полученных от живых людей [12].
Сохранение органов и тканей от донора дает возможность создавать в банках тканей и органов запас трансплантатов для лечебного применения. Разработан ряд базовых способов консервации. К ним относятся гипотермия, или содержание органа или ткани в условиях низкой температуры, благодаря чему замедляется обмен веществ в тканях и снижается потребность их в кислороде. Другой вариант - лиофилизация, представляющая собой заморозку тканей в вакууме, что ведет к почти абсолютной остановке обмена веществ, хотя структура клеток прочих морфологических структур остается неизменной. Следующий метод - поддержание стабильного кровоснабжения донорского органа при нормальной температуре. При этом в изолированном органе сохраняется нормальный обмен веществ, благодаря снабжению органа кислородом, питательными веществами и элиминации продуктов обмена [12].
Важную роль в аллотрансплантации играет борьба с несовместимостью тканей донора и реципиента. Эта задача решается тщательным отбором доноров, донорских органов и тканей, наиболее подходящих реципиенту [12].

2.3.Ксенотрансплантация

Ксенотрансплантация (гетеротрансплантация) метод трансплантации, когда замещение органа или ткани реципиента производится тканями представителя другого биологического вида, то есть пересадка органа от животного человеку. Использование этого способа весьма ограниченно - проводят пересадку ксенокожи от свиньи, клеточной культуры β-клеток поджелудочной железы от свиньи [5].
В настоящее время использование в качестве доноров органов и тканей животных является самым проблематичным. Хотя этот метод имеет неоспоримое преимущество, так как от различных животных может быть получен гораздо больший объем трансплантационного материала, ключевой сложностью в его применении служит значительная иммунологическая несовместимость тканей, вследствие чего ксенотрансплантаты часто отторгаются. В связи с этим только решение вопросов совместимости тканей донора и реципиента позволит широко использовать ксенотрансплантаты. При некоторых восстановительных хирургических вмешательствах применяют специально подготовленную костная ткань животного происхождения, реже - кровеносные сосуды для комбинированной пластики, временные подсадки печени, селезенки свиньи, которая более схожа в генетическом аспекте с человеком. Попытки пересадки человеку целых органов, взятых у животных, до сих пор не увенчались успехом. Однако этот вариант пересадки может открыть новые возможности лечения пациентов, когда будут решены вопросы тканевой несовместимости [5].

2.4.Имплантация

Эксплантация (протезирование) представляет собой замещение тканей и органов реципиента неживым небиологическим материалом. Обычно используют термин «имлантация», подразумевающий оперативное вживление в ткани чужеродное для организма (но инертных) структур и материалов [12].
Импланты — это группа медицинских изделий, применяемых для вживления в организм как в качестве протезов (заменителей отсутствующих органов человека), так и в роли идентификатора (например, чип с данными о домашнем животном, имплантируемый под кожу). Имплантаты применяются в стоматологии для вживления в кости верхней и нижней челюсти, которые применяются как основа для прикрепления съемных и несъёмных стоматологических протезов. Имплантация находит применение в кардиохирургии (вживление искусственных клапанов сердца), оториноларингологии (кохлеарные и слуховые стволомозговые импланты), офтальмологии (разрабатываются импланты сетчатки). Применяют, кроме того, имплантацию капсул с лекарственными препаратами, например, противозачаточных капсул Norplant, включающих гормональные контрацептивы [12].
Подводя итог вышесказанному, можно заключить, что хотя аутотрансплантация является самым оптимальным вариантом пересадки органов и тканей, наиболее широкое практическое применение нашла именно аллотрансплантация, хотя все виды пересадки занимают свою нишу в лечении пациентов с различными заболеваниями [4].

3. Проблемы трансплантации
3.1