Найти донора сердца в России – задача, по сложности сравнимая с поисками сокровища в древних развалинах. Часто подходящий орган находится на другом конце страны, и он может не успеть добраться до пациента за шесть часов. Специалисты Института биофизики клетки РАН придумали способ продлить срок жизни донорского сердца с помощью химической заморозки.
Одно тело – семь сердец
Первую операцию по пересадке сердца провели в 1964 в США. Хирург Джеймс Харди пересадил пациенту сердце шимпанзе. Больной после операции прожил полтора часа, в течение которого сердце шимпанзе билось в теле человека. Пациент, Бойд Раш, был в тяжелом состоянии и на грани смерти от гангрены, поэтому врачи и решились на операцию в качестве последнего шанса на выживание.
Сердце шимпанзе взяли как «единственно возможное и доступное в тот момент», лишь через четыре года произошла первая пересадка сердца от человека к человеку. Мужчине пересадили сердце девушки, погибшей в ДТП. Разрешение на пересадку органа дал ее отец. Мужчина прожил 18 дней, а затем умер от пневмонии.
Не у всех пациентов есть возможность проводить повторную трансплантацию сердца. Для «рядового» больного даже вторая операция – большая удача. Из-за дефицита донорских органов повторной очереди дождаться невозможно. Рокфеллера обвиняли в коррупции, подкупе врачей и использовании своего имени для того, чтобы добиться сердец вне очереди. Когда почти столетнему старику пересаживали седьмое сердце, где-то мог умирать совсем молодой мальчик.
Врачи, проводившие операции, утверждают, что все было честно и по закону, однако по мнению вице-президента Межрегиональной общественной организации сообщества трансплантологии Алексея Чжао, семь сердец Рокфеллера – случай уникальный. Если бы не власть и богатство, вряд ли бы специалисты согласились пересаживать сердце человеку в таком возрасте, уверен он.
Нехватка образования и пробелы в законодательстве
Сейчас в мире проводится около 3000 операций по пересадке сердца в год. В России – чуть более 200. За 2017 в Москве было проведено 139 операций по пересадке сердца, в 2010 году в столице сделали не больше 30 трансплантаций.
Основная проблема – нехватка доноров, возникающая из-за законодательных сложностей и отсутствия просветительской работы. Для посмертного донорства в России действует презумпция согласия, то есть медики могут взять органы любого человека, если сам умерший или его родственники ранее не выказали несогласия с этим. У такого подхода благие намерения – получение большего количества органов, однако из-за общих формулировок закона часто возникают трудности. Например, из-за отсутствия единой базы заявлений о несогласии на посмертное донорство бывает невозможно установить волю умершего, а родственники наотрез отказываются от предоставления органов для трансплантации.
Даже если человек при жизни был согласен на донорство, после его смерти родные могут запретить отдавать органы, говоря о том, что он был бы против. Доказать, что он не подписывал несогласие, практически невозможно, а тем более сделать это в короткие сроки, пока орган может быть пригоден для пересадки. Отказ от трансплантации, получаемый от родственников, эксперты связывают с особенностями менталитета и уровнем образованием.
«В состоянии аффекта и горя человек может принять неверное решение – отказаться, не разрешить изъять органы погибшего близкого для трансплантации нуждающимся пациентам, потребовать оставить его в покое. Потом он будет сожалеть об этом решении», – рассказал главный трансплантолог Минздрава Сергей Готье. По его словам, в России проводится только 10% необходимых операций по пересадке органов, остальные пациенты до нее не доживают.
Особенно тяжелая ситуация с детьми. Поиск сердца может занимать месяцы и годы, иногда их ищут сразу в нескольких странах. Чаще всего дети умирают, не дождавшись нового сердца. Проблема в том, что оно должно подходить по размерам, а найти такого же ребенка-донора практически невозможно.
Дороги без пробок и ДТП, подводное дыхание, инвалидное кресло, управляемое силой мысли, – еще больше открытий отечественных ученых в рубрике Наука
Индийский трансплантолог доктор Балакришнан, который входит в десятку лучших хирургов мира, рассказывает множество невероятных историй о том, как в других странах просвещают о важности донорства.
«В Индии жила девочка семи лет, которой нужна была трансплантация сердца, а в Австралии жил семилетний мальчик, его родители были родом из Индии. В первом классе у него было занятие, где малышам рассказали о важности трансплантации. Урок оказал глубокое влияние на мальчика. Мама ребенка к тому моменту уже была зарегистрирована как потенциальный донор, в ее водительские права была внесена соответствующая запись. Папа ребенка – нет, поэтому мальчик настоял, чтобы отец тоже зарегистрировался как потенциальный донор, и проследил, чтобы в его водительские права также была внесена запись. Сам мальчик сказал, что желает, если с ним что-то случится, стать донором», – рассказал доктор Балакришнан.
Через несколько месяцев мальчик летел из Австралии в Индию, чтобы проведать бабушку, и в самолете у него проявилась дремавшая патология сосудов головного мозга. Самолет экстренно посадили, ребенка доставили в больницу, у мальчика констатировали смерть мозга. Тогда родители вспомнили разговор о донорстве и объявили его волю врачам. «Сразу были оповещены донорские регистры, стало понятно, что в листе ожидания есть девочка, которая ждет именно такое сердце. А еще есть другой ребенок, которому очень сильно нужна печень», – резюмировал доктор.
Опросы в России показывают, что доля тех, кто согласен стать донором после смерти, не меньше 20%.
Сердце, которое бьется вне человеческого тела
В Москве ожидание сердца длится до полугода, в регионах – дольше. Обычно донор и пациент находятся в одном городе или соседних, так как сердце даже с особой поддержкой «живет» не более шести часов. За этот короткий срок врачи должны провести его осмотр, подготовить пациента к операции, получить все согласования и перевезти донорский орган к месту операции.
Подходящий донор обязан отвечать многим требованиям: зафиксированная смерть головного мозга; возраст младше 65 лет; нормально функционирующее сердце и отсутствие сердечных патологий вроде ишемической болезни. Обычно донорами сердца становятся люди, погибшие в результате ДТП или других несчастных случаев. Главное, чтобы сердце оставалось здоровым.
Если в какой-то из столичных больниц появляется донор, врачи сообщают об этом в Московский координационный центр органного донорства (МКЦОД). Врачи узнают, кому достанется сердце, изымают его из тела донора и доставляют в больницу, которая будет проводить операцию. Чтобы ускорить процесс, сердце везут на вертолете или в сопровождении машин ДПС. Орган погружают в консервирующую жидкость и перевозят в емкости с термоизоляцией. Контейнер объемом 5-10 литров защищает сердце от внешнего воздействия и травм. В нем поддерживается температура от 0 до 5 градусов Цельсия. Внешне устройство для перевозки сердца выглядит как мини-холодильник.
Есть еще один экспериментальный способ перевозки донорского сердца, который называется «Beating Heart» («бьющееся сердце»), его придумали ученые из компании TransMedics Inc. В научном мире это называется «аппаратная перфузия», когда изъятый законсервированный орган подключают к приборам и имитируют его работу. После изъятия из тела донора сердце кладут в контейнер, но не замораживают, а снабжают с помощью вставленных в него трубок подогретой до температуры тела кровью, которая насыщена кислородом, а также обогащена питательными веществами и солями. В итоге сердце в прямом смысле бьется даже вне тела человека.
«Beating Heart» пока что используют нечасто, так как вопрос упирается в деньги. Контейнер, в котором замораживают донорское сердце, стоит не более 100 долларов США, а контейнер для «бьющегося сердца» обходится почти в 200 тыс. долларов. Кроме того, начинку контейнера необходимо обновлять перед каждой новой транспортировкой, что тоже обходится недешево.
«Beating Heart». Видео: The Boston Globe / YouTube
Новый способ заморозки органов
Благодаря технологии, которую разработали специалисты Института биофизики клетки Российской академии наук (ИБК РАН) под эгидой Фонда перспективных исследований (ФПИ), срок хранения донорских органов будет значительно увеличен. Технология заключается в современном способе заморозки сердца.
Главная сложность обычной заморозки состоит в том, что из-за нее начинают быстро погибать клетки органов. Они либо резко теряют воду и умирают, либо повреждаются кристалликами льда и тоже умирают. Проблему можно решить так называемым стеклованием. Этот подход позволяет замораживать объект без образования кристаллов, так как молекулы воды превращаются в «стекло». Если сильно повысить вязкость раствора, которым консервируется орган, или внутриклеточного содержимого, то молекулы потеряют подвижность и застынут в своем исходном виде без перестройки в кристаллическую решетку, и клетки не погибнут.
Однако у стеклования тоже есть своя сложность – для загущения раствора необходимо использовать высокую концентрацию химии, это тоже убивает клетки. Ученые ИБК РАН и ФПИ разработали метод, где химии на 20-30% меньше, чем обычно требуется для стеклования, и смогли заморозить сердце травяной лягушки, которое вновь заработало через полтора месяца после процедуры, его клетки остались живыми. При химической заморозке сердце хранится при температуре около нуля градусов, чаще всего при +4.
Почему выбрали именно сердце именно лягушки и именно такую температуру? Во-первых, функциональное восстановление сердца оценить гораздо проще, чем других органов: ученые объяснили, что если оно заработало после процедуры замораживания, то в дальнейшем с ним ничего плохого не произойдет. Про лягушек еще проще. Большинство считают, что лягушки зимой замерзают, а потом размораживаются. На самом деле это не так – лягушки зимуют на дне водоемов под слоем льда, где температура постоянно сохраняется на уровне +4 градусов. Если температура станет отрицательной, то лягушка просто замерзнет и умрет.
После химического замораживания максимальные сроки хранения сердца составили 20-24 часа, то есть они увеличились в три-четыре раза. Если ученые смогут найти медицинских партнеров, которые заинтересуются разработкой, новая технология появится в больницах в течение пяти-шести лет.
Еще одно важное направление исследования – заморозка и возможность создания криобанка донорских органов, откуда в любой момент можно будет достать орган и пересадить его пациенту. По словам ученых, идея может быть воплощена только в отдаленной перспективе, минимум через 15 лет, потому что на данный момент самое главное – решить проблему дефицита органов, то есть привить людям значимость передачи органов другим. На момент 2018 года все появляющиеся органы сразу же передаются пациентам, для банка ничего не остается.