В мае 2024 года ушел из жизни американец Ричард Слейман — человек, переживший пересадку генно-модифицированной почки свиньи. Операцию по пересадке Слейману сделали в марте 2024 года. Врачи из Массачусетской больницы общего профиля, которые лечили Слеймана, не нашли связи между уходом пациента из жизни и пересадкой органа. Причиной смерти стала болезнь почек в терминальной стадии. Трансплантация позволила Слейману сохранить на какое-то время качество жизни и дольше оставаться среди родных людей. В общей сложности 62-летний Слейман прожил с донорским органом два месяца.
Что такое ксенотрансплантация и почему ее критикуют
Ксенотрансплантация, или межвидовая трансплантация, — это пересадка органов, тканей и клеток из организма одного биологического вида в организм другого биологического вида.
Биологи и хирурги уже несколько десятилетий работают над созданием жизнеспособных вариантов ксеноорганов, чтобы спасать больше людей и улучшать качество жизни пациентов.
Новость о смерти Ричарда Слеймана в очередной раз возродила дискуссию, насколько целесообразны дорогостоящие эксперименты по ксенотрансплантации, если все исследования в этой области в конечном счете заканчиваются неудачей. Исполнительный вице-президент Орегонского университета здоровья и науки (OHSU) Мари Чисхолм-Бернс в критическом обзоре, посвященном межвидовой пересадке органов, делает вывод, что «наука о ксенотрансплантации все еще находится в зачаточном состоянии».
Эксперты-практики, в особенности хирурги-трансплантологи, также отмечают, что большинство разработок приемлемых для человека органов от доноров-животных еще проходят доклиническую стадию. А это значит, что про большие успехи на этом поприще говорить пока рано.
Однако с таким взглядом на ситуацию согласны не все. Профессор хирургии и директор программы ксенотрансплантации сердца Университета Мэриленда в Балтиморе (UMSOM) Мухаммад Мохиуддин, выступая на ежегодной встрече Международного общества трансплантации сердца и легких (ISHLT) в Праге, отметил: «Каждые 80 минут в мире умирает человек, стоящий в очереди на получение нового сердца. Не всем удается его пересадить». Мохиуддин активно выступает за дальнейшие разработки в области ксенотрансплантации. За 30 лет работы хирургом он имплантировал различным животным несколько сотен модифицированных свиных сердец, прежде чем провести первую ксенотрансплантацию человеку.
Достижения в области клонирования и редактирования генов, по его мнению, подготовили нас к технологическому прорыву в межвидовой трансплантации. Теперь пересадку органов животных человеку можно проводить по протоколу расширенного доступа Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США — FDA (EAP). Правда, пока он показан только пациентам с угрожающими жизни заболеваниями, о массовости такой процедуры говорить рано.
Пионеры ксенотрансплантации
Первые операции по межвидовой трансплантации проводились с клетками и тканями — кровью, кожей и костями. Когда появились технологии, позволяющие контролировать кровотечение после удаления больного органа, врачи начали пересаживать органы от донора реципиенту (больному).
Первое документально подтвержденное переливание крови от животного человеку состоялось 15 июня 1667 года в Париже. Жан-Батист Дени, врач короля Людовика XIV, и хирург Поль Эммерес перелили кровь ягненка 15-летнему юноше. Пациенту, страдавшему от сильной лихорадки, стало лучше.
Дени провел и другие операции по переливанию крови (ксенотрансфузии). Например, перелил телячью кровь 34-летнему душевнобольному Антуану Моруа в надежде, что это излечит его от безумия. Однако исцеления не случилось: пациент погиб, а его супруга выдвинула обвинения против врача. Дени смог оправдаться, но французский парламент и католическая церковь вскоре после экспериментов Дени запретили переливание крови, и эта процедура перестала использоваться в медицине до середины XIX века.
Другой ранний случай ксенотрансплантации тканей зафиксирован, по некоторым данным, в 1682 году. Голландский хирург Хоб ван Меекерен, предположительно, пересадил русскому дворянину кость из черепа собаки для закрытия дефекта головы. Правда, затем пациент попросил изъять чужеродную кость. По одной из версий, церковь, считавшая, что человек не может быть христианином, если у него в голове есть собачья кость, пригрозила больному отлучением. Данных о том, что с ним было дальше, нет.
Известны случаи пересадки органа животного человеку в конце 90-х годов XX века. Американский трансплантолог Томас Старзл и его коллеги пересадили печень бабуина двум пациентам. В одном случае больной прожил 70 дней, в другом — 26.
Пересадка органов животных человеку в наши дни
Зимой 2022 года врачи Университета Мэриленда впервые успешно пересадили генно-модифицированное свиное сердце человеку. Первым пациентом с сердцем животного стал Дэвид Беннетт, ему было 57 лет, и он страдал от тяжелой аритмии. Несмотря на то что Беннетт хорошо пережил операцию, спустя почти два месяца после пересадки органа он скончался. Сперва причиной смерти считался свиной цитомегаловирус. Позднее выяснилось, что, скорее всего, Беннетт умер из-за реакции на лекарство, которое используют, чтобы иммунитет не отторгал чужеродный орган.
Второй пациент, получивший свиное сердце, 58-летний Лоренс Фосетт, скончался в ноябре 2023 года, через шесть недель после пересадки органа. За время после трансплантации врачи оценивали состояние Фосетта хорошо: он проводил время с семьей и даже играл в карты с женой. Но в последние дни перед смертью у пациента появились признаки отторжения трансплантата.
Упомянутый Ричард Слейман был первым пациентом с пересаженной почкой свиньи. Из всех людей с пересаженными органами животных сейчас (июль 2024 года) в живых остается 71-летний житель Китая (имя не разглашается), получивший отредактированную свиную печень. Операция прошла в мае 2024 года в первом филиале Медицинского университета Аньхой. По словам хирурга Сунь Бэйчэна, руководившего трансплантацией, показатели здоровья пациента в норме и он в целом хорошо себя чувствует.
Перспективы пересадки органов животных человеку
Доцент кафедры трансплантологии и искусственных органов РНИМУ им. Н.И. Пирогова, хирург Центра трансплантации печени НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Борис Яремин считает, что главный тренд трансплантологии — это все-таки пересадка органов от доноров-людей, а не от животных:
«Однозначно это расширение пула доноров органов среди людей. Московская система органного донорства — один из мировых лидеров этого направления. При этом остаются регионы внутри страны, в которых работы по донорству органов для трансплантации не ведутся вовсе. Это огромная недоработка, и она должна быть устранена.
Другой механизм, который увеличит количество трансплантаций, — это использование органов людей, переболевших сифилисом и инфицированных вирусным гепатитом С. При соблюдении ряда требований такие органы спасают жизни тысяч людей во всем мире. Это те инфекции, которые не представляют существенных рисков для больного. Если человек переболел сифилисом, у него остаются антитела, то есть он не заразен. И его органы вполне могут быть пересажены без риска для реципиента. Что же касается вирусного гепатита С, то да, если донор инфицирован С-гепатитом, пациент будет инфицирован. Но с учетом современных успехов противовирусной терапии его можно будет полностью излечить.
Риски инфицирования ничтожны по сравнению с тем, что эти органы спасут жизнь человека в условиях дефицита. Приходится выбирать между риском получить инфицированный орган или погибнуть без трансплантации».
Другой тренд — поиск толерогенных протоколов, то есть свода правил, которые помогли бы специалисту эффективно выключить иммунитет реципиента. Это делается для того, чтобы тело не отторгло орган.
«Поиск ведется очень активно, и рано или поздно кто-то получит Нобелевскую премию за найденный инструмент выключения иммунитета реципиента», — надеется Яремин.
Еще один тренд — создание ферм по выращиванию донорских животных, в первую очередь свиней. Именно эти животные больше остальных подходят человеку для пересадки генно-модифицированных органов.
Ученые из американской биотехнологической компании eGenesis и японского стартапа PorMedTec начали выводить генно-модифицированных свиней для пересадки. Используя один из методов клонирования, они внедрили в яйцеклетку свиньи отредактированные клетки. Чтобы снизить возможность отторжения человеческим организмом ксенооргана, у этих клеток было отредактировано около 10 генов.
Оплодотворенные яйцеклетки ввели суррогатной самке. В результате на свет появилось трое поросят. Этих свиней планируется использовать в исследованиях по пересадке органов в Японии. Ученые надеются, что межвидовая трансплантация поможет решить проблему нехватки донорских органов в стране. В 2024 году в Японии зарегистрированы примерно 16 тыс. человек, ожидающих донорских органов. Однако лишь 3% из них получат трансплантаты, подчеркивают биологи из eGenesis.
На данном этапе исследования планируется пересадка островковых клеток поджелудочной железы свиньи пациентам с диабетом первого типа и временная пересадка свиной почки плоду с тяжелым поражением почек.
Немецкие ученые также хотят запустить масштабный проект по выращиванию свиней на донорские органы. Для этого они возьмут популяцию свиней, обитающую на острове Окленд. Затем животным отредактируют гены с помощью молекулярных ножниц CRISPR-Cas9: это позволит приблизить параметры свиного сердца к человеческому и увеличить шансы на успешную пересадку.
Ксенотрансплантация: от перспектив к реальности
Сегодня органы для пересадки обычно получают от умерших или живых доноров-людей. Ввиду их нехватки список пациентов, стоящих в очереди на трансплантацию, неуклонно растет во всем мире. Например, список ожидания органов в США в два с лишним раза длиннее, чем число проведенных операций (в 2023 году американские хирурги провели 46,6 тыс. пересадок органов, но более 103 тыс. человек все еще находятся в листе ожидания).
В 2023 году в России провели более 3 тыс. операций: 1789 трансплантаций почки, 812 — печени, 381 — сердца, 19 — легких и одну — сердечно-легочного комплекса. Но единых списков людей, ожидающих трансплантации, в стране нет: проще говоря, мы не знаем, сколько всего людей на самом деле нуждаются в органах. Поэтому сказать, насколько эта потребность удовлетворена, пока сложно.
Опираясь на американский опыт, можно сказать, что в среднем к пятому году ожидания органа только 48% пациентов получат трансплантат, а остальные 52% либо умирают, либо остаются в листе ожидания.
Если предположить, что средний срок выживаемости пациента с трансплантированным органом составляет примерно пять лет, то ксенотрансплантация, по мнению аналитиков из медицинской консалтинговой фирмы Health Advances, может помочь 30–50% пациентов, находящихся сейчас в списке ожидания.
Умид Салимов, хирург-трансплантолог, руководитель группы трансплантации печени в Республиканском научном центре экстренной медицинской помощи в Ташкенте:
«Технологии, связанные с ксенотрансплантацией, практически во всех странах еще далеки от совершенства. Кроме того, не существует пока единой юридической регуляции таких операций. Не имея четкого законодательного фундамента, проводить такие операции рутинно и выстраивать какую-либо актуальную статистику по ним невозможно.
Другое дело — статистика по трансплантациям. Именно она диктует потребность в альтернативных источниках органов. Несмотря на стремительное развитие трансплантологии во всем мире, смертность в «листах ожидания» донорских органов по-прежнему сохраняется во всех странах. Не каждый пациент, ожидающий органа, успеет его получить. На двух пациентов в листе ожидания может быть получен один орган, который будет распределен тому, кому он по медицинским показаниям будет нужнее, а не тому, кто ждал дольше».
Ксенотрансплантация может помочь людям, у которых просто не остается времени для ожидания человеческого органа. И реакция организма пациента на донорский орган может быть непредсказуемой, отмечает эксперт.
«Главной проблемой современной ксенотрансплантации является ее неизученность и непредсказуемость. Сверхострое отторжение и тяжелые инфекции у пациентов, получивших орган от представителя другого биологического вида, — это главные ограничивающие факторы в развитии этого направления», — резюмирует Салимов.
Почему органы животных плохо приживаются у человека
Ксенотрансплантация — сложная хирургическая процедура. Перед пересадкой органы подвергаются генной модификации, чтобы приблизить их к параметрам человеческих. В пересаженной Слейману почке ученые изменили 39 генов.
Как отмечает Борис Яремин, чтобы ксеноорган не был отторгнут, врачи проводят пациенту серьезную индукционную иммуносупрессию (терапия, предотвращающая отторжение донорского органа. — «РБК Тренды»). Это более жесткая терапия, чем при обычной пересадке органа от человека человеку. Меняется и донорский орган. Обычно говорят о нокауте (выключении) некоторых генов животного, которые активируют каскад ксеноотторжения (процесс отторжения органа иного вида в теле человека. — «РБК Тренды»).
Среди важнейших осложнений, которые возможны при ксенотрансплантации, эксперты выделяют ксеноз — инфекционное осложнение. Вирусы обоих видов — животного и человека — могут атаковать организм ксенореципиента (пациента, принимающего донорский орган от животного) и быть опасными для него.
К тому же органы животных плохо приспособлены для работы в организме человека.
«Сердце свиньи маленькое для человека, а печень не привыкла работать в таком холоде для нее — температура тела свиньи 38–40 °C. Некоторые вещества и ферменты животных не работают у человека, например фибриноген (белок, присутствующий в крови) свиньи», — объясняет Борис Яремин.
Экономика ксенотрансплантологии
Глобальный рынок ксенотрансплантации, по мнению аналитиков, будет неуклонно расти. По версии индийской консалтинговой компании Data Bridge, он составит $24,51 млрд к 2029 году. С 2022 по 2029 годы эксперты ожидают рост числа трансплантаций органов и увеличение инвестиций в разработку передовых биотех-продуктов.
Основными игроками рынка ксенотрансплантации, как считают эксперты из Strategy & Germany (подразделение по стратегическому консалтингу компании PwC), будут исследовательские группы из США и Европы.
Их программы поддерживаются государственными медицинскими регуляторами, такими как Национальный институт здоровья США (NIH) и Швейцарский национальный научный фонд (SNSF). Крупными игроками рынка будут и биотехнологические компании, такие как американские eGenesis и United Therapeutics. Обе проводят опыты по созданию органов, пригодных для трансплантации пациентам с тяжелыми и неизлечимыми заболеваниями.
Однако, несмотря на потенциальные преимущества, использование ксенотрансплантации вызывает у экспертов опасения. Например, американский медицинский регулятор FDA обращает внимание на риски возможного заражения реципиентов инфекциями. Он также озабочен тем, что определенные вирусы от доноров-животных могут мутировать в теле человека, создавая опасные межвидовые формы.
Трансплантолог Борис Яремин также считает, что, хотя идея ксенотрансплантации очень заманчива, этот тип операций пока не даст удовлетворительных результатов. «Ксенотрансплантация — это крайне дорогое и сложное действо. Оно стоит миллионы долларов и пока не оправдало себя в плане затрат», — подчеркивает специалист.