Что общего между английскими пилотами, коровьей страной и мертвецами? Без них трансплантация кожи была бы невозможна!
Это первый раз, когда я извлек выгоду из чужой смерти холодным октябрьским вечером когда я учился на втором курсе медицинского колледжа, за целый год до моего первого знакомства с трансплантацией почки. То, что произошло той ночью, было, пожалуй, самым странным из всех ужасных поступков, которые мне пришлось совершить в своей профессиональной жизни. Я только что присоединился к Банку кожи пожарных Нью-Йорка, учреждению, основанному в 1978 году ожоговым центром Нью-йоркской больницы для восстановления и хранения кожи только что умерших доноров. Для работы в банке было отобрано несколько человек из каждой студенческой группы; нам предстояло присоединиться к «элитной» команде, которая посреди ночи отправится в город, чтобы, ну проще говоря, снять шкуру с мертвеца. Конечно, цель была очень важна:удаленная кожа позже использовалась жертвами ожогов в качестве временного трансплантата, прикрывая раны до тех пор, пока они не зажили достаточно, чтобы можно было принять кожный трансплантат из обожженного тела. (…)
(...) При наборе в группу «сборщиков кожи» я понятия не имел, кто разработал процедуру, как кожные трансплантаты пойдут на всю область трансплантации органов и насколько важным однажды станет для меня этот опыт <сильный>. На втором курсе медицины я еще не ходил на клинические занятия с пациентами, никогда не ухаживал за больным человеком и мечтал стать детским онкологом. Но я подумал, что было бы интересно поучаствовать в этом проекте, и у меня возникло желание освоить новые навыки и провести некоторое время в операционной. (…)
Питер Медавар стал отцом трансплантологии
В те времена кожа казалась такой незначительной по сравнению с сердцем, почками и печенью. Но по мере того, как я получал профессиональную полировку, я постепенно начал понимать, что каждый орган, будь то печень, почка или сердце, или, если считать, кости, глаза, сердечные клапаны и – да, кожа – это поистине чудесный, чудесный подарок. Не говоря уже о том, что кожа — это та ткань, которая позволила взломать код и открыть дверь для трансплантации других органов. Действительно, если бы не кожа и Питер Медавар, не было бы трансплантации .
Северный Оксфорд, битва за Британию, 1940 г.
Питер Медавар сидел с женой и дочерью в саду своего дома в Оксфорде, наслаждаясь воскресным днем, когда внезапно все трое увидели приближающийся в небе двухмоторный самолет. Решив, что это немецкий бомбардировщик, доктор Медавар и его жена схватили свою дочь и поспешно спрятались в убежище, объекте, который стал обычным явлением в английских семьях с начала Второй мировой войны. Менее чем в двухстах ярдах они услышали громкий взрыв. Оказалось, что в беде оказался не немецкий бомбардировщик, а английский самолет.
Авиатор выжил в катастрофе и был доставлен в ближайшую больницу — Radcliffe Infirmary с ожогами всего тела третьей степени. Зная, что попытки лечения почти наверняка будут обречены на неудачу, его врачи обратились за помощью к доктору Медавару. Был ли Медавар известным хирургом-травматологом? Специалист-реаниматолог с многолетним опытом спасения больных в самом тяжелом состоянии? Нет, это был двадцатипятилетний зоолог, который занимался в первую очередь клеточными культурами, а, строго говоря, изучал математические основы роста… сердец куриных эмбрионов. Знал ли Медавар о работах Алексиса Каррела во второй половине века? Знал ли он, что Каррел успешно пересадил органы, которые, однако, через несколько дней перестали функционировать из-за какой-то загадочной «реакции»? Если так, то, конечно, не на этих вопросах была сосредоточена его интеллектуальная энергия. И уж точно не знал об усилиях, предпринятых Виллемом Колффом всего в пятистах шестидесяти километрах.
Питер Медавар родился в 1915 году в Рио-де-Жанейро, Бразилия, в семье англичанки и ливанца, работавшего на заводе по производству стоматологического оборудования. В детстве он переехал в Англию в конце Первой мировой войны и пошел там в школу, а его родители вернулись в Бразилию. Он пережил трудные годы во многих школах-интернатах в разных частях Англии и в 1932 году поступил в Колледж Магдалины Оксфордского университета.
Статья представляет собой отрывок из книги «Запчасти», премьера которой скоро состоится
Справедливости ради надо сказать, что когда врачи, лечившие молодого английского пилота, приехали в Медавару за помощью, он не был новичком в ожогах. После начала Второй мировой войны военная комиссия возложила на него обязанность проводить исследования, которые могли бы поддержать вооруженные силы. Поэтому он начал использовать свои культуры тканей, чтобы увидеть, какие антибиотики будут эффективными и нетоксичными при лечении ожоговых ран с известным высоким риском заражения. Он опубликовал отчеты об эффективности сульфадиазина и пенициллина, что было для того времени важным открытием, но все же ничто по сравнению с тем, что произошло дальше. Кошмар жизни в Англии в 1940 году плюс хорошие учителя вместе заставили его погрузиться в исследования ожогов. И это просто изменило все.
Многие годы я не мог понять, почему сэра Питера Медавара считали отцом трансплантологии. Самым известным открытием Медавара стал феномен так называемой приобретенной иммунной толерантности. Он заявил, что если эмбриону мыши одной линии инъецировать (непосредственно в матку беременной самки) иммунологически несовместимую донорскую клетку (т.е. другую мышь из генетически другой линии), то кожный трансплантат от донора другой линии у взрослой мыши-реципиента. Его принимают, не вызывая отторжения, без необходимости применения каких-либо препаратов, подавляющих активность иммунной системы. Другими словами, мышь стала «толерантной» к донору. Медавар представил свои предварительные результаты на конференции в 1944 году и опубликовал более полный отчет в 1953 году. Иммунологическая толерантность, называемая некоторыми «Святым Граалем» трансплантологии, не является состоянием, которого мы достигаем или к которому стремимся в современной практике. за исключением некоторых экспериментальных исследований. У наших пациентов мы используем хроническую иммуносупрессию, чтобы предотвратить отторжение новых органов.
До Медавара все попытки пересадки человеческих органов - а их было немало - заканчивались полным провалом . Сшитые органы быстро умерли (как и их реципиенты), и никто не знал почему. На рубеже веков Каррел предположил, что существует некая «биологическая сила», которая не позволяет организму принять трансплантат. В то время концепция иммунного ответа была совершенно чуждой. Большинство здравомыслящих людей отказались от идеи трансплантации, посчитав это причудливым экспериментом, который сумасшедшие учёные проводят в своих лабораториях.
Алексис Каррел, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1912 года.
Если Алексис Каррел олицетворял настойчивость и гениальность рук, технически необходимые для пересадки органов от одного животного к другому, то Питер Медавар сделал следующий шаг - показав, что можно преодолеть эту «биологическую силу» и сохранить функцию пересаженного органа в течение длительного времени. время. Медавар придал этому вопросу достоверность, предоставив ученым материал в виде обоснованной гипотезы для проверки, а его видение вдохновило гораздо больше людей воплотить идею трансплантации в жизнь.
Он начал с попытки решить проблему сгоревшего пилота. Сначала он занялся вопросом, как увеличить оставшийся небольшой участок здоровой кожи так, чтобы создать достаточный охват оставшихся шестидесяти процентов его тела. Свой первый подход он сделал со стороны культуры тканей — попытался размножить клетки кожи, оставшиеся после пластических операций. Без успеха. Затем он взял аутологичную кожу (то есть собственную кожу пилота) и разрезал ее на очень тонкие слои, чтобы покрыть как можно большую поверхность тем, что еще было доступно для использования. Это также не удалось, и пилот в конце концов погиб.
Разочарованный, Медавар почувствовал, что ему следует обратиться к гомотрансплантатам – или, как мы теперь называем их аллотрансплантатам (оба термина относятся к донорам того же вида, что и реципиент), – а не к аутологичным трансплантатам. Он выиграл грант британского правительства на исследования в этой области и устроился на работу в ожоговое отделение Королевской больницы Глазго. Его первым предприятием, совместно с хирургом Томом Гибсоном, был эксперимент на пациентке с эпилепсией, получившей серьезные ожоги, когда она упала в газовый камин. С помощью Гибсона Медавар наложил на раны женщины множество от четырех до шести миллиметров в диаметре, а рядом с ними, в качестве контроля, аутотрансплантаты, взятые из ее собственной здоровой кожи. Аллотрансплантаты они получили от добровольцев (вероятно, студентов-медиков). Через регулярные промежутки времени они удаляли трансплантаты из ран и исследовали их под микроскопом. Медавар отметил, что аллотрансплантаты были пропитаны лимфоцитами (типом лейкоцитов, частью иммунной системы), в то время как аутотрансплантаты приживались, врастали в кровеносные сосуды (из сосудистой сети реципиента) и имели минимальную воспалительную реакцию. Затем Медавар и Гибсон поместили на раны второй набор аллотрансплантатов от тех же доноров и наблюдали, проживут ли они дольше, чем первый. Оказалось, что второй комплект был уничтожен почти сразу же с гораздо более сильной воспалительной реакцией. Медавар опубликовал эти результаты в статье, озаглавленной «Судьба гомотрансплантатов кожи у человека».
Питер Медавар оказал такое большое влияние на науку, потому что был настойчив, умел признавать ошибки , он проводил эксперименты месяцами или даже годами, чтобы получить комплексное представление о проблеме, имел возможность предпринять соответствующие действия в большинстве ситуаций, представлял полученные результаты на международных конференциях и самое главное – публиковал .
По возвращении в Оксфорд Медавар полностью сосредоточился на проверке гипотезы о том, что отторжение аллотрансплантата является иммунологическим феноменом. Он знал, что не сможет детально изучить этот предмет на людях, поэтому научился пересаживать кожу кроликов, мышей, морских свинок и крупного рогатого скота. В этом исследовании его сопровождал его первый аспирант Руперт Эверетт Биллингем, сыгравший чрезвычайно важную роль. А потом все изменила одна встреча.
Статья представляет собой отрывок из книги «Запчасти», премьера которой скоро состоится
На Международном конгрессе генетиков в Стокгольме Медавар подружился с дружелюбным новозеландцем доктором Хью Дональдом. Заговорили о различении однояйцевых и разнояйцевых близнецов у рогатого скота. Дональд пытался выявить признаки, обусловленные генетическими различиями, а не влиянием окружающей среды, но не смог придумать простой способ отличить монозиготных телят от разнояйцевых при рождении. Медавар сказал, что это должно быть легко.«Дорогая моя, — говорил он с тем экспансивным красноречием, которое мужчина охотно демонстрирует на международных конгрессах, — решение чрезвычайно простое:вам придется сделать перекрестную пересадку кожи между обоими телятами и посмотреть, сколько времени это займет. Если трансплантаты подействуют на пользу, вы можете быть уверены, что это однояйцевые близнецы, а если они отторгнутся через неделю или две, вы с такой же уверенностью можете классифицировать их как братских близнецов.
Оказывается, Дональд воспитывал. его скот находился всего в шестидесяти пяти километрах от Бирмингема, где в то время работал Медавар, поэтому он пригласил его провести эту пересадку. Ни Медавар, ни Биллингем не были приглашены на ферму, но как только об этом было сказано, они. приняла приглашение И вот все пересадки сработали
Медавар не подвергал сомнению факты в защиту своей гипотезы. Пытаясь понять, где он ошибся, он погрузился в литературу и наконец нашел ответ в Мэдисоне, штат Висконсин – конечно же, в Коуленде.
Лаборатория иммуногенетики, Университет Висконсина, 1944 г.
Рэй Оуэн работал доцентом в LJ Cole, когда пришло письмо из Мэриленда. Он описал пару телят-близнецов, у которых, очевидно, были разные отцы. Эта история очаровала Оуэна; он попросил прислать ему образцы крови. Он обнаружил, что телята, хотя и не были однояйцевыми близнецами (например, они были разного пола) и происходили от разных отцов, имели одинаковую группу крови. Позже он установил, что кровь обоих телят содержала материнские и отцовские групповые антигены. Итак, у каждого из них было две группы крови; такого еще никто не описывал! Как это было возможно?
Уже было известно, что в отличие от человеческих плодов у телят-близнецов в полости матки имеются связи между сетями кровеносных сосудов, благодаря которым они могли частично обмениваться кровью еще в эмбриональном состоянии. Было также известно, что именно из-за этих связей женщины от двойни, в которой второй близнец — мужчина, бесплодны. (Мужские близнецовые гормоны тормозят развитие женских половых признаков у самки; впервые это явление описано в 1916 году). Но даже при смешении крови во внутриутробном периоде можно было бы ожидать, что эритроциты другого особи умрут после рождения, и у каждого теленка будет одна группа крови. Возможность того, что вместо этого они останутся в крови животного на протяжении всей его жизни, была сенсационной. Это будет означать, что заменяются гемопоэтические клетки, а не эритроциты как таковые. Эти телята-близнецы были химерами — то есть клетки, полученные из генов двух разных отцов, оставались в их телах на протяжении всей жизни.
Оуэн опубликовал свои наблюдения за химеризмом эритроцитов в журнале Science в 1945 году. В версии, которую он представил в редакцию, он также обсуждал концепцию иммунологической толерантности и потенциальное использование этого явления в будущем с целью трансплантации органов. К сожалению, рецензенты из Science решили, что это уже не наука, а научная фантастика и отклонили эту часть статьи.
Снова Англия, 1949 год
Прочитав статью Оуэна, Медавар и Биллингем внезапно поняли, что произошло. Телята не отторгали кожные трансплантаты от разнояйцевых близнецов, поскольку те вступали в контакт с их клетками во время внутриутробной жизни и, таким образом, становились химерами, возможно, не только с точки зрения свойств эритроцитов, но и клеток иммунной системы. Ученые быстро опубликовали свои выводы и перешли к следующему этапу эксперимента:поиску комбинации линий мышей с признаком толерантности, приобретенным внутриутробно. Им удалось вызвать толерантность к кожным трансплантатам от неродственных мышей, вводя донорские клетки в организм-реципиент внутриутробно. Иными словами, они разработали один из способов преодоления пока непреодолимого барьера в виде реакции отторжения трансплантата и назвали это явление «приобретенной иммунной толерантностью». Это открытие они опубликовали вместе с аспиранткой Лесли Брент в журнале Nature в 1953 году. Как писал Медавар:
<блок-цитата>Истинный смысл открытия иммунологической толерантности состоит в том, чтобы показать, что даже если экспериментальные методы, разработанные нами в нашей лаборатории, неприменимы к человеку, проблема трансплантации тканей от одного человека к другому разрешима. Впервые установлена возможность преодоления естественного барьера на пути трансплантации генетически чужеродных тканей, хотя многие утверждают, что это принципиально неосуществимо (…). Таким образом, конечная важность открытия толерантности оказалась не столько практической, сколько моральной. Оно влило новые силы в сердца многочисленных биологов и хирургов, работающих над реализацией идеи трансплантации, например, одной человеческой почки в другую.
Это был первый случай трансплантации ткани между живыми организмами, и трансплантат был принят.
Конечно, когда я посреди ночи ходил по Нью-Йорку, собирая шкуры мертвецов, я ничего не знал о Медаваре. Но когда мне довелось мыться вместе с поисковой командой перед операцией и наблюдать, как органы умершего уходят в отдельные холодильники - чтобы, временно уснув, улететь куда-то в ночь, где они наполнятся теплой кровью нового хозяина и вернуться к жизни, как будто ничего не произошло. Мне было интересно, как кому-то могла прийти в голову идея, что нечто подобное сработает. Мне бы никогда не пришло в голову, что все началось с того, что британский зоолог пересадил кожу мышам.
Влияние открытия Медавара на небольшую группу хирургов и ученых, пытавшихся что-то сделать в этой области, невозможно переоценить. Первые три части головоломки встали на свои места:доказательство того, что технически возможно извлечь орган у одного животного, пришить его к другому и обработать этим органом, было предоставлено Каррелом и Колффом - механизм, позволяющий держать пациентов с почечная недостаточность жива достаточно долго, чтобы увидеть реалистичную стратегию. трансплантация органов человеку и Медавар, иммунное подтверждение того, что существуют способы преодоления «биологической силы», вызывающей отторжение этих органов. Обладая присущей ему элегантностью, честностью и оптимизмом, Медавар дал тем, кто хотел пойти по его пути, надежду на то, что трансплантация органов может стать клинической практикой, и вдохновил целое поколение исследователей прыгнуть в эту глубокую воду.
Статья представляет собой отрывок из книги «Запчасти», премьера которой скоро состоится
