Способы преодоления тканевой несовместимости

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018

ПРОБЛЕМА ТРАНСПЛАНТАЦИИ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ. ТРАНСПЛАНТАЦИЯ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ ОРГАНОВ. ТКАНЕВАЯ НЕСОВМЕСТИМОСТЬ И ПУТИ ЕЁ ПРЕОДОЛЕНИЯ. ИСКУССТВЕННЫЕ ОРГАНЫ.

Обсуждение: Трансплантология — это раздел медицины, изучающий проблемы трансплантации органов, а также перспективы создания искусственных органов. Однако, параллельно с быстрым прогрессом, возникает все больше правовых и этических проблем в этой сфере, для решения, которых необходим совместный труд специалистов в области медицины, психологии, права и этики.

Для лучшего понимания данной темы, необходимо разбираться или хотя бы быть ознакомленным с некоторыми понятиями трансплантологии. Поэтому я раскрою несколько ключевых понятий, относящихся к этой сфере.

Трансплантация – это замещение отсутствующих или необратимо поврежденных патологическим процессом тканей или органов собственными тканями (органами), либо тканями (органами), взятыми от другого организма. В сфере трансплантологии организм, у которого берут органы или ткани для пересадки, называют донором, а организм, которому пересаживают ткани или органы, — реципиентом. Для обозначения повторной пересадки тех или иных органов и тканей служит термин «ретрансплантация». Трансплантатом называют какой-либо орган, ткань или часть тела, используемые для пересадки.

Трансплантация тканей и органов бывает нескольких видов:

Аутотрансплантация, или аутологичная трансплантация – реципиент трансплантата является его донором для самого себя. Например, широко распространена аутотрансплантация кожи с неповрежденных участков тела на обожженные зоны при тяжелых ожогах.

Аллотрансплантация – это пересадка трансплантата от другой особи, но того же биологического вида. В медицине трансплантация производится человеку от человека.

Гетеротрансплантация – пересадка тканей или органа от особи одного вида (донор) особи другого биологического вида (реципиент). При гетеротрансплантации донором для человека может стать животное со схожими по строению и функциям тканями и органами.

Ксенотрансплантация, или межвидовая трансплантация – это пересадка органов, тканей или клеточных органоидов от организма одного биологического вида в организм или его часть другого биологического вида. Также ксенотрансплантацией называется любая процедура трансплантации, имплантации или инфузии в организм человека: живых клеток, тканей или органов от живого источника нечеловеческого происхождения (животного).

Трансплантация также может быть ортотопической и гетеротопической. Ортотопическая трансплантация – пересадка, при которой орган или ткань помещают на место такого же отсутствующего или удаленного органа, или ткани. Гетеротопическая трансплантация – пересадка, при которой орган или ткань помещают на несвойственное им место.

На данный момент существуют определенные факторы, препятствующие активной пересадке трансплантатов. В нашей стране, как впрочем, и во многих других странах пересадка органов и тканей является важной частью сохранения и поддержанья здоровья людей. Однако важнейшей, на мой взгляд, проблемой является высокая стоимость проведения подобного рода операций. Так как большинству людей среднего достатка очень сложно было бы накопить сумму таких размеров, не прибегая к чьей-либо помощи. Поэтому очень много людей лишается шанса на здоровую и полноценную жизнь.

В современной трансплантологии проблемой номер два является недостаточное количество донорских органов. Даже когда орган находится, необходимо чтобы полностью совпали иммуногенетические параметры донора и реципиента. Но это еще не гарантия, что пересаженные ткань или орган приживутся. Из этого вытекает еще одна проблема — риск отторжения трансплантатов.

Кроме того существуют и этические проблемы трансплантации. Такие, как: серьезный риск для живого донора во время пересадки органов или тканей реципиенту; для пересадки необходимо осознанное и добровольное согласие; трансплантация должна обеспечиваться соблюдением принципа конфиденциальности. К тому же донором может быть только кровный родственник реципиента. Всем хорошо известно, что в России любая купля-продажа органов или тканей человека влечет за собой уголовную ответственность в соответствии с частью 2 пункта ж ст. 127.1 УК РФ. Поэтому медицинские работники не имеют права участвовать в операции по трансплантации, если они подозревают, что органы были предметом торговой сделки.

Пересадка жизненно важных органов.

Основным направлением трансплантологии является пересадка жизненно важных органов – то есть тех органов, без которых существование человека было бы невозможным. К этим органам относятся: сердце, почки и легкие. Почему же в перечень жизненно важных органов не входит, например, поджелудочная железа? Потому что поджелудочную железу может заменить заместительная терапия. Но что же это такое и эффективна ли она? Заместительная терапия – это метод лечения, являющийся наименее вредным для организма, нежели какое-либо лекарственное средство или вещество, которое ранее получал больной. Заместительная терапия применяется в тех случаях, когда пациент привыкает к принимаемому лекарству или если на нее возлагаются большие надежды. Заместительная терапия заключается во введении в организм вещества, естественная выработка которого понижена или прекращена. Поэтому терапия данного рода является очень полезной, а в некоторых случаях и необходимой при заболевании или отказе не жизненно важных органов.

Тканевая несовместимость — это комплекс иммунных реакций организма к трансплантируемым чужеродным клеткам, тканям или органам. Тканевая несовместимость возникла в процессе эволюции как развитие защитной реакции организма от бактерий и других чужеродных биологических агентов. В основе тканевой несовместимости лежат защитные реакции иммунитета. Тканевая несовместимость наблюдается при различных видах пересадки органов и тканей. В случае гетеро- или ксенотрансплантации основной причиной несовместимости являются видовые различия организмов донора и реципиента. При гомо- или аллотрансплантации несовместимость обусловлена индивидуальными особенностями человека.

Реакция, направленная на отторжение трансплантата, вызывает его гибель через несколько недель или даже дней. Поэтому при экспериментальных и клинических пересадках донорской ткани необходимо принимать соответствующие меры для того, чтобы уменьшить реакцию несовместимости.

В последние годы были найдены и успешно применены вещества или физические факторы, способные подавлять нежелательную реакцию иммунитета на трансплантат. Их назвали иммунодепрессантами. К ним относятся гормональные, некоторые химиотерапевтические препараты, а также рентгеновское облучение. Также к ним относится хирургическое удаление у реципиента лимфоидных органов, в первую очередь ответственных за иммунологические реакции: вилочковой железы, селезенки, регионарных лимфатических узлов.

Еще одним путем преодоления несовместимости является тщательный подбор донора. Очевидно, что наименьшими иммунологическими различиями будут обладать те пары донор — реципиент, у которых не только исключена видовая специфичность, но и индивидуальная сведена к минимуму. Такими парами будут являться все виды родственных пар: брат-сестра, родитель-ребенок.

Искусственные органы – это созданные человеком органы-имплантанты, которые могут заменить настоящие органы тела. Эти органы предназначены для временной или постоянной замены функции того или иного внутреннего органа человека. Возможность создания искусственных органов вязана как с прогрессом биологии и медицины, так и с успехами физики, химии, математики, а также технических наук. Их создание обусловлено тем, что транс плантация не может полностью решить проблему замены нефункционирующих жизненно важных органов человека, т. к. количество пригодных для пересадки донорских органов намного меньше числа больных, нуждающихся в этой операции. На сегодняшний день искусственно могут создаваться: почки, легкие, сердце, кожа, кости, суставы и сетчатка. Создание искусственных органов в процессе развития медицины стало неотъемлемой частью трансплантологии.

Вывод: В современном мире, трансплантология играет очень важную роль в сохранении и поддержании здоровья людей. К тому же эта отрасль медицины постоянно развивается и совершенствуется, что необходимо для общего развития медицины.

Источники:

Закон РФ от 22.12.1992 N 4180-1 (ред. от 23.05.2016) «О трансплантации органов и (или) тканей человека».

Большая Медицинская Энциклопедия [Электронный ресурс]:http://бмэ.орг/index.php/Заглавная_страница.

Трансплантология [Электронный ресурс]: учебник / под ред. М.Ш. Хубутия. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.

Биомедицинская этика: учебник / И. А. Шамов. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. — 286 с.: ил.

Топографическая анатомия и оперативная хирургия: учебник: в 2 т. / Под ред. И. И. Кагана, И. Д. Кирпатовского. — М.: ГЭОТАР — Медиа, 2013. — Т. 1. — 512 с.: ил.

Медицинское право: учебный комплекс для вузов / Сергеев Ю.Д. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. — 784 с.

Источник

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018

ТРАНСПЛАНТАЦИЯ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ ОРГАНОВ. ТКАНЕВАЯ НЕСОВМЕСТИМОСТЬ И ПУТИ ЕЁ ПРЕОДОЛЕНИЯ

Бурное развитие трансплантации началось лишь с пересадки органов и распространялось все шире вместе с каждым последующим десятилетием. Трансплантации сердца, осуществленные в конце 60-х годов, вызвали прямо-таки эпидемию в стремлении повторить это хирургическое вмешательство. Между тем, большая часть пациентов вскоре умерла от заболеваний, вызванных ослаблением иммунитета организма. И медицина возвратила программы по трансплантации в лаборатории, в особенности иммунологические, а опустевшее место крайнего общественного интереса к замещению жизненно важных органов заняли операции по вживлению внутренних органов.

Виды трансплантации:

Аутогенная — донор и реципиент являются одним и тем же лицом.

Изогенная — донор и реципиент однояйцевые близнецы.

Сингенная — донор и реципиент родственники первой степени.

Аллогенная — донор и реципиент принадлежат к одному виду (от человека к человеку)

Ксеногенная — донор и реципиент принадлежат к разным видам.

В зависимости от локализации пересаженного органа различают:

1. Ортотопическую трансплантацию — пересадка органа на место утраченного.

2. Гетеротопическую трансплантацию — пересадка органа на другое, несвойственное ему место.

С точки зрения иммунологии различают:

1. Аутотрансплантацию — перенос трансплантата в пределах одного организма.

2. Алло(гомо)трансплантацию — это пересадка органов и тканей между организмами одного и того же вида.

3. Ксено(гетеро)трансплантацию — это пересадка органов в пределах разных видов.

Пересадка эпителиальных тканей

К эпителиальным тканям относятся: кожа, железы, полость внутренних органов, ногти, волосы и т.д. Мы подробно рассмотрим, как осуществляется пересадка кожи.

Донорская кожа может оказаться полезной в качестве временного прикрытия для больших участков с обгоревшей или поврежденной кожей, но не может служить долговременной заменой. Поэтому кожу пациента пересаживают со здоровой части тела на повреждённую часть. Если голую зону не прикрыть, то она со временем зарастёт, но это будет сопровождаться формированием безобразной и функционально неудовлетворительной рубцовой ткани. Широкие зоны рубцовой ткани имеют тенденцию растягиваться и сморщиваться; это может вызвать инвалидность, особенно если она находится рядом с суставом. Общими показаниями для пересадки кожи могут служить: обширные ожоги, широкие язвы и операции по переводу рака кожи, когда соображения безопасности требуют удаления поражённого участка кожи, вокруг опухали.

Пересадка кожи делиться на два вида, на частичную и полнослойную, когда площадь поражённого участка небольшая, такая пересадка требует наложения швов.

Покрытие широкой зоны обычно обеспечивается тем, что называют расщеплённым лоскутом, срезанным с подходящей части тела, например, с передней или боковой части бедра, с использованием очень острого ножа с длинным лезвием, называемого дерматомом.

Почка.

Пересадка почки прочно вошла в хирургическую практику, как метод спасения больных с необратимыми поражениями этого органа. Успех во многом связан с тем, что разработана машина – искусственная почка. Больных можно «подключить» к этой машине и они в течение нескольких дней, недель или даже месяцев могут жить при абсолютной остановке функций своих собственных или пересаженных почек. За этот промежуток времени можно подготовиться к операции, вывести пересаженную почку из кризиса, если началось отторжение, вывести больного из тяжёлого состояния, пересадить ему вторую или даже третью почку. Уже сейчас многие мужчины и женщины стали родителями после пересадки им почек. В будущем эта операция станет для большинства хирургических клиник перспективным способом лечения ряда врождённых дефектов этого органа, травм, опухолей, и воспалительных заболеваний – нефритов, если конечно не будет найдено их терапевтического лечения. Трудности, которые необходимо будет преодолеть связаны с двумя проблемами.

Во-первых, проблема консервации почек и их длительного сохранения в банках органов. После её решения отпадёт одна из самых главных организационных трудностей наших дней – получение почки для человека, состояние которого требует немедленной трансплантации этого органа.

Вторая проблема заключается в иннервации (восстановлении, регенерации) пересаженного органа. Дело в том, что во время операции перерезаются все нервы, идущие в почку, а восстановление волокон идёт медленно и не совершенно. Поэтому проблема регенерации нервов, одна из самых важных проблем в трансплантологии, применяемая не только к почке. Почка всё-таки может функционировать без иннервации, а многие органы, например глаза или рука, не в состоянии.

В результате пересадка почки прочно вошла в хирургическую практику, как метод спасения больных с необратимыми поражениями этого органа. Успех во многом связан с изобретением искусственной почки. Но по-прежнему присутствует ряд проблем, таких как проблема консервации почек, а так же проблемы иннервации этого органа. Есть надежда, что в скором времени они найдут своё решение.

Сердце.

Сердце – полый мышечный орган (см. рисунок №3). Его масса у взрослого человека составляет 250-300 грамм. Сокращаясь, сердце работает как насос, проталкивая кровь по сосудам и обеспечивая её непрерывное движение. При остановке сердца наступает смерть, потому что прекращается доставка тканям питательных веществ, а так же освобождение тканей от продуктов распада.

«27 октября 1986 года в Научно-исследовательском институте трансплантологии и искусственных органов была произведена операция пересадки сердца. Тридцатитрехлетнему Н. Шишкину бригада хирургов под руководством профессора В. Шумакова пересадили сердце человека, погибшего в автотранспортном происшествии. С его согласия было решено сделать ему пересадку этого органа.

После операции больной пришел в себя, разговаривал, шутил, ел. Но спустя несколько дней, погиб из-за повреждающего действия на почки иммуносупрессивного препарата циклоспорин А.»[2 с.59] Это была третья операция по трансплантации сердца в России. И, наверное, более чем тысячная в мире. Ничего сенсационного в ней не было.

Затем последовали удачные операции, выполненные также Шумаковым со своими сотрудниками.

В этом же году, в декабре, в больнице «Папуорт» неподалёку от Кембриджа группой британских медиков под руководством известного хирурга-трансплантолога Джона Уолпорка была произведена ещё более сложная операция: Давине Томпсон 32 лет одновременно были трансплантированы сердце, лёгкие и печень. Донором послужила девочка 14 лет, погибшая в автомобильной катастрофе. Операция выполнялась в одной операционной тремя бригадами в составе 15 человек и длилась семь часов. Чтобы избежать возможности заражения инфекцией, больная находилась под стеклянным колпаком.

На третий день больная пришла в сознание, стала разговаривать и отвечать на вопросы. Вскоре её перевели из палаты интенсивной терапии в обычную и разрешили вставать с постели, совершая небольшие прогулки. Операцию оказалась чрезвычайно удачной и Давина до сих пор живёт с заимствованными органами, которые прекрасно функционируют.

Печень.

Печень – это самая крупная пищеварительная железа, расположенная за пределами пищеварительного канала (см. рисунок №4). Она выделяет желчь, которая по специальным протокам поступает в двенадцатиперстную кишку, где происходит переваривание белков, липидов и углеводов, а так же сама эмульгирует жиры.

Одна из наиболее сложных и ответственных операций в трансплантологии – пересадка печени. Показаниями к ней служат не излечимые обычным путём заболевания, такие, как врождённое недоразвитие желчных путей, рак печени и желчных протоков, запущенные формы цирроза печени и другие. Людей с подобными заболеваниями очень много.

В настоящее время применяют три метода: пересадку донорской печени на место собственной печени реципиента (ортотопическая пересадка), пересадку донорской печени к сосудам в брюшную полость на место удалённой почки, селезёнки и оставление собственной печени реципиента (гетеротопическая пересадка) и, наконец, временное подключение донорской печени к кровеносным сосудам нижних или верхних конечностей.

Последний метод пригоден лишь для тех больных, у кого расстройства собственной печени носит обратимый характер, а временная очистка крови с помощью трансплантата может разгрузить больную печень и дать ей возможность восстановить свою деятельность. Для временного подключения, как правило, используется печень животных, особенно часто – свиней, так как за час два работы трансплантата различия в антигенных свойствах подключённого органа и реципиента ещё не успевают в достаточной степени проявится. В настоящее время насчитывается несколько сотен случаев временной подсадки печени животных больным с острой печёночной недостаточностью.

Способы борьбы с отторжением

Существует несколько способов преодоления трудностей, возникающих на пути пересадки органов: 1) лишение трансплантата антигенности путем уменьшения количества (или полной ликвидации) чужеродных антигенов гистосовместимости (HLA), определяющих различия между тканями донора и реципиента; 2) ограничение доступности HLA-антигенов трансплантата для распознающих клеток реципиента; 3) подавление способности организма реципиента распознавать пересаженную ткань как чужеродную; 4) ослабление или блокирование иммунного ответа реципиента на HLA-антигены трансплантата; 5) снижение активности тех факторов иммунного ответа, которые вызывают повреждение тканей трансплантата. Ниже мы рассмотрим те из возможных подходов, которые получили наибольшее распространение.

Типирование тканей. Как и при переливании крови (которое тоже можно рассматривать как пересадку органа), чем более «совместимы» донор и реципиент, тем выше вероятность успеха, поскольку трансплантат будет для реципиента менее «чужим». В оценке такой совместимости сделаны большие успехи, и в настоящее время удается определять различные группы HLA-антигенов. Так, классифицируя, или «типируя», антигенный набор лимфоцитов донора и реципиента, можно получить сведения о совместимости их тканей.

Известно семь разных генов гистосовместимости. Все они расположены близко друг к другу на одном участке ДНК и образуют т.н. главный комплекс гистосовместимости (MHC, от англ. — major histocompatibility complex) одной (6-й) хромосомы. Местоположение, или локус, каждого из этих генов обозначают буквами (соответственно A, B, C и D; локус D несет 4 гена). Хотя у индивида каждый ген может быть представлен только двумя разными аллелями, в популяции таких аллелей (и соответственно HLA-антигенов) множество. Так, в локусе A выявлено 23 аллеля, в локусе B — 47, в локусе C — 8 и т.д. Антигены HLA, кодируемые генами локусов A, В и C, называют антигенами класса I, а кодируемые генами локуса D — антигенами класса II (см. диаграмму). Антигены класса I химически сходны, но существенно отличаются от антигенов класса II. Все HLA-антигены представлены на поверхности разных клеток в разных концентрациях. При типировании тканей основное внимание уделяется идентификации антигенов, кодируемых локусами A, B и DR.

Поскольку гены гистосовместимости расположены близко друг к другу на одной и той же хромосоме, участок МНС каждого человека почти всегда передается по наследству целиком. Хромосомный материал каждого из родителей (половина всего материала, наследуемого потомком) называется гаплотипом. Согласно законам Менделя, 25% потомков должны быть идентичными по обоим гаплотипам, 50% — по одному из них и у 25% — не должен совпадать ни один гаплотип. Сиблинги (братья и сестры), идентичные по обоим гаплотипам, не имеют различий в системе гистосовместимости, поэтому пересадка органов от одного из них другому не должна вызывать никаких осложнений. И наоборот, поскольку вероятность обладания обоими идентичными гаплотипами у лиц, не являющихся родственниками, чрезвычайно мала, при пересадке органов от одного из таких лиц другому почти всегда следует ожидать реакции отторжения.

Кроме HLA антигенов, при типировании определяют и антитела в сыворотке крови реципиента к этим антигенам донора. Такие антитела могут появляться вследствие предыдущей беременности (под влиянием HLA-антигенов мужа), перенесенных переливаний крови или произведенных ранее трансплантаций. Выявление этих антител имеет большое значение, так как некоторые из них могут обусловливать немедленное отторжение трансплантата.

Иммунодепрессия заключается в снижении или подавлении (депрессии) иммунологической реакции реципиента на чужеродные антигены. Этого можно добиться, например, воспрепятствовав действию т.н. интерлейкина-2 — вещества, выделяемого Т-хелперными клетками (клетками-помощниками), когда они активируются в ходе встречи с чужеродными антигенами. Интерлейкин-2 действует как сигнал к размножению (пролиферации) самих Т-хелперных клеток, а они, в свою очередь, стимулируют выработку антител В-клетками иммунной системы.

Среди многих химических соединений, обладающих мощным иммунодепрессивным действием, особенно широкое применение при пересадке органов нашли азатиоприн, циклоспорин и глюкокортикоиды. Азатиоприн, по-видимому, блокирует обмен веществ в клетках, участвующих в реакции отторжения, равно как и во многих других делящихся клетках (в том числе в клетках костного мозга), действуя, по всей вероятности, на клеточное ядро и содержащуюся в нем ДНК. В результате снижается способность Т-хелперных и других лимфоидных клеток к пролиферации. Глюкокортикоиды — стероидные гормоны надпочечников или сходные с ними синтетические вещества — оказывают мощное, но неспецифичекое противовоспалительное действие и тоже угнетают опосредованные клетками (Т-клеточные) иммунные реакции.

Сильным иммунодепрессивным средством является циклоспорин, который довольно избирательно воздействует на Т-хелперные клетки, препятствуя их реакции на интерлейкин-2. В отличие от азатиоприна он не оказывает токсического эффекта на костный мозг, т.е. не нарушает кроветворения, однако повреждает почки.

Подавляют процесс отторжения и биологические факторы, влияющие на Т-клетки; к ним относятся антилимфоцитарный глобулин и анти-Т-клеточные моноклональные антитела.

Ввиду выраженного токсического побочного действия иммунодепрессантов их обычно применяют в том или ином сочетании, что позволяет снизить дозу каждого из препаратов, а тем самым и его нежелательный эффект.

К сожалению, прямое действие многих иммунодепрессивных средств недостаточно специфично: они не только угнетают реакцию отторжения, но и нарушают защитные реакции организма против других чужеродных антигенов, бактериальных и вирусных. Поэтому человек, получающий подобные препараты, оказывается беззащитным перед различными инфекциями.

Другие методы подавления реакции отторжения — это рентгеновское облучение всего тела реципиента, его крови или места пересадки органа; удаление селезенки или тимуса; вымывание лимфоцитов из главного лимфатического протока. Из-за неэффективности или вызываемых осложнений эти методы практически не применяются. Однако избирательное рентгеновское облучение лимфоидных органов доказало свою эффективность на лабораторных животных и в некоторых случаях используется при пересадке органов у человека. Вероятность отторжения аллотрансплантата уменьшает также переливание крови, особенно при использовании цельной крови того же донора, от которого берется орган.

Поскольку однояйцовые близнецы — точное подобие друг друга, они обладают природной (генетической) толерантностью, и при пересадке органов одного из них другому отторжение отсутствует. Поэтому один из подходов к подавлению реакции отторжения заключается в создании у реципиента приобретенной толерантности, т.е. длительного состояния ареактивности по отношению к трансплантируемому органу. Известно, что искусственную толерантность у животных можно создать путем подсадки чужеродной ткани на ранних стадиях их эмбрионального развития. Когда позднее такому животному пересаживают ту же ткань, она уже не воспринимается как чужая и отторжения не возникает. Искусственная толерантность оказывается специфичной по отношению к той ткани донора, которая использовалась для воспроизведения этого состояния. В настоящее время выяснилось также, что приобретенную толерантность можно создать даже у взрослых животных. Не исключено, что такого рода подходы удастся применить и к человеку.

Заключение

Основоположником экспериментальной трансплантации жизненно важных органов, в частности сердца, является Алексис Каррель, удостоенный за них Нобелевской премии в 1912 г. В июне 2008 года была проведена первая пересадка человеческого органа, выращенного из стволовых клеток, профессором Паоло Макиарини в клинике Барселоны. Пациентом была взрослая женщина, чья трахея пострадала от туберкулёза. Трахея была создана по сложной технологии: медики использовали трахею недавно умершего человека, и нейтрализовав в ней химическими препаратами живые клетки, они ввели в волокнистую белковую ткань стволовые клетки, взятые из костного мозга пациентки. Эти клетки развивались четыре дня в специальном биореакторе, после чего трахея была готова для пересадки. Через месяц кровоснабжение пересаженного органа полностью восстановилось.

Источник