Иммунитет наоборот

Медицина издавна мечтала научиться возвращать утраченные органы тем, кто потерял глаз, руку или ногу; сохранять жизнь тем, у кого неизлечимо заболело сердце, печень, почки. Пока это мечты… Пути науки не так прямы и легки, как пути фантастики. Сшивать перерезанные поперек кровеносные сосуды обычной хирургической иглой впервые научились еще в начале XX столетия. Конструкторы и врачи создали новые, более совершенные сосудосшивающие приспособления. Эти аппараты отлично соединяют кровеносные сосуды во время операций, но когда ученые попытались с их помощью пришивать органы, пересаженные от одного животного другому, ничего не получилось.

Собственно, дело было не в швах, а в самих приживленных органах. Пересаженные органы функционировали на новом месте недолго. Например, сердце у собак работало в течение недолгого времени. А затем они погибали. Какие же силы в организме сопротивляются приживлению чужих тканей? Чтобы понять это, обратимся к истории биологии.

«Охотники за микробами»… Книга нашего детства. Пастер, Кох, Мечников… Вы помните, в чем величие их открытия? Не только в том, что они обнаружили микробов — возбудителей болезней. Их огромная заслуга и в том, что они открыли и использовали изумительное свойство организма: способность при попадании в него посторонних белков (а микробы и есть посторонние белки) вырабатывать вещества, уничтожающие непрошенного врага – Иммунитет. Защитные силы организма.

Благодаря естественному иммунитету в прошлом затухали тяжелые эпидемии, благодаря искусственному иммунитету, прививкам, люди избавились от многих эпидемий в настоящем.

Но спасительный иммунитет оказался неожиданным препятствием при пересадке тканей, потому что ткани разных людей не тождественны друг другу. Организм при пересадке ткани от другого организма встречает ее также… как врагов — микробов и бактерий: он вырабатывает специальные вещества, чтобы ее уничтожить. И тем самым вредит себе. Это называется несовместимостью тканей.

Ну, а как же с теми тканями, которые все-таки приживаются: с роговицей, хрящом, костью? Что, к ним разве не приложим закон несовместимости? Научными исследованиями было установлено, что при пересадке тканей, как правило, происходит не действительное, а мнимое приживление. Прижившаяся сначала ткань затем постепенно рассасывается и замещается разрастающимися собственными тканями хозяина. Благотворное влияние пересаженной ткани заключается в том, что она способствует росту местных тканей, и они восстанавливаются как бы по уже готовому каркасу.

«Истинного же приживления чужих тканей, как правило, пока получить не удается, — авторитетно заявил 49-й Международный конгресс хирургов, — несовместимость тканей непреодолима!»

НЕПОНЯТНАЯ УДАЧА

Непреодолима? А как же быть тогда с опытами англичанина Швиндта и русского ученого А. Г. Лапчинского, проведенные еще в 1940 году? Он пересаживал не роговицу, не кость, а целую лапку с мышцами, костями, сосудами от одного новорожденного крысенка другому. И чужая лапка приросла, заменив собственную, ампутированную.

Правда, сперва Лапчинский временно соединил двух крысят между собою так, что пересаживаемая лапка сначала сохраняла питание от крысенка-донора. Ее не отделяли полностью до тех пор, пока она не приживалась на новом месте. Только после этапа совместного кровообращения отделяли окончательно прижившуюся лапку. Пересаживаемая лапка, таким образом, ни на один миг не оставалась обескровленной. Может быть это и определило успех пересадки? Или причина была в том, что операция производилась на крысятах одного помета?

А. Г. Лапчинскому вместе с А. А. Малиновским удался и другой, не менее интересный опыт: они пересаживали студенистые комочки — зачатки зубов новорожденного щенка в бедренную кость или в челюсть взрослой собаки. В дальнейшем там вырастали нормальные зубы.

Война помешала Лапчинскому найти разгадку собственной удачи и продолжить эти многообещающие эксперименты. Как хирург он был мобилизован и работал в госпитале. На фронте оказался и другой молодой ученый В. П. Демихов. Будучи патологоанатомом, Демихов много раз сталкивался со случаями, когда немедленная пересадка сердца или легкого могла бы спасти жизнь раненого.

«Пересадка органов возможна, — думал Демихов, — но, для их приживления необходима высокая хирургическая техника!»

Кончилась война, и Демихов начал свои дерзкие пересадки. В маленькой лаборатории, один на один с вечными «страдальцами за науку» — собаками, он пересаживал то сердце, то почки; перерезал и сшивал сосуды; одной собаке приращивал голову другой. Каждый эксперимент был заранее выверен, рассчитан, продуман. Он производил операцию с искусством и тщательностью ювелира… И все же животные погибали. Но Демихов продолжал оперировать. Он был уверен, что рано или поздно обязательно добьется успеха.

«Несовместимость тканей не так глубока, как кажется многим», — не раз повторял Владимир Петрович.

Лапчинский придерживался несколько другой точки зрения. Несмотря на то, что под его искусными руками приживались у крысят чужие лапки, он считал, что несовместимость тканей — основное препятствие при пересадках. Он знал об опытах Мазаева и Чепова по приживлению собакам их же собственных ранее ампутированных лап. Он сам неоднократно повторял эти эксперименты. Кроме этого, Лапчинский пытался пересаживать лапы от одной собаки к другой. «Если дело в технике операции, — думал Лапчинский, — погибать должны и те и другие лапы. Ведь техника операции в обоих случаях была одинакова. Если дело в несовместимости, то приживется лишь своя лапа, чужая не приживется».

Три недели волнений, бессонных ночей. И вот эксперимент подтверждает теоретическое предположение. Чужая лапа неподвижна, холодна… она гибнет. Собака со своей лапой — здорова, весела. Она лишь немного прихрамывает, а затем и это почти проходит.

Опыт повторяется многократно, но стойко приживаются у собак только собственные лапы. Под руками Лапчинского они приживаются даже тогда, когда сохраняются отделенными от организма собаки (в специальной сконструированной Лапчинским и Тярасовым установке с искусственным кровообращением) до 28 часов. Анастас Георгиевич делает отсюда два очень важных вывода. Первый: если человек в результате несчастного случая потеряет руку или ногу и если помощь окажется своевременной, ее можно приживить. И второй, очень важный вывод: несовместимость тканей — это реальный факт, и нужно искать способы преодолеть ее.

Но почему же тогда крысы с чужими, пересаженными Анастасом Георгиевичем лапами доживали до глубокой старости? Очень близко подошел Лапчинский к объяснению этого феномена, но не разгадал его.

РАЗГАДКА ПРИШЛА ПОЗЖЕ

То, что у многих низших животных при пересадках органов менее выражена несовместимость тканей, было известно еще в XVIII и XIX веках. Это показали эксперименты Трамблея, Коршельта, Гаррисона и более поздние Синицина со сращиванием попарно гидр или дождевых червей, пересадкой хвостов и лап тритонов и лягушек, сердца одной лягушки к другой и т. п.

Во время своего внутриутробного развития зародыш, как известно, повторяет все стадии развития вида животных. А так как высшие животные произошли от низших, то может быть в эмбриональном состоянии они обладают и таким признаком, как отсутствие тканевой несовместимости? Может быть, на какой-то стадии развития барьера несовместимости еще не существует?

Это предположение возникло одновременно у ряда биологов. И вот, в 1952 году чешский ученый Милан Гашек взял обычные куриные яйца, проделал в их скорлупе отверстия и соединил зародышей между собой таким образом, что во время инкубации у цыплят образовалось общее кровообращение. Собственно говоря, тут был применен тот же прием создания общего кровообращения, который использован в опытах на крысах Швиндтом и Лапчинским. После вылупления цыплят из яйца он стал пересаживать кожу от одного цыпленка другому, и она отлично приживалась.

Благодаря биологическому сближению двух организмов в эмбриональном периоде, их взаимный иммунитет был преодолен. Оказалось, что, став взрослым, организм не вырабатывает иммунитет к тем белкам, которые попадали в него еще тогда, когда он находился в эмбриональном состоянии. Получилось что-то вроде «иммунитета наоборот». Гашек делал прививки, которые не усиливали, а как бы снимали иммунологическую защиту организма против вводимых белков.

Англичанин П. Медавар, получивший за свои работы Нобелевскую премию, почти одновременно с Гашеком проделал похожие опыты на мышах. Незадолго до рождения мышат он через брюшную стенку матери вводил эмбрионам жидкую смесь клеток, взятых от будущего донора. А после того как мышонок появлялся на свет и подрастал, ему пересаживали кожу от того же донора, от которого раньше брали ткань. Кожа служит самым надежным способом проверки несовместимости. И Медавар и Гашек добились истинного приживления кожи.

В дальнейшем молодой ученый чех Александр Пуза установил, что такой же результат можно получить не только в эмбриональном периоде, но и после появления новорожденного на свет. Оказалось, что впервые дни после рождения защитные механизмы животного очень слабы, и барьера несовместимости еще нет. Вот когда открылась причина удачи опытов Лапчинского! В его давних пересадках, возможно, сказалась не столько высокая операционная техника или непрерывное кровоснабжение пересаживаемого органа, а, по-видимому, то, что для эксперимента были взяты новорожденные крысята.

НЕСОВМЕСТИМОСТЬ ПРЕОДОЛИМА, НО…

Работы Гашека, исследования Медавара, опыты Лапчинского показали, что искусственными приемами, примененными в последние дни эмбрионального развития или первые дни появления животного на свет, можно сделать организм не враждебным к тканям другого.

Организм, которому в эмбриональном периоде пересадили ткань от другого животного, на всю жизнь становится восприимчивым к тканям этого донора. Значит, во взрослом состоянии от этого же донора ему можно будет пересаживать целые органы: сердце, почки. Александр Пуза вот уже два года ведет наблюдения за собакой, которая живет с пересаженной почкой.

Новорожденному щенку Пуза полностью заменил собственную кровь на взятую от взрослой собаки. А некоторое время спустя пересадил от нее же почку. Операция прошла благополучно, чужая почка полностью заменила ей собственную. Возможность иммунологического сближения организмов — открытие большой важности. Когда-то люди научились искусственно вызывать иммунитет. Теперь, благодаря новым исследованиям Гашека, Медавара и других ученых они учатся подавлять его.

Но кому из миллионов новорожденных понадобится в течение дальнейшей жизни операция по пересадке органов? И с каким донором произвести его иммунологическое сближение? Жизненны ли подобные эксперименты или они имеют чисто теоретический интерес?

Работы Медавара и Гашека безусловно открывают новые перспективы в хирургии. Со временем может оказаться, что групп тканей (аналогичных группам крови) у человека не так уж много. Если так, то новорожденному можно произвести «прививку», сближающую его сразу с несколькими донорами, а не с одним. Кроме того, методы консервации, хранения тканей, необходимых для пересадки, постоянно совершенствуются. Во многих городах мира открыты даже специальные «склады» тканей. Они предназначены для хранения запасной крови, роговицы, костей и т. д.

А может быть, есть и другие пути преодоления барьера несовместимости? Какие-то практические перспективы открыло одно трагическое событие. В 1958 году в Югославии в результате несчастного случая — взрыва атомного реактора — несколько ученых получили смертельную дозу облучения. Их привезли в Париж. Со времен Хиросимы врачи знали, что первым при облучении страдает костный мозг — та естественная лаборатория, в которой вырабатываются клетки крови. Она же имеет самое непосредственное отношение к выработке антител, то есть к иммунитету. Если это так, то реакция несовместимости должна отсутствовать у пострадавших от облучения: ведь им нечем защищаться от чужой ткани, так как костный мозг их разрушен.

Значит, если пересадить облученным чужой костный мозг, то он приживется? И ученым была сделана пересадка. С трепетом ждали хирурги третьей недели после операции. Они знали то, чего не знали пациенты: именно в это время должна проявиться реакция несовместимости, если она вообще проявится. Но опасный период миновал благополучно, и пострадавших ученых спасли!

Авторы: Н. Шиллер, Ю. Шишина.