Кому была сделана первая в мире успешная пересадка костного мозга от неродственного донора? От чего зависит результат трансплантации? Сколько времени нужно для восстановления после донации? Ответы на эти и другие вопросы даются в книге онколога, гематолога Михаила Фоминых «Пять литров красного. Что необходимо знать о крови, ее болезнях и лечении», которая в начале февраля выходит в «Альпине Паблишер». С разрешения издательства Кровь5 публикует главу из нее, посвященную трансплантации костного мозга.

Терапия последней надежды — трансплантация костного мозга

Если Первая мировая война способствовала пробуждению интереса медиков к группам крови, то Вторая мировая и ее трагические моменты — в первую очередь атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки — дали толчок исследованиям в области пересадки костного мозга. Предпосылкой стало понимание функции костного мозга как органа кроветворения: если телу пациента нужна не просто временная поддержка, а постоянное сопровождение, например при заболеваниях крови, то логично попробовать пересадить орган, напрямую ответственный за производство крови.

Знания о системах крови и многочисленные случаи осложнений привели к умозаключению, что пересаживать можно только костный мозг от близкого родственника, лучше всего — генетически идентичного реципиенту. Все иные попытки пересадки костного мозга заканчивались смертью больных от инфекций или иммунных реакций, позже получивших название РТПХ (от англ. GvHD, graft-versus-host disease) — реакция «трансплантат против хозяина», когда клетки реципиента вступают в иммунный конфликт с клетками донора. В 1956 году в Куперстауне (штат Нью-Йорк) врач Эдвард Донналл Томас (1920‒2012) впервые успешно провел пересадку костного мозга пациенту, умирающему от лейкемии: тому повезло иметь здорового однояйцевого близнеца. За это достижение был удостоен в 1990 году Нобелевской премии.

Два года спустя французский гематолог Жорж Мате (1922‒2010) провел сразу несколько пересадок костного мозга от неродственных доноров (это называется аллогенная трансплантация). Эксперименты на лабораторных мышах подсказывали, что для успешной пересадки тело реципиента следует облучить, чтобы подавить работу его иммунной системы. Разумеется, применять такой способ на людях никто бы не разрешил без должной апробации. Единственно приемлемым вариантом были бы пациенты, уже пострадавшие от радиационного облучения, и такой случай представился в ноябре 1958 года, когда в парижскую больницу Кюри после инцидента в югославском Институте ядерных наук «Винча» (в пригороде Белграда) попали четыре студента-физика и два техника. Пятеро из них находились в тяжелом состоянии, получив дозу облучения от 320 до 433 бэр (устаревшая единица измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения; с 1979 года для тех же целей используется другая единица измерения — зиверт: 1 Зв = 100 бэр; для справки: 600 бэр — абсолютно смертельная доза при одномоментном облучении всего тела). Для защиты от инфекций они были помещены в стерильные боксы. После трансплантации донорского мозга четверо из пяти выздоровели, но, к сожалению, получивший наибольшую дозу облучения 24-летний студент Живота Вранич скончался. Подбор доноров осуществлялся исключительно по группе крови.

Как раз в это же время иммунологи открыли аналог систем групп крови, позволяющий повысить шансы на благоприятный исход пересадки органов. Система групп крови связана с эритроцитами, точнее с антигенами на их поверхности, и если в крови есть соответствующие антитела, то под их действием эритроциты слипаются. В 1952 году французский гематолог Жан Доссе (1916‒2009) обнаружил, что нечто подобное происходит и с донорскими лейкоцитами — в каких-то случаях они слипаются под действием антител в сыворотке реципиента, и в 1958 году описал первый человеческий лейкоцитарный антиген, или HLA (Human Leukocyte Antigens). В 1960-х Доссе вместе с хирургом Феликсом Рапапортом (1929‒2001) в ходе опытов на сотнях добровольцев, изучая чувствительность организма реципиента к пересаживаемой донорской коже, разработал систему группировки различных лейкоцитарных антигенов по их гистосовместимости (тканевой совместимости) и серологическое HLA-типирование с помощью набора антилейкоцитарных сывороток (панели для лимфоцитотоксического теста). Сыворотки получали из крови много раз рожавших женщин, которые во время беременности иммунизируются отцовскими антигенами плода (сразу вспоминаются средневековые поверья про кровь девственниц).

Сейчас HLA-фенотип обязательно учитывается при подборе донора для процедуры трансплантации. Шансы на благоприятный исход пересадки органа выше при наибольшем сходстве донора и реципиента по HLA. За свои новаторские исследования Доссе в 1980 году удостоился Нобелевской премии в области медицины и физиологии. Хотя с тех пор серологический метод был значительно усовершенствован и для лимфоцитотоксического (точнее, уже микролимфоцитотоксического) теста в ряде случаев применяют моноклональные антитела, он используется в основном для экстренного типирования. Сейчас самым распространенным методом является ДНК-типирование с использованием ПЦР, определяющее HLA-гены (они расположены в семи областях-локусах шестой хромосомы), контролирующие синтез антигенов. При использовании технологии секвенирования нового поколения NGS (next generation sequencing) не нужен забор венозной крови — достаточно мазка из ротовой полости.

Ее провела команда врачей из Миннесотского университета под руководством Роберта Гуда (1922‒2003).

Добрый доктор: как Роберт Гуд сумел не убить пациента чужим костным мозгом

На сегодня в арсенале у гематологов есть два метода трансплантации костного мозга, или гемопоэтических стволовых клеток: аутологическая, то есть собственных клеток, и аллогенная — от донора. Аллогенная, в свою очередь, может быть родственной или неродственной.

Иногда трансплантация — это единственный метод, дающий потенциальную возможность излечения при гематологических заболеваниях. До момента открытия таргетной терапии трансплантация была основным методом лечения при некоторых гемобластозах, например хроническом миелолейкозе, позволявшим добиться длительных ремиссий, но сейчас отходит на второй и третий план. Для других болезней, например острых лейкозов, она остается главным шансом на продление жизни.

Ключевым этапом выполнения трансплантации любого типа является кондиционирование.

Кондиционирование — это подготовка пациента с помощью цитостатической и лучевой терапии к трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, то есть пересадке костного мозга. Такая подготовка преследует две основные цели: уничтожение опухолевых клеток и обеспечение иммуносупрессии (подавления иммунитета). При этом встает задача выбора комбинации различных цитостатических препаратов и лучевой терапии и интенсивности их применения. Режим кондиционирования может быть миелоаблативным, то есть максимально разрушающим опухолевые клетки и повреждающим костный мозг больного, или немиелоаблативным, когда основной расчет делается на то, что с опухолевыми клетками справится восстановленная иммунная система после пересадки донорского костного мозга, так что серьезного угнетения кроветворения не предусматривается, а упор делается на развитие абсолютной иммунологической толерантности в организме реципиента.

Миелоаблативность подразумевает цитостатическое воздействие, вызывающее длительную аплазию костного мозга и агранулоцитоз продолжительностью более 28 дней. Немиелоаблативный режим легче переносится больными, у него меньше органная токсичность, что особенно важно для пациентов старше 50 лет или имеющих сопутствующую патологию.

После завершения кондиционирования происходит пересадка костного мозга.

На самом деле это не хирургическая операция, донорские или собственные стволовые клетки переливают в вену как кровь. Далее стволовые клетки самостоятельно находят путь по сосудам в костный мозг реципиента. Для успешной трансплантации ДНК донора должна совпадать с ДНК реципиента на тех участках, которые отвечают за отторжение, — генах тканевой совместимости (гистосовместимости).

Именно для восстановления кроветворения и иммунной системы пациента и используется донорский костный мозг. Восстановление иммунной системы оказывает излечивающий эффект, поскольку иммунная атака, а не химиотерапия добивает опухолевые клетки; такая реакция называется «трансплантат против опухоли/лейкоза».

Пересаженные стволовые клетки заселяют все отделы костного мозга и начинают функционировать примерно в течение года. Первые несколько недель пациент находится в больнице — до тех пор, пока мы не убедимся, что у него восстановилось необходимое количество лейкоцитов и тромбоцитов. После этого пациент регулярно приходит на контрольные осмотры: важно понять, что костный мозг полностью прижился и вырабатывает все виды клеток. Мы проверяем такие факторы, как приживление по нейтрофилам, приживление по тромбоцитам, и многие другие, то есть навыки костного мозга справляться со всеми присущими ему функциями.

В случае с аутологичной трансплантацией понятно, кто будет донором, — сам пациент. А как быть с аллогенной?

Идеальным донором может стать родной брат или сестра пациента, но тут вероятность полной совместимости, согласно законам генетики, — 25%. При этом в отношении родителей и детей невозможна полная совместимость: человек получает половину генов от отца, половину — от матери. Но и такие трансплантации тоже проводятся — они называются гаплоидентичными, — но сопряжены с особыми трудностями. Тут требуется так называемая очистка трансплантата (или деплеция) — удаление части T-лимфоцитов, вызывающих РТПХ, и B-лимфоцитов с помощью клеточных сепараторов, для чего на трансплантат воздействуют моноклональными антителами, соединенными с магнитными наночастицами.

Полностью или почти полностью идентичного донора можно найти среди совершенно посторонних людей в регистрах доноров костного мозга. Это гигантские базы данных, где хранится информация о HLA-генотипах миллионов добровольцев. Современные национальные и международные регистры доноров костного мозга насчитывают в общей сложности примерно 38 миллионов человек, в российских регистрах, вместе взятых, их чуть более 140 тысяч (по данным на январь 2022 года, около 170 тысяч. — Кровь5). Если антигены тканевой совместимости потенциального донора подходят реципиенту, его приглашают в клинику и проводят клиническое обследование. Это делается для того, чтобы обезопасить процедуру сбора костного мозга или стволовых клеток. Если не будет выявлено никаких противопоказаний, донация может быть проведена двумя способами.

Словарь донора: что такое донация и какой она бывает

Первый — непосредственно костного мозга из тазовой кости. Под общей анестезией через проколы в тазовой кости специальным шприцем проводится забор небольшого объема костного мозга. Такая операция длится около часа, после нее необходимо провести еще два дня в клинике под врачебным наблюдением.

Если вы помните, аналогичная процедура — биопсия костного мозга — может проходить амбулаторно. При донорской же сдаче костного мозга его забирается больше, поэтому за донором необходимо понаблюдать в течение нескольких дней в стационаре. После процедуры костный мозг полностью восстанавливается за период от недели до месяца.

Второй способ — это донорство стволовых клеток. Для начала донору вводят специальный препарат — филграстим (нейпоген, лейкостим), который помогает стволовым клеткам «выйти» из костного мозга в кровь. Филграстим — копия (с небольшими изменениями) человеческого гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г-КСФ), то есть побуждающего клетки размножаться. Данный рекомбинантный препарат производится генно-инженерным способом — введением в ДНК бактерии E. coli гена человеческого Г-КСФ.

Стимулируя производство некоторых видов лейкоцитов (нейтрофилов и моноцитов), он помогает восстановить иммунитет пациента, пострадавший из-за болезни или «химии». А заодно филграстим, оказалось, стимулирует размножение и выход в кровь кроветворных клеток. Если таких клеток в крови много, их можно оттуда забрать для трансплантации другому человеку. Так филграстим стал лекарством двойного назначения. Сейчас препараты с этим действующим веществом производятся под десятком торговых наименований.

Из домоседов в беглецы: как мобилизуют стволовые клетки

Сама процедура донорства (афереза) проводится без наркоза. Донора подключают к специальному аппарату (сепаратору) через венозный доступ, кровь проходит через него и возвращается обратно; из крови выделяются стволовые клетки и собираются в отдельный контейнер.Эта операция длится от четырех до шести часов, во время ее можно даже читать и смотреть телевизор.

Всего через аппарат для афереза проходит до 15 л крови — понятно, что в человеке столько нет, просто кровь пропускают через аппарат несколько раз. Врач, ведущий аферез, по ходу процедуры рассчитывает, какой «урожай» стволовых клеток удалось собрать. Бывает, что, даже несмотря на действие филграстима, одной процедуры не хватает, и тогда донору надо приходить еще раз. Гемопоэтические клетки восстанавливаются в организме донора за 7–10 дней, повторное донорство возможно уже через три месяца после забора клеток.

В трансплантации костного мозга нуждаются не только онкобольные, но и люди, страдающие многими другими тяжелыми заболеваниями. Став донором, можно спасти жизни больных, для которых последним шансом на выживание остается трансплантация костного мозга.

К сожалению, операция трансплантации даже от полностью совместимого донора может повлечь серьезные побочные эффекты. Осложнения высокодозной химиотерапии, проблемы с иммунной системой, реакция «трансплантат против хозяина», когда лимфоциты донора атакуют и разрушают здоровые ткани реципиента, сильно ограничивают применение этого метода. Первые несколько недель после трансплантации пациент проводит в условиях стерильной палаты, получает специальное питание и интенсивное лечение, в том числе переливания препаратов крови. После выписки из стационара за пациентом ведется активное наблюдение сначала два раза в неделю, затем реже. При благоприятном развитии событий и минимальных осложнениях пациент возвращается к привычной жизни только примерно через 8–12 месяцев. Необходимость и возможность проведения трансплантации обсуждается в каждом случае индивидуально, но пациент должен быть проинформирован о таком методе лечения и принять решение после обсуждения со своим лечащим врачом.