Runājot par orgānu transplantācijas operācijām, ārsti sacenšas pret pulksteni - un laiks nav viņu pusē.
Klīnicistu komandai vispirms ir jāizņem orgāns no tā donora, cimdoto roku komplekti, kas koordinē audu skaidru atdalīšanu no ķermeņa. Pēc tam ārsti sagatavo novākto orgānu pārvadāšanai tā saņēmējam, kurš dažu stundu laikā var būt lidmašīnā. Kad orgāns sasniedz galamērķi, beidzot var sākties transplantācijas operācija; atkal ķirurgi strādā ātri, lai nodrošinātu gan pacienta drošību, gan orgāna dzīvotspēju.
Šis apraksts var likt orgānu transplantācijas operācijām izklausīties kā TV drāma, kad medicīnas personāls slimnīcas gaiteņos ved dzesētājus, kas pildīti ar ķermeņa daļām. Bet viss, kas steidzas, rada jautājumu, kas ir daudz svarīgāks nekā TV šovs: Cik ilgi orgāns var darboties ārpus ķermeņa un būt piemērots transplantācijai?
Tas ir atkarīgs no orgāna. Pagaidām laika logs var būt no 4 līdz 36 stundām. Bet kādreiz ārsti cer, ka varēs saglabāt orgānus nedēļām ilgi.
Orgāni uz ledus
Saskaņā ar Apvienoto orgānu koplietošanas tīklu (UNOS) 2018. gadā vien ASV tika veikti vairāk nekā 36 500 orgānu transplantācijas. Līdz šim nieres bija visbiežāk pārstādītie orgāni, pērn tika veikti vairāk nekā 21 000 transplantātu. Nākamie visbiežāk pārstādītie orgāni bija aknas, sirds un plaušas šādā secībā, kam sekoja aizkuņģa dziedzera, zarnu un multiorganu transplantācijas.
Pēc novākšanas vairums orgānu tiek novietoti "statiskā aukstumā", kas nozīmē, ka orgāns tiek novietots vēsākā vēsā ledusskapī, teikts 2019. gada ziņojumā žurnālā International Medical Research.
"Sākotnējā ideja par konservēšanu aukstumā ir ļoti līdzīga tam, kad mēs ievietojam savu ēdienu ledusskapī," sacīja Dr Mingyao Liu, Medicīnas zinātnes institūta direktors un Toronto Universitātes ķirurģijas, medicīnas un fizioloģijas profesors.
Pirms orgāna ievietošanas saldētavā ārsti vispirms izskalo audus ar "konservēšanas šķīdumu", lai aizsargātu orgānu no ārkārtējā aukstuma radītiem bojājumiem, Liu pastāstīja Live Science.
Ķermeņa temperatūrā šūnas sūknē ķīmiskas vielas membrānās un no tām, lai šūnā uzturētu zemu nātrija koncentrāciju un augstu kālija koncentrāciju. Bet šūnas, kas ir aukstas, nevar efektīvi sūknēt. Ķīmiskās vielas noplūst pāri membrānām, un laika gaitā noplūdušās šūnas uzbriest ar lieko šķidrumu, nodarot nopietnus bojājumus. Konservēšanas risinājumi palīdz aizkavēt šo kaitējumu, kontrolējot nātrija un kālija līmeni. Šie šķīdumi var saturēt arī barības vielas un antioksidantus, lai uzturētu šūnas un mazinātu iekaisumu, sacīja Liu. Konservēšanas šķīdumi apvienojumā ar ledu un dzesētāju var saglabāt orgānus dzīvotspējīgas stundas pēc ražas novākšanas.
Temperatūrā no 32 līdz 39 grādiem pēc Fārenheita (0 līdz 4 grādi pēc Celsija) šūnu metabolisms samazinās līdz aptuveni 5% no tā normālā ātruma, tāpēc audi caur saviem enerģijas krājumiem sadedzina daudz lēnāk un aktivitātes uzturēšanai nepieciešams mazāk skābekļa. Tādēļ orgāna dzesēšana palīdz aizkavēt išēmijas sākšanos - stāvokli, kurā audi tiek bojāti vai disfunkcionāli skābekļa trūkuma dēļ.
Orgāna novietošana uz ledus izstiepj arī tā šūnu ierobežotos enerģijas krājumus, novēršot kaitīgo metabolītu uzkrāšanos un orgānu audu sadalīšanos, teikts 2018. gada ziņojumā Yale Journal of Biology and Medicine.
Starp parasti pārstādītajiem orgāniem sirdis visātrāk zaudē dzīvotspēju, ja tos glabā vēsākā telpā, sacīja Dr Braiens Lima, Ziemeļkrasta universitātes slimnīcas sirds transplantācijas operācijas direktors Manhešetā, Ņujorkā. Ideālā gadījumā sirdi nevajadzētu novietot statiskā saldētavā ilgāk par 4 līdz 6 stundām, viņš teica. Pēc 4 stundu atzīmes sirds šūnu darbība sāk nedarboties, un dramatiski palielinās varbūtība, ka orgāns darbosies nepareizi tā saņēmējā. Transplantācijas orgānu mazspēja, kas pazīstama kā primārā transplantāta disfunkcija, ir "visbaidītākā komplikācija", kas saistīta ar cieto orgānu transplantāciju, sacīja Lima.
"Sirds… ir visjutīgākā pret asins plūsmas trūkumu," sacīja Lima. "Savukārt nieres ir ļoti noturīgas." Novāktās nieres var palikt dzīvotspējīgas 24 līdz 36 stundas aukstumā, ilgāk nekā jebkurš no pārējiem četriem transplantācijas orgāniem. Plaušas var palikt dzīvotspējīgas 6 līdz 8 stundas, sacīja Lima, un aknas var palikt aukstumā apmēram 12 stundas, sacīja Dr James Markmann, Masačūsetsas vispārējās slimnīcas Bostonas transplantācijas nodaļas vadītājs.
Alternatīva metode
Lai arī ledus dzesētāja metode "ir vienkārša un efektīva, lai saglabātu un transportētu orgānus", un tā ir plaši izmantota kopš 1960. gadiem, teikts Liu 2018. gada ziņojumā. Bet tehnika nav bez trūkumiem. Ledā sacīja Liu, ka ne tikai orgāni, kas atrodas saldētavā, dažu stundu laikā zaudē dzīvotspēju, bet arī ārstiem nav iespēju novērtēt atdzesēto orgānu kvalitāti.
Būtībā neviens objektīvs tests nevar pateikt ārstiem, vai kāds orgāns joprojām darbojas, kad attiecīgais orgāns atrodas aukstā dzesētājā, tā šūnu metabolisms palēninās. Tomēr viena alternatīva saldētavas glabāšanai ļauj ārstiem pārbaudīt orgānus pirms to transplantācijas, un šī iespēja drīz var kļūt izplatītāka, eksperti stāstīja Live Science.
Šī alternatīvā konservēšanas metode, kas pazīstama kā perfūzija, ietver novāktā orgāna pieķeršanos mašīnai, kas caur orgānu audiem sūknē skābekli un barības vielām bagātu šķidrumu, kā sirds to darītu ķermenī, teikts žurnāla Yale 2018. gada ziņojumā. . Kamēr orgāns ir pievienots mašīnai, tā kā orgāns metabolizē enerģiju un rada atkritumus, tā cukura krājumi tiek papildināti un toksiskie metabolīti tiek iztīrīti.
Pirms ķirurgi novāc orgānu, donora sirds uz noteiktu laiku pārtrauc skābekļa asiņu sūknēšanu audos, kas rada bojājumus. Orgāna ievietošana perfūzijas mašīnā var dot audiem iespēju atgūties, sacīja Marksmans. Viņš arī sacīja, ka klīnicisti var pārbaudīt orgānu, pārraugot sistēmā cirkulējošā metabolīta laktāta līmeni. Šūnas normālu metabolisma funkciju laikā izmanto laktātu, tāpēc "ja orgāns darbojas labi, laktāts laika gaitā jāattīra", sacīja Marksmans.
"Laktāts labākajā gadījumā ir neapstrādāts metabolisma caurplūdes process caur ķermeni", bet tas joprojām kalpo kā augstāks pasākums, salīdzinot ar gandrīz sasaluša orgāna acu ābola veidošanu pirms transplantācijas, piebilda Lima. Atkarībā no orgāna ārsti var novērtēt audu veselību arī ar citiem mērījumiem, piemēram, ar žults ražošanu aknās.
Vai perfūzija varētu ilgāk saglabāt orgānus veselīgus?
Dažās perfūzijas sistēmās joprojām ir nepieciešams orgānu atdzesēt kā daļu no konservēšanas procesa, taču pēdējo 20 gadu laikā vairākas pētniecības grupas ir izvēlējušās saglabāt orgānu siltu un pārpludināt audus ar siltām asinīm. Temperatūrā no 68 līdz 92 F (20 līdz 33 C) izolētie orgāni darbojas tāpat kā cilvēka ķermenī. Gan aukstās, gan siltās perfūzijas sistēmas tagad tiek plaši izmantotas Austrālijā un Lielbritānijā, taču lielākā daļa šo ierīču paliek klīniskajos izmēģinājumos ASV.
Tomēr viena perfūzijas sistēma ASV decembrī padarīja virsrakstus par daļu no pirmās šāda veida sirds transplantācijas. Djūka universitātes medicīnas centra ārsti Durhamā, Ziemeļkarolīnā, izņēma pacienta sirdi pēc tam, kad tas bija pārtraucis pukstēšanu; pēc tam viņi būtībā "reanimēja" orgānu, izmantojot siltu perfūzijas sistēmu, ziņoja CNN. Parasti no smadzenēs mirušajiem donoriem sirds tiek noņemtas, pirms orgāns pārstāj pukstēt, lai izvairītos no plašas išēmijas bojājumiem. Ārsti iepriekš "reanimēja" bērnu sirdis ASV, bet viņi nekad nebija izmantojuši sistēmu pieaugušiem orgāniem. Valstīs, kuras sistēmu ir izmantojušas gadiem ilgi, pieņemamo siržu donoru fonds ir palielinājies par aptuveni 30% līdz 40%, sacīja Lima.
"Ja tas nozīmē ASV, mēs runājam par lieliem, lieliem numuriem," viņš piebilda.
Dr Jēkabs Šrēders, Hercoga Universitātes ķirurģijas profesora asistents un viens no ķirurgiem, kurš palīdzēja veikt nozīmīgu sirds transplantāciju, CNN sacīja, ka, izmantojot sistēmu visā valstī, "var palielināt donoru kopumu un transplantāciju skaitu par 30%".
Kaut arī donoru kopums var paplašināties, vai orgānu stāvoklis uzlabosies? Pagaidām tikai daži pētījumi ir tieši salīdzinājuši vēsākas uzglabāšanas procesu ar perfūziju, taču anekdotiski šķiet, ka perfuzētie orgāni maksā labāk.
Piemēram, vienā pētījumā, kurā aknu perfūzijas sistēmu salīdzināja ar parasto aukstumiekārtu, ārsti noraidīja tikai 16 perfuzētās aknas, salīdzinot ar 32, kuras nāca no dzesētājiem, un perfuzētie orgāni izrādījās mazāk bojāti, raksta Stat News. Liu sacīja, ka ir novērojis līdzīgas tendences arī viņa paša darbā ar plaušu transplantāciju. Liu un viņa kolēģi izstrādāja "ex vivo perfūzijas sistēmu" plaušām; pirms tās ieviešanas mazāk nekā 20% donoru plaušu tika veiksmīgi pārstādīti viņa universitātes slimnīcā. Tagad saskaņā ar 2018. gada ziņojumu programma ir paplašinājusi savu darbību par 70%, "ar izciliem rezultātiem".
Parasti plaušas paliek piestiprinātas pie perfūzijas sistēmas 4 līdz 6 stundas, bet eksperimentālais darbs ar dzīvnieku orgāniem liecina, ka perfuzētās plaušas varētu palikt dzīvotspējīgas 12 līdz 18 un varbūt pat līdz 36 stundām, sacīja Liu. Viņš piebilda, ka kādu dienu ērģeles varēja perfuzēt nedēļām ilgi. Jo ilgāk sistēmā var palikt orgāni, jo vairāk laika ārstiem būs jālabo bojāti audi. Liu un viņa kolēģi tagad pēta, kā perfuzētās plaušās var novērst iekaisumu un šūnu nāvi. Bet nākotnē, iespējams, orgānus varētu ārstēt ar gēnu vai cilmes šūnu terapiju, kamēr tie ir piesaistīti perfūzijas mašīnai, viņš sacīja.
Tomēr pagaidām lielākā daļa ziedoto orgānu joprojām dodas pie saviem saņēmējiem, kas ligzdojuši kūstoša ledus dzesētājos. Kāpēc?
"Ja godīgi, šķērslis ir izmaksas," sacīja Lima. Perfūzijas sistēma vienam orgānam var maksāt vairākus tūkstošus dolāru, kas acīmredzami pārsniedz standarta dzesētāja cenu, viņš sacīja. Tā kā dažos pētījumos perfūzija tika salīdzināta ar standarta aukstumiekārtu, nav “zemes satricinošu datu”, kas varētu pārliecināt slimnīcas veikt pāreju visā valstī.
Bet, ņemot vērā nesenos hercoga sirds transplantācijas panākumus, Lima sacīja, ka perfūzija drīz var kļūt par aprūpes standartu.
