Высокие технологии на службе медицинской науки и здравоохранения: трансплантология сегодня

СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ГОТЬЕ
ДИРЕКТОР ФГБУ “НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ И ИСКУССТВЕННЫХ ОРГАНОВ ИМЕНИ АКАДЕМИКА В.И. ШУМАКОВА” МИНЗДРАВА РОССИИ, ГЛАВНЫЙ СПЕЦИАЛИСТ- ТРАНСПЛАНТОЛОГ МИНЗДРАВА РОССИИ,  АКАДЕМИК РАН

 

Одна из важнейших проблем общества – это проблема лечения тяжелых хронических заболеваний, которыми страдает социально активная, трудоспособная часть населения. Иногда единственно возможный путь борьбы с неизлечимыми болезнями открывает трансплантология, которая уже прочно завоевала свое место среди других направлений современной клинической медицины. При многих тяжелых заболеваниях внутренних органов основной надеждой на спасение жизни пациента продолжает оставаться трансплантация органов донорских. Трансплантология представляет собой одну из самых наукоемких и бурно развивающихся областей клинической медицины; она призвана решать задачи не только спасения неизлечимых больных, но и достижения длительного выживания пациентов, их медицинской и социальной адаптации.
Совершенствование фундаментальных и  прикладных исследований и внедрение разрабатываемых передовых технологий в практическое здравоохранение составляют технологическую базу развития современной медицинской науки и здравоохранения, в том числе и в первую очередь – современной трансплантологии.
Повышение доступности высокотехнологичной медицинской помощи методом трансплантации органов в соответствии с реальной потребностью населения и донорским ресурсом – одна из составляющих концепции развития здравоохранения в Российской Федерации. В настоящее время трансплантация органов выполняется в 24 субъектах Российской Федерации, где функционируют 45 специализированных центров.
Согласно данным регистра Российского трансплантологического общества, в 2017 году в Российской Федерации выполнено 1907 трансплантаций органов, в том числе почки – 1186, печени – 438, сердца – 252, легких – 25.
О постоянном увеличении числа трансплантаций в нашей стране можно судить по данным, представленным на рисунке 1.

Ведущим трансплантологическим центром нашей страны, лицом современной отечественной трансплантологии и  ее основной движущей силой является ФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и  искусственных органов имени академика В.И.  Шумакова” Минздрава России (НМИЦ ТИО). Именно здесь прорабатывается весь комплекс биологических, технических, технологических и медицинских проблем, связанных с созданием искусственных и биоискусственных органов и систем; осуществляется координация исследований по проблемам трансплантологии, регенеративной медицины, тканевой инженерии, биоискусственных органов; ведется работа по созданию искусственного сердца. Здесь же производится значимая часть операций по трансплантации жизненно важных органов, а именно более 25% от всех выполняемых операций такого рода в нашей стране. В 2017 году в НМИЦ ТИО выполнено 503 операции, включая 184 трансплантации почки,141 – печени, 161 – сердца, 14 – легких.

50 лет трансплантации сердца в мире и наш 30-летний опыт

3 декабря 1967 года в Кейптаунском госпитале хирург Кристиан Барнард пересадил 54-летнему Луису Вашканскому сердце молодой женщины, попавшей в автомобильную катастрофу. 12 марта 1987 года Валерий Иванович Шумаков в НИИ трансплантологии и искусственных органов (сейчас институт стал центром, носящим его имя) осуществил первую в нашей стране успешную трансплантацию сердца. Значение этих двух событий и ценность обеих памятных дат для мировой и отечественной медицины трудно переоценить. Трансплантация сердца – своего рода неофициальный индикатор состояния медицины и уровня медицинской науки в любой стране. На сегодняшний день во всех развитых странах среди причин смерти первое место занимают сердечно-сосудистые заболевания. Единственным радикальным и  эффективным методом лечения терминальной стадии застойной сердечной недостаточности является трансплантация сердца, и  в  последние годы этот вид медицинской помощи приобрел ощутимое практическое значение для здравоохранения: удалось добиться реального и ощутимого роста числа операций. Увеличение числа трансплантаций сердца является важной задачей, поскольку потребность в таком виде помощи в Российской Федерации остается очень высокой.
На сегодня трансплантация сердца является эффективным методом лечения больных с терминальной стадией сердечной недостаточности. Она позволяет не только спасать, но и достигать высокого качества жизни, социальной реабилитации реципиентов сердца. Большая часть – 60% – всех операций по трансплантации сердца в нашей стране выполняется в НМИЦ ТИО. С 2013 года центр вышел на первое место в мире по числу выполняемых операций по трансплантации сердца и все последующие годы стабильно остается в числе мировых лидеров. В  последние годы удалось значительно увеличить число выполняемых трансплантаций: в 2016 году – до 132, а в 2017 году – до 161.

Рост числа трансплантаций сердца в нашем центре носит экспоненциальный характер, и за последние 6 лет операций было проведено больше, чем за предыдущие 24 года (рис. 2).

Главным условием осуществления значимого прорыва по числу выполненных операций явились успешное сочетание передовых моделей организации органного донорства и новых научно обоснованных технологических решений в  лечении пациентов с  терминальной сердечной недостаточностью. За разработку и внедрение в практику здравоохранения инновационных научно-технологических и  организационных решений по повышению эффективности трансплантации сердца распоряжением Правительства Российской Федерации от 26 февраля 2015 года №303-р коллективу авторов, работавших под нашим руководством, присуждена премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники.
Успешное развитие программы трансплантации сердца привело к необходимости решения задач по обеспечению длительного выживания и  улучшения качества жизни реципиентов. Достигнуто значительное улучшение показателей выживаемости после трансплантации сердца. Сравнение 5-летней выживаемости в периоды 1986–1991 и 2009–2012 годов показало снижение относительного риска смерти реципиентов трансплантированного сердца в 3,9 раза. Это привело к закономерному увеличению числа пациентов, живущих с трансплантированным сердцем и находящихся под постоянным наблюдением (рис. 3).

Мы уделяем большое внимание развитию преемственности в применении мультидисциплинарного подхода к  наблюдению реципиентов с  трансплантированным сердцем. Больные, перенесшие трансплантацию сердца, нуждаются в психологической, физической и социальной реабилитации, направленной на лечение и  профилактику депрессивных расстройств, социализацию, развитие дисциплинированности в  соблюдении врачебных рекомендаций по приему лекарственных средств и  образу жизни, а  также на стимулирование самостоятельности и  независимости. Клинические рекомендации по ведению больных после трансплантации сердца, созданные под эгидой Российского трансплантологического общества, предназначены не только для врачей, занимающихся трансплантацией, но и  для терапевтов, кардиологов и врачей других специальностей, наблюдающих реципиентов по месту жительства. Создание и реализация образовательных программ для врачей широкого профиля на базе центра с участием ведущих медицинских вузов также призваны улучшить отдаленный прогноз по пациентам после трансплантации сердца.

Перспективные разработки в области создания искусственных органов – систем вспомогательного кровообращения

Трансплантология – клиническая дисциплина, связанная с инновационными технологиями и  использующая новейшие достижения во многих областях медицины, естественных и точных наук. По сути, трансплантология является интегральной областью, аккумулирующей и  активно использующей достижения иммунологии, молекулярной биологии и биохимии, биотехнологии, точных наук (биомеханика, биоинженерия и др.), а также тесно связанной с обоснованной инновационной политикой.
При огромном количестве пациентов, нуждающихся в трансплантации сердца и находящихся в листе ожидания, в условиях дефицита донорских органов альтернативой данной операции являются методы механической поддержки кровообращения (искусственное сердце, искусственные желудочки сердца, имплантируемые и неимплантируемые насосы крови). Интенсивное развитие в последние годы инновационных технологий привело к решению одной из наиболее наукоемких и мультидисциплинарных задач – созданию аппаратов вспомогательного кровообращения для имплантации пациентам, ожидающим трансплантации донорского сердца.
В  России одним из немногих медицинских учреждений, занимающихся данной проблемой, является НМИЦ ТИО, обладающий уникальной экспериментальной базой. Успешно проводятся разработки по созданию и  внедрению в  клиническую практику отечественных систем вспомогательного и искусственного кровообращения, которые по эффективности не уступают
зарубежным аналогам и к тому же более экономичны.
В мировой практике одним из наиболее эффективных средств решения данной проблемы является двухэтапная трансплантация сердца с использованием на первом этапе систем длительной механической поддержки кровообращения. Применение импортных систем механической поддержки кровообращения в  нашей стране ограничено из-за их высокой стоимости.
В  связи с  этим была поставлена задача создания отечественного аппарата для длительной механической поддержки кровообращения. На протяжении 10 последних лет центр совместно с рядом организаций-соисполнителей ведет работу по разработке, созданию, исследованию и клинической апробации системы длительной механической поддержки кровообращения на базе имплантированного осевого насоса.
На всех этапах разработки были использованы последние достижения компьютерных инженерных программных комплексов проектирования, расчета и моделирования осевого насоса (рис. 4).

Гидродинамические стендовые исследования подтвердили полное соответствие расходно-напорных, энергетических и гемолизных характеристик насоса медико-техническим требованиям. На следующем этапе были проведены хронические эксперименты на телятах. При этом результаты последней серии экспериментов, проведенных после модификации экспериментальных образцов насоса, показали отсутствие тромбов во внутренних полостях
насоса и  износа подшипниковых узлов при длительной имплантации (до 119 дней) (фото 1, 2).
В 2012 году в НМИЦ ТИО была впервые проведена имплантация разработанной системы вспомогательного кровообращения пациенту с  тяжелой сердечной недостаточностью. Через 2 недели пациент был выписан из клиники и получил возможность вести активный образ жизни (фото 3). Спустя 9 месяцев он успешно перенес эксплантацию насоса и последующую транс-
плантацию донорского сердца.
Отечественные системы механической поддержки кровообращения уже позволили спасти жизнь десяткам наших сограждан, ожидающих трансплантации сердца.
В  настоящее время НМИЦ ТИО первым в  мире проводит разработки и исследования системы механической поддержки кровообращения на основе имплантируемого осевого насоса для детей от 3 до 10 лет.
Важность разработки определяется значительным числом тяжелых форм заболеваний сердца у  новорожденных и  детей младшего возраста с врожденными и приобретенными заболеваниями сердца. Использование вспомогательного кровообращения  – единственно возможный способ сохранения жизни ребенка с тяжелой сердечной недостаточностью, позволяющий ему выздороветь или дожить до необходимой трансплантации сердца.
Аналогичные системы в мире существуют только для взрослых, но их можно использовать и для подростков после 12 лет. Применение имплантируемых насосов не только позволит маленьким пациентам покинуть клинику и существенно улучшить качество жизни в  ожидании необходимой операции, но и повысит вероятность восстановления собственного миокарда.
После предварительных стендовых гидродинамических и  гематологических исследований, которые показали соответствие расходных, энергетических и гемолизных характеристик медико-техническим требованиям, были начаты экспериментальные исследования имплантируемого осевого насоса для лечения детей младшего возраста с врожденными и приобретенными пороками сердца. Испытания проводятся на баранах, размер грудной клетки которых ближе других животных соответствует размеру грудной клетки ребенка (фото 4).

Проведенные испытания полностью подтвердили высокие технические и биологические характеристики насоса, который может быть основой для создания клинических образцов.
На сегодняшний день единственной системой для длительной механической поддержки кровообращения у детей младшего возраста является аппарат зарубежного производства, который устанавливается на теле пациента. Разработанный отечественный осевой насос для длительной механической поддержки кровообращения в силу малых размеров может быть имплантирован, то есть вживлен, в грудную клетку ребенка.
Использование механических устройств, позволяющих частично или полностью заменить функцию пораженного миокарда в течение длительного времени, может являться также альтернативой пересадке сердца. Насосы с  непрерывным потоком для обхода левого желудочка сердца находят всё большее применение для лечения пациентов с тяжелыми формами сердечной недостаточности, нуждающихся в длительной механической поддержке кровообращения. Длительное применение механического устройства позволяет продлить жизнь безнадежно больным людям.
Дальнейшее усовершенствование и доступность систем механической поддержки кровообращения, снижение финансовых затрат на их производство и обслуживание, увеличение их выпуска являются необходимыми условиями для более широкого внедрения данной технологии в  клиническую практику как одного из основных средств лечения больных с тяжелыми формами сердечной недостаточности.
В настоящей статье рассказано об уровне развития современной отечественной трансплантологии на примере только одного направления, связанного с внедрением систем вспомогательного кровообращения. Представлены лишь некоторые результаты, и выделен ряд значимых тенденций в данной сфере. Не вызывает сомнения, что в этих высокотехнологичных областях медицины и биомедицинской науки мы успешно развиваемся: наши результаты достигают мирового уровня, а в каких-то аспектах и превосходят его.
Дальнейшие усилия в области трансплантации жизненно важных органов, в  частности трансплантации сердца, разработки и  применения систем механической поддержки кровообращения, направлены на более полное удовлетворение потребностей населения нашей страны в качественной высокотехнологичной медицинской помощи.