Cвиную ГМ-печень впервые пересадили пациенту со смертью мозга

Китайские исследователи впервые в мире пересадили пациенту с подтвержденной смертью мозга и печеночной недостаточностью генно-модифицированную печень свиньи вдобавок к собственной. Орган стал выполнять свои функции, признаков отторжения на фоне иммуносупрессивной терапии в течение 10 дней эксперимента не наблюдалось. Подробный рецензированный отчет о работе опубликован в журнале Nature (краткое сообщение об операции появилось там же в марте 2024 года).

Пересадку органов от животных (ксенотрансплантацию) рассматривают как один из путей преодоления дефицита доноров. Сделать большие шаги к практическому ее применению помогли последние достижения молекулярной биологии — в частности, системы редактирования генома, в том числе CRISPR-Cas. Они помогают повысить совместимость тканей ГМ-животного с организмом человека путем удаления основных антигенов, включения в геном человеческих генов и инактивации встроенных в него вирусов. Эксперименты по трансплантации модифицированных свиных почек и сердец начинали с пациентов со смертью мозга, с тех пор и тот, и другой орган пересаживали и полностью живым людям — эти работы проводили в США. Китайская группа впервые провела ксенотрансплантацию свиной печени обезьяне в 2013 году, и с тех пор продолжает работать в этом направлении. Так, ученые уже пересаживали печень, почку, сердце, роговицу, кожу и кость ГМ-свиней обезьянам, а кожу — человеку.

В новой статье Линь Ван (Lin Wang) с коллегами по Четвертому военно-медицинскому университету и представителем компании Clonorgan Biotechnology использовали предоставленную компанией почку минипига. Животному-донору провели шесть генных модификаций: инактивировали гены альфа-1,3-галактозилтрансферазы, бета-1,4-N-ацетилгалактозаминилтрансферазы и гидролазы цитидинмонофосфат-N-ацетилнейраминовой кислоты, отвечающие за острое отторжение, и добавили человеческие гены регуляторов комплемента CD46 и CD55 для ослабления реакций отторжения и тромбомодулина для профилактики тромбов. Успех модификаций подтвердили проточной цитометрией и иммуногистохимически.

Реципиентом стал 50-летний мужчина с подтвержденной смертью мозга и печеночной недостаточностью. В ходе гетеротопической вспомогательной ксенотрансплантации у него удалили участок нижней полой вены ниже уровня правой почечной вены, надпеченочный участок нижней полой вены донорского органа соединили с проксимальным, а воротной — с дистальным концом нижней полой вены реципиента. Таким образом, его кровь попадала в свиную печень через воротную вену и выходила через нижнюю полую, в то время как в норме через воротную вену поступает вся кровь от желудка и кишечника с растворенными питательными веществами и токсинами. Печеночную артерию органа соединили с брюшной аортой мужчины, для отвода желчи установили наружный дренаж. Спустя десять дней свиную печень планово удалили по запросу родственников пациента и реконструировали нижнюю полую вену искусственным сосудистым протезом.

Через два часа после операции донорская печень начала вырабатывать желчь нормального цвета, после окончания операции ее продукция увеличилась. В крови пациента начал определяться синтезированный органом альбумин. Уровень аланинаминотрансфаразы (АЛТ) был нормальным, астпартатаминотрансферазы (АСТ) — резко возрос после вмешательства, но через несколько дней вернулся в норму. Концентрация щелочной фосфатазы оставалась нормальной на протяжении всего эксперимента, однако к его завершению начали возрастать уровни билирубина и гамма-глутамилтранспептидазы (ГГТП) — возможно, это было связано с умеренным холестазом в собственной печени пациента. Скорость кровотока в артерии и венах донорского органа оставались на приемлемом уровне. Концентрация тромбоцитов в крови мужчины после операции снизилась, но затем нормализовалась.

Гистологическое исследование выявило после операции транзиторные и инфильтрацию воспалительными клетками и застойные явления в синусах печени. Признаков отторжения не было, зато наблюдалась активация регенеративных процессов (пролиферация гепатоцитов и эндотелия синусов) и сохранная микроциркуляция. При электронной микроскопии визуализировалась нормальная ультраструктура гепатоцитов и отсутствие вирусных частиц.

Для иммуносупрессии пациенту назначили метилпреднизолон, такролимус и микофенолата мофетил. Активность Т-лимфоцитов сразу после операции превентивно подавили назначением антитимоцитарного глобулина, системы комплемента — экулизумабом, сигнального пути фактора некроза опухоли — этанерцептом. Прослеоперационную активацию В-лимфоцитов успешно купировали ритуксимабом. Существенных периоперационных изменений уровней иммуноглобулинов G и M не наблюдалось. Концентрации С-реактивного белка и прокальцитонина (маркеров острого воспаления) в сыворотке крови изначально повысились, но быстро снизились. Все это свидетельствует об адекватном контроле воспаления после трансплантации. На момент планового удаления донорский орган продолжал функционировать.

Пилотный эксперимент был признан успешным и дал большой объем критически важной информации. Его ограничения включают короткий период наблюдения за ксенотрансплантатом и возможность определения лишь самых базовых печеночных функций, таких как продукция желчи и синтез альбуминов, из-за гетеротопического вспомогательного характера операции.

Подробно о подходах и достижениях ксенотрансплантации можно почитать в материале «О свиньях и людях».