какой хирург заявил что сможет впервые пересадить голову человеку
Башку с плеч! Раскрыты подробности первой успешной операции по пересадке головы
Кажется, что пересадить человеку голову можно только в научно-фантастическом романе. Однако итальянский врач Серджо Канаверо решил убедить научное сообщество и весь мир в том, что он способен на это. «Лента.ру» выяснила, готов ли ученый-авантюрист на медицинское чудо.
В 2015 году Канаверо заявил о том, что хочет провести операцию по пересадке головы. Это могло бы помочь тем инвалидам, у кого парализовано тело ниже головы. Однако, чтобы соединить два конца спинного мозга, необходимо восстановить связь между тысячами нервных клеток. Если собрать нейроны в плотные пучки, то их отростки будут расти мимо друг друга и не смогут соединиться, чтобы образовать проводящие электрические импульсы пути.
Канаверо выступил соавтором ученых из Южной Кореи и США, которые опубликовали в журнале в Surgical Neurology International серию статей о полиэтиленгликоле (ПЭГ). По их мнению, это вещество может помочь восстановить разрезанный спинной мозг.
Так, команда исследователей из Университета Конкук в Сеуле перерезала спинной мозг 16 мышам. После травмирующей операции ученые ввели ПЭГ в зазор между обрезанными концами позвоночника у половины мышей. Остальным животным (контрольной группе) вводили физиологический раствор. Как утверждают авторы статьи, примерно через месяц пять из восьми грызунов в опытной группе в некоторой степени восстановили способность двигаться. Три мыши погибли парализованными. В контрольной группе погибли все мыши.
Хотя некоторым мышам удалось выжить, полученные результаты далеки от совершенства. Прежде чем переходить к операциям на людях, нужно убедиться в том, что подобная процедура не убьет трех человек из восьми. Американские ученые из Университета Райса в штате Техас разработали улучшенную версию ПЭГ-раствора. Они добавили в него электропроводящие графеновые наноленты, служащие своего рода строительными лесами для роста нейронов в правильном направлении и сцепления их друг с другом.
Изображение: Cy-Yoon Kim / Konkuk University
Корейские исследователи испытали новый раствор, названный ими «Техасским ПЭГ», на пяти крысах, которым также разрезали позвоночник. На следующий день после операции подопытным грызунам стимулировали спинной мозг, чтобы выяснить, проходят ли вдоль хребта какие-либо электрические сигналы. Была зафиксирована небольшая электрическая активность, отсутствовавшая у контрольных животных. Однако эксперимент провалился из-за непредвиденного затопления лаборатории, в результате чего утонули четыре крысы.
Единственная оставшаяся в живых крыса постепенно восстанавливала контроль над телом. Движения всех четырех конечностей были сначала слабыми, через неделю крыса могла стоять, однако с трудом сохраняла равновесие. Спустя две недели, по словам ученых, грызун нормально ходил, стоял на лапах и самостоятельно питался. Крысы в контрольной группе так и остались парализованными.
Изображение: C-Yoon Kim et al.
Последний эксперимент провели на собаке — с применением обычного ПЭГ. Как утверждают хирурги, было повреждено более 90 процентов спинного мозга животного. Подобные травмы наблюдаются у людей, которым нанесли ножевые ранения спины. Собака была полностью парализована, однако через три дня уже пыталась двигать конечностями. Через две недели собака ползала на передних лапах, через три — нормально ходила.
Однако и у этого эксперимента был один фундаментальный недостаток — отсутствие контроля. Фактически ученые исследовали один-единственный случай, и это вызвало критику со стороны специалистов. Подозрение вызвало и отсутствие доказательств того, что спинной мозг собаки действительно был поврежден на 90 процентов.
Таким доказательством могли бы стать гистологические образцы — микроскопические кусочки тканей. Экспериментаторы обязаны были предоставить тонкий срез позвоночника оперируемой собаки. Кроме того, в научной статье не принято сообщать о том, что данных мало из-за наводнения. Добросовестный исследователь должен повторить опыт.
Корейские ученые отвечают на критику тем, что опыты были предварительными. Они хотели показать, что восстановление в принципе возможно, и пробудить интерес к новым экспериментам. Следующая статья должна содержать информацию о гистологических образцах, подтверждающих степень повреждения позвоночника.
В любом случае операция по пересадке головы пока неосуществима. Заживление позвоночника — необходимый, но недостаточный шаг на пути к реализации мечты Канаверо. По мнению специалиста по медицинской этике Артура Каплана (Arthur Caplan), после того, как хирурги научатся восстанавливать спинной мозг, пройдет еще три или четыре года, прежде чем будет выполнена первая успешная трансплантация головы.
Фото: Surgery / Ren / Heaven-AHBR
Канаверо сообщал о пересадке головы обезьяны. В эксперименте также участвовали китайские ученые. Им удалось соединить кровеносные системы головы и нового тела, но позвоночник остался поврежденным. Чтобы предотвратить гибель клеток мозга, голову охлаждали до 15 градусов Цельсия. После операции обезьяна прожила 20 часов и была усыплена по этическим соображениям. Однако до сих пор подробности этого эксперимента не опубликованы.
Это была не первая пересадка головы животного. Подобные эксперименты в далеком 1954 году проводил советский хирург-трансплантолог Владимир Демихов, создавая двухголовых собак. Однако он сшивал лишь кровеносные системы и не трогал позвоночник.
Серджио Канаверо (справа) и Валерий Спиридонов
Фото: Jay Mallin / Globallookpress.com
Серджио Канаверо: «Я пришел, чтобы пересадить голову, и ничего больше»
Китайские хирурги официально заявили о готовности провести эксперимент и получили деньги от правительства, но не нашли добровольцев. У России есть кандидат на участие в операции – программист Валерий Спиридонов, а также свои технологии, включая заменитель крови. Пять специалистов в стране заинтересовались идеей итальянца, но с официальным заявлением в России никто пока не выступил. Между тем Канаверо верит, что первая пересадка головы состоится благодаря соперничеству России, Китая, США и Европы.
– Почему вы вообще решили пересадить голову?
– Я решил стать врачом, когда мне было восемь или девять лет. Я получал вдохновение частично из реальности, частично – из научной фантастики, из комиксов. В 15 лет после прочтения выпуска Scientific American, посвященного исследованиям мозга, я решил стал нейрохирургом. Буквально через несколько недель узнал о первой пересадке головы обезьяне, которую выполнил доктор Уайт, и сказал себе: «Вот это круто, я хочу заниматься этим». Я думал об этом 30 лет, но с официальным заявлением выступил только тогда, когда был полностью уверен, что смогу вынести абсолютно любую критику от кого угодно. Это случилось в 2013-м.
– Чем вы занимались эти 30 лет?
– После окончания медицинского университета в Италии я сдал экзамены на американский сертификат специалиста (сейчас это называется USMLE) и начал готовиться к поступлению в медицинскую резидентуру в США. Однако мой бывший наставник захотел, чтобы я остался. Я рад, что так и сделал, потому что он занимался исследованием боли, которая играет большую роль в моем нынешнем проекте. Он отправил меня во Францию, чтобы я выучился на нейрохирурга.
На самом деле я не хотел быть хирургом. Думаю, из меня вышел бы плохой врач. Я пришел в медицину не для того, чтобы лечить изо дня в день. Я пришел, чтобы пересадить голову, и ничего больше. Мой наставник это понимал, он знал о моих планах и, к счастью для меня, никому о них не говорил.
Потом я работал здесь, в Турине, в больнице Molinette. Недавно журналистка из Германии побывала в том месте, где я работал, и сказала одно слово: «Жуть». Там в 2009 году я вывел пациента из вегетативного состояния. Мне впервые в мире удалось «оживить» человека с помощью стимуляции коры головного мозга. Почти все мои коллеги были не в курсе моих планов. Я сделал это в августе, и все были на каникулах. Когда руководство узнало, меня уволили под каким-то нелепым предлогом. Правда, потом по решению суда меня вернули, но проработал я там всего несколько лет. Я уволился сам, потому что обстоятельства были ужасные – мне ничего не давали делать, даже в отпуск не пускали.
До 2002 года я работал в больнице на полную ставку, а с 2003-го и до конца прошлого года – на полставки, один день в неделю. Но даже то ограниченное количество времени, что я проводил там, было жутким.
– Кроме больницы, вы экспериментировали где-то еще?
– Помимо больницы я 10 лет работал в моей частной лаборатории. Я собрал группу ученых, которая сейчас известна как Turin Advanced Neuromodulation Group. Мы ставили эксперименты вдали от людских глаз. Например, мы изучали потенциал стимуляции мозга в терапии психических заболеваний. Со мной работали еще несколько человек. Скажем, в исследовании, посвященном коме, нас было десять. В конце прошлого года мы официально закрыли лабораторию. Сейчас я полностью сконцентрирован на организации операции по пересадке головы.
– Когда вы впервые рассказали миру о своих планах?
– Китай уже заявил, что готов провести у себя первую операцию по пересадке головы. Они спасут Валерия?
– В прошлом году в Китае мы подписали протокол соглашения с Харбинским медицинским университетом, то есть я предложил свою помощь Китаю в проведении первой пересадки головы. Но это полностью китайский проект: пациент будет китайцем, и донор будет китайцем. И если пересадка головы будет в Китае, Валерий не будет задействован. Прежде всего, китайское правительство не будет платить за пациента из России. Да и давать русскому Валерию тело китайца не имеет смысла. У китайцев другая кожа, меньше волос, по-другому устроены апокриновые железы в подмышках, значит, они по-другому пахнут, например. Это очень важно, ведь мы хотим дать Валерию то, с чем он сможет сжиться. Валерия можно спасти в России или в Европе.
– Как вы отобрали Спиридонова из числа кандидатов?
– Валерий был первый. Он появился всего через две недели после того, как я сделал первое заявление, – просто написал мне по e-mail. Я живу не в замке Франкенштейна, меня легко найти. Потом мне писали тысячи пациентов, настаивали, но я дал слово Валерию, обещал, что он станет первым, кому сделают пересадку головы, по крайней мере за пределами Китая.
– Если ваша задача – спасти Спиридонова, вы не будете участвовать в операции в Китае?
– Я предложил Китаю мои услуги в проведении GEMINI [протокол соединения спинного мозга – spinal cord fusion protocol], предоставил свое ноу-хау. Все остальное – общая хирургия, и с ней справятся китайские хирурги.
Вообще, юридически операция никак не оформлена. Я могу поехать в любую точку мира и помогать кому угодно. У меня нет никаких правовых связей с китайцами, вот почему я так активно пытаюсь пробиться в Европе и России.
– Вьетнам тоже объявил о своей готовности провести операцию…
– Вьетнам стал большой неожиданностью. Они выступили с заявлением в январе. Но я не знаю, как с ними связаться, электронная почта у них не работает. В любом случае заявление вьетнамцев означает, что есть другие государства на планете, которые готовы реализовать этот проект официально, сделать это публично.
– Ваша страна – Италия – тоже может включиться в гонку?
– Что касается еды и искусства, Италии нет равных. Но если вы хотите полететь на Луну, сделать нечто революционное, с итальянцами у вас ничего не получится, простите. Мне нужна армия, нужны те, кто готов тяжело работать и идти до конца. Как раз русские прекрасно подходят – они стойкие, очень упертые.
– Уже известно, кто в России готов взяться за осуществление вашей идеи?
– Я поговорил с несколькими русскими специалистами, и у меня создалось впечатление, что они очень заинтересованы в том, чтобы этим заняться. Пока они не выступили ни с каким заявлением, так что я не могу назвать их имена. Один – академик РАН, другой – нейрохирург, третий – микрохирург. Я буду рад, если операция Валерию будет сделана в России. Там есть хирургия, большой опыт трансплантации. Говорят, что в Москве есть больница с подходящим свежеоборудованным отделением.
При проведении операции будет применяться российский кровезаменитель Перфторан. Он станет дополнительным защитным механизмом для мозга реципиента после его охлаждения. Перфторан одобрен в России, и, кстати, американцы немного переживают по этому поводу. Они работали над перфторуглеводородами примерно 15 лет, но ни один перфторуглеводород так и не был одобрен. Так что, когда русские решили предоставить перфторуглеводород для операции, в США расстроились. Но что мне политика, главное – наука. Так почему бы не использовать Перфторан?
Орлова и Маевский [Татьяна Орлова и Евгений Маевский – сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, где был разработан Перфторан] сами нашли меня. Удивительно, но все русские ученые просто связываются со мной через Валерия.
– Во сколько обойдется ваш амбициозный проект?
– Я не счетовод, но в России операция – больница, вознаграждение врачам, медсестрам и всем остальным – будет стоить, наверное, в пределах 5 млн евро. Команда будет большая, но не больше, чем для операции по пересадке лица. Примерно 150 человек – врачей, хирургов, анестезиологов, медсестер, лаборантов.
Несколько миллиардеров предлагали деньги. Вопрос, который они мне задавали: «Как я монетизирую это? Ведь я даю вам деньги, но я хочу их отыграть». Без проблем, но в начале, поскольку речь идет о Валерии, я был бы очень благодарен тому, кто сделает первый взнос, а уж потом мы будем говорить о коммерциализации всего этого. Основная моя цель – спасти Валерия, это первое на повестке дня.
– Когда все-таки состоится первая пересадка головы?
– В Китае идет поэтапная подготовка к операции, и Жэнь Сяопин не исключает, что пересадка будет сделана к концу 2017 года. Но это только если они найдут донора. Они проводят много экспериментов на трупах, но им предстоит пройти еще несколько этапов подготовки к трансплантации.
В июне 2015-го на конференции в Аннаполисе я представил двухлетнюю программу подготовки к пересадке головы. Сейчас организация операции займет меньше времени, так как у нас больше данных, чем было тогда. Если Россия официально заявит о пересадке головы, я думаю, что в течение 18 месяцев мы сможем ее сделать.
– Какие у вас критерии успешности операции?
– В 1967 году Барнард [Кристиан Барнард – южноафриканский хирург-трансплантолог] впервые пересадил сердце, пациент скончался через 18 дней. Вот я вас спрашиваю: это был успех или провал? Для меня 18 дней – это провал, но необходимый провал, ведь второй пациент прожил уже полтора года. Так что без той первой операции не было бы и второй, и пациент не прожил бы уже больше года.
На мой взгляд, минимальный успех – Валерий сможет ходить и заниматься сексом. В течение пары лет. А один человек из моей команды сказал: «Слушай, если ты сможешь это сделать, он проснется и будет ходить хотя бы неделю, уже будет успех. Будет доказательство, что это возможно».
Вообще, вопрос сложный. Лучше всего спросить Валерия, что он назвал бы минимальным успехом, ради которого он готов пойти на такую операцию.
– Когда операции по пересадке головы станут рутинными?
– В ближайшие 10 лет – точно нет. Возьмите пересадки лица. Такие операции делают 11 лет, почти 40 уже было сделано, но рутиной пересадки лица еще не стали. Однако 40 операций за 11 лет уже кое-что.
– У вас есть конкуренты?
– Знаете, меня звали психом, маразматиком, мегаломаном, Франкенштейном, Менгеле – кем меня только не называли. Меня очерняли, навешивали ярлыки, оскорбляли как только могли. Нет второго такого же сумасшедшего, кто захочет пройти через такое количество критики. Так что конкурентов у меня нет.
Я 30 лет работал, и сейчас я больше политик, чем ученый. Я пытаюсь дергать за политические ниточки, чтобы все случилось. С профессором Майклом Сарром из Клиники Майо, больницы №1 в США, мы пытаемся убедить американских хирургов провести процедуру GEMINI для устранения повреждений спинного мозга. И я активно продвигаю проект пересадки головы в Европе и особенно в России.
Пересадка головы – что это было на самом деле
Операция прошла успешно – это как?
В этом ноябре бригада хирургов во главе с коллегой Канаверо, нейрохирургом из Китая Сяопинем Женем пересадила голову от одного мертвого тела на другое. «Успешность» операции состояла не в том, что голову просто пришили к телу, а в том, что (по словам Канаверо, конечно) врачи сумели полностью соединить рассеченный спинной мозг. Проверка успешности осуществлялась электрической стимуляцией спинного мозга до разреза и фиксацией возбуждения в нервных волокнах ниже.
Зачем же все это нужно?
Вот так комментирует эту операцию сам Канаверо:
«Первая трансплантация на человеческих трупах совершена, а полная замена голов у доноров с мертвым мозгом станет следующим этапом. Это будет финальным шагом к неминуемой пересадке головы по медицинским показаниям. Мы вступили в эпоху, когда мы вновь станем хозяевами своей судьбы. Это поменяет все. Это изменит вас на всех уровнях».
Действительно, фамилия Канаверо, более 20 лет проработавшего нейрохирургом в Университетской клинике Турина, привлекла внимание два года назад. Тогда он заявил, что собирается пересадить голову полностью парализованного пациента на новое тело, взятое у умершего человека. Именно так, как это было сделано в романе Александра Беляева «Голова профессора Доуэля».
Первым потенциальным пациентом Канаверо должен был стать наш соотечественник, программист Валерий Спиридонов с болезнью Верднига – Хоффмана (спинальной мышечной атрофией). Однако сейчас говорят о том, что пациентом станет китаец: во-первых, именно в Поднебесной нашлась команда нейрохирургов, во-вторых, среди более чем миллиарда жителей будет проще найти донора с максимальной совместимостью (в смысле, конечно, найти подходящее тело), в-третьих, именно в Китае проще со всякими этическими запретами на пионерские медицинские манипуляции.
Валерий Спиридонов с Серджио Канаверо. Фото: ria.ru
Этические соображения и сомнения
Разумеется, на Канаверо посыпалась критика, которая, в общем, пока что делится на две категории. Конечно, во-первых, всполошились специалисты по медицинской этике. Крупнейший авторитет в области биоэтики Артур Каплан в Forbes выступил резко, назвав инициативу Канаверо «научно гнилой и этически вшивой».
Другие специалисты в статье «Этические соображения по поводу трансплантации головы», опубликованной в Surgical Neurology International, пишут, что первый эксперимент однозначно завершится смертью, и в любом случае риск больше потенциальной пользы.
Другая же группа критиков просто сомневается в том, что команда Канаверо способна провести саму операцию. Нет, в том, что можно просто пересадить голову, сохранив жизнь мозгу, сомнений нет.
Еще в 1950-х годах наш соотечественник Владимир Демихов пересаживал вторую голову собаке, после чего его опыт повторил волгоградец Анатолий Коневский. Проблема в том, что, одновременно с подсоединением головы к кровеносным сосудам, нужно соединить разрезанный спинной мозг.
Если бы Канаверо мог это, сотни тысяч людей в мире, парализованные полностью или только частично после спинальной травмы, обрели бы подвижность.
Однако пока что новая технология GEMINI по сращиванию спинного мозга не обросла доказательствами.
Серджио Канаверо. Фото: Fotogloria / LUZ Photo
О полноценном соединении речь не шла
Что же сделал Канаверо? Пока что были продемонстрированы пересаженная голова мыши (вместе с передними лапками, как в одном из опытов Демихова), в январе 2016 года его команда пересадила голову обезьяне. Нужно подчеркнуть, что о полноценном соединении речь не шла, Канаверо хотел лишь продемонстрировать, что охлажденная во время процедуры до 15 градусов голова будет пересажена без неврологических нарушений. Потому обезьяна была умерщвлена через 20 часов после операции – «по этическим соображениям».
Операция вызвала очередную порцию негодования – из-за того, что Канаверо «рекламы ради» обнародовал информацию о ней еще до того, как были приняты к публикации семь научных статей, описывающих ее результаты.
Что касается спинного мозга, то еще до опыта с обезьяной Канаверо провел эксперимент на мыши в корейском Университете Конкук.
Мышке перерезали спинной мозг и соединили заново. Как утверждается, через несколько недель животное смогло шевелить лапками. Однако эксперименты на добровольцах со спинальной травмой не проводились.
Поэтому пока что деятельность Серджио Канаверо по-прежнему остается очень противоречивой – и с точки зрения науки, и с точки зрения этики – медицинской и научной. При всем при этом Канаверо остается не фриком, а действующим ученым, принятым в научном сообществе.
Испортилось? Починим! Что можно заменить в организме человека?
Благодаря последним открытиям регенеративной медицины, те идеи, которые считались лишь игрой воображения писателей–фантастов, очень скоро могут стать реальностью. Уже нельзя отнести к области научной фантастики выращивание искусственных человеческих органов и тканей. Идея создать здоровый и дееспособный орган для замены больного или отсутствующего оказалась вполне осуществимой.
Когда возникла трансплантация?
О пересадке органов люди стали задумываться очень давно. Например, процедура имплантации зубов была знакома ещё древним египтянам. Богачам и аристократам пересаживали зубы бедняков и невольников. А для фараонов делали зубы из слоновой кости.
Но операции по пересадке жизненно важных органов и тканей стали проводиться лишь к середине 20 века. В 1951 году российский учёный Владимир Демихов впервые в мире заменил сердце собаки на донорское, что доказывало возможность проведения подобной операции на людях. В 1954 году американский хирург Джозеф Мюррей трансплантировал человеку почку. А в 1967 году хирург из Кейптауна Кристиан Барнард, прошедший стажировку у Демихова, смог пересадить человеку сердце.
Наши дни
Какие органы трансплантируют сегодня, а какие пересадить нельзя? Современные технологии позволяют успешно пересаживать сердце, лёгкие, почки, печень, поджелудочную железу, кости, суставы, вены, роговицу и некоторые другие органы. Невозможна в настоящее время трансплантация головы и сетчатки глаза.
В последние годы нередко затрагиваются вопросы дефицита доноров для пересадки органов и связанные с трансплантацией вопросы биоэтики, что подталкивает учёных к поиску решений данных проблем.
Травмированные кости, например, можно заменить протезами из керамики, металлов или полимеров. Но у этих материалов есть как плюсы, так и минусы. У керамики хорошая биосовместимость с человеческим организмом, так как у неё и костной ткани похожий состав. Но керамика － довольно хрупкий материал. Металл более твёрдый и лучше поддаётся обработке, однако его биосовместимость намного хуже. К тому же он не такой эластичный, как кость человека, и может спровоцировать получение новых травм. Протезы из полимерных материалов способны воссоздать структуру костной ткани, но они непрочные и плохо поддаются стерилизации.
Сейчас динамично развивается технология 3D–биопринтинга (трёхмерной печати органов). Вначале создаётся цифровой образец, который печатают на биопринтере. В качестве материала используются клетки и биочернила. Подготовленную ткань размещают в специальных ящиках с питательной средой, где она созревает. Для объёмной печати применяются биочернила из гидрогеля и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Они могут преобразовываться в какой угодно элемент, к примеру, в клетку печени или волос. С помощью биочернил можно распечатать любой объект тела человека.
Новые технологии дают возможность печатать искусственную кожу прямо на пациенте. Прежде всего сканируется повреждённый участок, устанавливается его толщина и контуры. Далее послойно печатается дерма (плотная соединительная ткань), потом эпидермис (поверхностный слой кожи).
Посредством 3D–биопечати сгенерированы эпителий роговицы, хрящевая ткань и кожа. Напечатать работоспособный орган, например, сердце, печень или мозг, учёные пока не могут.
Но научные исследования продолжаются. И вполне возможно, что уже в ближайшем будущем данная методика позволит отказаться от использования донорских органов. Это решило бы этический вопрос трансплантации органа, полученного от живого донора или из мёртвого тела, а также проблему иммунологической совместимости, потому как биопечать подразумевает использование стволовых клеток самого пациента, который будет и донором, и реципиентом.
Учёные прогнозируют создание первого живого работоспособного органа к 2030 году.