Пересадка головы: афера или научный прогресс.
Когда я услышал о планируемой в 2017 году пересадке головы, я впал в замешательство. Я подумал, что научный прогресс проскочил мимо меня и вот она бомба – ученые посягнули на пересадку личности в новое тело. Амбициозный ученый Canavero заявил о полной готовности к процессу. И вот 2017 год завершен, а голова так и не трансплантирована. Я для себя до конца не определил: верю я в возможность успешной пересадки или нет, но вера моя вряд ли может хоть как-то повлиять на успех операции. Поэтому я решил тезисно изучить научный бэкграунд, чтобы в моей голове сложилось хоть какое-то представления о возможности успешной пересадки головы в ближайшем будущем.
Давайте представим проблему трансплантации головы комплексно, я не буду вдаваться в проблемы этики, законодательства и донорства в целом, здесь я бы хотел обсудить «механику» процесса в научно-популярной форме.
Первой проблемой, с которой столкнулись ученые и хирурги, было сосудистое анастомозирование. Эту проблему решил французский хирург Dr. Alexis Carrel. Он использовал тонкую иглу и тончайшую нить для сшивания сосудов. Сшивание сосудов происходило в 2 этапа: сначала накладывались 3 удерживающих шва на края сосуда, при растяжении которых в стороны сосуд принимал треугольную форму, затем каждая из сторон сшивалась непрерывным обвивным швом. В 1908 году Carrel вместе с американским физиологом Dr. Charles Guthrie провели пересадку головы собаки. Они пересадили голову одной собаки на шею другой таким образом, что кровь сначала поступала в донорскую голову, а затем в голову реципиента. За время пересадки донорская голова была без кровоснабжения 20 минут. После операции у головы появились слуховые, кожные, визуальные рефлексы и спонтанные движения, однако состояние начало ухудшаться, и собака была усыплена. В 1912 году им была присуждена Нобелевская премия по медицине и физиологии за вклад в трансплантологию.
В 1950-е годы Владимир Демихов внес огромный вклад в развитие трансплантологии. В 1954 году Демихов провел успешную операцию пересадив собаке голову и передние лапы другой собаки. Донорская часть пользовалась легкими и сердцем большой собаки. Основные сосуды маленькой собаки были сшиты с аналогичными сосудами большой. Наибольшая продолжительность жизни составляла 29 дней, что намного больше, чем у собаки Guthrie и Carrel. Большинство собак погибало в течение нескольких дней. Причиной смерти было иммунологическое отторжение. В тот период времени эта проблема была не разрешима.
Демихов с собакой.
В 1965 году американец Robert White произвел ряд экспериментов по пересадки головы собаки. В отличие от предыдущих ученых, он пересаживал только голову, без передних лап. Основным научным вкладом этих экспериментов было создание сосудистого анастомоза, который сохранял перфузию мозга при отделении головы на уровне 2 шейного позвонка. Этот метод позволил успешно пересадить 6 собачьих голов. Собаки прожили от 2 часов до 6 дней. ЭЭГ мониторинг и анализ газов крови и глюкозы в сосудах головы показал, что трансплантаты функционировали.
В 1970 году он провел первый цефалосоматический анастомоз примату, что по сути являлось пересадкой головы к декапитированному телу. В результате этих экспериментов White столкнулся с развитием спинального шока при пересечении спинного мозга, требовавшего постоянной инфузии катехоламинов и венозный застоем, связанным с уменьшением диаметра яремных вен. Однако пересаженные головы функционировали 6-36 часов. Они могли жевать, глотать, следить глазами и кусать. ЭЭГ мониторинг показал, что головы бодрствовали.
Дальнейшие исследования проводились уже в 2015 году китайским хирургом Xiao-Ping Ren, который несколько усовершенствовал протокол анастомозирования сосудов при трансплантации головы мыши, что позволило поддерживать адекватное кровоснабжение в голове. ЭЭГ мониторинг показал нормальную биоэлектрическую активность. Больше половины мышей с пересаженной головой прожили более 24 часов, а наибольший период выживаемости составил 6 месяцев.
Мыши Ren
Трансплантация головы, как и любого другого органа, непосредственно связана с иммунным отторжением. Для длительного функционирования органа необходима иммуносупрессивная терапия. Современные протоколы иммуносупрессии позволяют трансплантировать высоко иммуногенные ткани, например, кожу. Адекватные иммуносупрессивные режимы еще не были разработаны в 70-е годы, так что можно только гадать, сколько бы прожили экспериментальные животные Демихова и White.
Самой важной частью трансплантации головы является спинальный анастомоз. Canavero предложил протокол спинального анастомоза, в котором спинной мозг будет аккуратнейшим образом пересечен. Кортикоспинальный путь будет пересечен, но межсегментарные проприоспинальные нейроны, тела которых находятся в сером веществе спинного мозга, а аксоны отходят на различные расстояния вверх и вниз, помогут построить новые связи. В многочисленных исследованиях на животных показано, что проприоспинальные нейроны являются «анатомическим мостом» и позволяют частично восстановить функции при поврежденном кортикоспинальном пути.
Одной из лимитирующих проблем является боль. Многие ученые не проводили эксперименты по пересадке головы на животных по этой причине. В 2016 году Canavero и коллеги предложили методику – воздействие ультразвуком высокой интенсивности на субпариетальное белое вещество. Данная теория была высказана в публикации, однако никакие экспериментальные данные не были предложены.
Canavero предложил для сращение спинного мозга использовать фузогены (вещества, спообствующие слиянию клеточных мембран). Использования полиэтиленгликоля для восстановления функции спинного мозга при его повреждении было продемонстрировано на животных моделях, однако о реальном использовании данной методики в медицине пока рано – завершилась только первая фаза клинического исследования.
В целом, посмотрев публикации Canavero за последние несколько лет, не складывается впечатление, что идет бурная исследовательская деятельность. Большинство статей посвящены описанию его протокола HEAVEN/GEMINI. Нет ни одной стоящей публикации, где у животного с пересаженной головой произошло бы срастание спинного мозга, восстановилась чувствительность, двигательная активность и т.д. Пока все сводится к тому, что пересадить голову животному и не убить его получается чаще. С другой стороны, протокол пересадки головы выглядит вполне продуманным, но не более того. Для реализации этого протокола не в пещере доктора Но, а в современной клинике необходимо еще огромное количество исследований безопасности и эффективности. Так что, на мой взгляд, такая операция возможна (ну или мне просто хотелось бы в это верить), но не в ближайшем будущем. История медицины знает много примеров, когда какое-то направление начало свое развитие с невероятной удачи, а потом был закономерный спад, который приводил к детальному изучению проблем. Может трансплантация головы также пойдет по этому пути?