«Несомненно, наиболее выдающееся достижение за последнее десятилетие представляет разработка метода трансплантации костного мозга до стадии клинического экспериментирования».

(Давид Ван-Беккум)

Сфинкс с аптечкой

— Все это так далеко от успеха! — скажет мне читатель, утомленный длительным чтением и большим количеством непонятных терминов. — Создаете сфинксов. С восторгом доказываете, что это действительно сфинксы. Пересаживаете им почки, кожу, ноги доноров. Но ведь это не имеет перспектив для выхода в практическую медицину!

Чтобы протянуть время и обдумать ответ, я, как всегда в таких случаях делают, сам задаю вопрос:

— Почему вы так думаете?

— Да потому, что среди людей нет чистых линий, как среди лабораторных животных. Все люди в антигенном отношении отличаются друг от друга. Вы сами это показали достаточно убедительно. И даже если научиться безопасным методом создавать у новорожденного толерантность к тканям некоего человека X, то это практически ничего не даст.

— Почему же не даст?

— Да вот почему. Допустим, ребенок вырастет и с ним, не дай бог, случится беда. Где мы найдем того человека X, к тканям которого была создана толерантность? Предположим, нашему толерантному ребенку или уже выросшему взрослому человеку потребуется срочно пересадить кожу. Ожог, например, был. А бывший донор X в другом городе, или проводит отпуск и где-то путешествует по Енисею, или болен, или умер. Да и вообще, сможет ли он или, более того, захочет ли отдавать свою кожу или почку?

— Да, вы правы, — отвечаю я. — Можно было бы взять кожу, почки, сосуды у умерших людей и даже хранить их в тканевом банке, но они не приживут, раз он толерантен только к тканям человека X. Но вы не знаете и не учитываете одной вещи. — И я перехожу в наступление. — Вы не учитываете возможности создания поливалентной толерантности. Поливалентной толерантностью называют состояние иммунологической терпимости одновременно к тканям многих доноров.

Опять возвратимся к началу книги: чрезвычайное многообразие антигенных устройств людей (и животных) объясняется различным сочетанием нескольких десятков одних и тех же антигенов. Следовательно, если эмбриону или новорожденному вводить смесь клеток от достаточно большого числа людей, то должна возникнуть толерантность к любым встречающимся у людей антигенам, то есть поливалентная толерантность.

Теоретически рассчитано, от скольких доноров следует ввести эмбриону клеточную смесь, чтобы создать иммунологическую толерантность по отношению к большинству. Если вводить смесь клеток от 10—20 доноров, в последующем должна приживать кожа каждого второго человека.

Не верите? Пожалуйста! Вот вам опыт на крысах, мышах и утках.

Беспородным новорожденным крысам вводили смесь селезеночных клеток от 50—60 тоже беспородных доноров. В 3-месячном возрасте из 10 взятых наудачу кожных трансплантатов прижили 6, почка прижила в 9 из 30 случаев. Надпочечники и яичники — во всех случаях.

У мышей вызывали толерантность смесью клеток от 50 доноров — 50 процентов любых мышиных кожных лоскутов приживали. На утках аналогичные результаты получены при использовании смеси костномозговых и селезеночных клеток от 60 доноров.

Следовательно, в антигенных мозаиках 50—60 доноров представлены почти все индивидуальные антигенные различия. И возникает толерантность почти ко всем возможным тканевым антигенам этого вида животных. Толерантный новорожденный подрастает, и у него успешно приживают кожа, почки, костный мозг почти от любого донора. Только донор обязательно должен быть представителем этого же вида животных. Практическую медицину это вполне устраивает, ибо врачи пересаживают человеку от человека. Конечно в отношении людей это пока еще фантазия, но фантазия перспективная.

Возникновение различных предположений и предложений, даже самых фантастических, всегда шагает за эволюцией научных идей. Вот и возникает естественное предположение и предложение — всем детям проводить сразу после родов эдакую своеобразную «вакцинацию». Когда сейчас родится человек, его вакцинируют против туберкулеза, против оспы. А нельзя ли прививать сразу же и поливалентную иммунологическую толерантность? Может быть, можно, но не надо спешить. Такая операция опасна. Сейчас опасна. И вы об этом узнаете в следующих главах. Но наука не остановилась, ученые продолжают поиски. Работы еще много.

Будет ли разработан этот метод или другой, но уже недалек тот день, когда донором сможет быть любой человек. В тканях и органах недостатка не будет. Консервация и хранение их в тканевом банке даст возможность использовать трансплантаты, взятые у умерших людей.

Вы, конечно, понимаете, как важно научиться лечить лучевую болезнь. Как и всякую другую болезнь, от которой умирают.

Герой фильма «Девять дней одного года» Гусев во время работы облучается нейтронами, и ему грозит смерть от лучевой болезни. Врач в фильме говорит, что надежного средства спасти его нет. И врач рассказывает, как в опытах на собаках оказывается эффективной пересадка костного мозга от здорового животного. Но и в опытах спасение от гибели происходит не всегда, а только в некоторых случаях.

После прочтения стольких страниц книги, уже, наверное, ясно, что это не грешит против истины. С помощью облучения ведь могут быть созданы радиосфинксы. У смертельно облученных животных кроветворные клетки могут прижить и спасти от лучевой смерти.

Естественна мысль: если можно спасти животных, можно спасти и людей. Но нужно полностью разработать методику. Предусмотреть все возможные осложнения. Приблизиться к 100 процентам удач. После этого можно внедрять в практику подобный метод лечения острой лучевой болезни. Причем не только лучевой болезни, возникающей в результате несчастных случаев, но и в результате сознательных облучений с лечебной целью. То есть тогда можно не бояться применить с лечебными целями смертельные дозы облучения для лечения рака, лейкозов и некоторых других заболеваний. Этот метод терапии пока ограничен неумением лечить возникающую лучевую болезнь.

Если бы можно было «выжечь» рак до последней клетки! Пока нельзя. Но, может быть, радиосфинксы помогут. Видите, выход в практику ограничивается уже не только пересадками.

Практика имела случай применить экспериментальные успехи.

Французские ученые лечили нескольких югославских физиков, попавших в аварию атомного реактора.

Авария произошла 15 октября 1958 года в Институте ядерных исследований под Белградом. Пострадали 6 человек: четверо студентов-физиков и два техника. Облучение было большим, и через две недели у пострадавших развилась острая лучевая болезнь. В это время они были уже в Париже, куда их направили специальным рейсом для лечения. Состояние больных ухудшалось. Известный французский врач Жорж Матэ решил провести им пересадку костного мозга.

Первым подвергся этой операции 24-летний студент Живота Вранич. Первым донором костного мозга стал рабочий-француз Раймон Кастанье.

Трансплантация состоялась 11 ноября.

Донор и реципиент лежали рядом. Обоим дали наркоз. Чтобы набрать нужное количество клеток костного мозга, донора пришлось уколоть 23 раза в 23 точки его костной системы, где находятся кроветворные клетки костного мозга. Полученные клетки вводили в вену Вранича. Затем пересадка костного мозга была произведена остальным пяти пострадавшим.

Живота Вранич умер. Доза облучения, полученная им, была наибольшей, и его не удалось спасти. Все остальные поправились. Пересаженный костный мозг прижил, произошло размножение трансплантированных клеток, которые на некоторое время заместили разрушенные облучением. Эти люди в течение нескольких недель были сфинксами — и выздоровели.

Среди них была 25-летняя женщина, Розанда Дангубич. Осенью 1960 года она вышла замуж. 1 марта 1965 года у Розанды родилась дочь.

Невольный эксперимент продолжается. Наблюдение за бывшими сфинксами очень важно. Столь же важно наблюдение и за дочерью Розанды Дангубич.

1958 год был годом успеха и поисков в этом направлении. Начало часто бывает успешным, закрепить успех труднее. В этом же году произошел и другой случай.

У 20-летнего Джона Ритериса недостаточность обеих почек. Джон умирает. Но у него брат-близнец Эндрю. Близнец-то близнец, да разнояйцевый. Все равно что не близнец. И тем не менее брат дает почку.

Группа врачей бостонского госпиталя, хирург, радиолог, уролог и терапевт решают рискнуть почкой брата.

Джона подвергают облучению, сводят к минимуму сопротивляемость и пересаживают почку.

Оба живут, но Джона лечат от лучевой болезни и защищают от возможных инфекций.

Проходит восемь месяцев, и восстанавливается иммунитет. Почка под угрозой.

Новое массивное облучение. Но оно уже не помогает. Почка Эндрю вошла в неразрешимое противоречие с иммунитетом Джона.

Этот раздел еще об одном новом понятии — о тканевых и клеточных культурах.

Некоторые клетки можно поместить в пробирку со специальной питательной средой, и эти клетки будут жить и размножаться, причем размножаться бесконечно. Их нужно только пересаживать из пробирки в пробирку. Чтобы получить много клеток, их «засевают» из пробирки в особый плоский флакон, называемый матрасом. С таких матрасов можно получить «урожай» в миллиарды клеток.

Становится возможным изучать закономерности жизни изолированных человеческих клеток и клеток животных, действие на них различных лекарств, изучать особенности обмена веществ и прочие не менее важные вещи.

Если клеточные культуры заразить вирусами, то они размножаются в этих клетках, как в живом организме. Можно изучать закономерности их размножения. Можно получать вирусную массу для вакцин. Можно искать химические агенты для лечения вирусных болезней (грипп, корь, полиомиелит и др.).

Именно так вирусологи и поступают. Все это они делают в пробирках и матрасах — иначе говоря, в стеклянных условиях, в стеклянном мире. Эта жизнь, этот эксперимент переводятся на латынь и получают самостоятельный смысл и имя in vitro (ин витро), то есть в стекле.

In vitro размножается культура человеческих или животных клеток. Размножается бесконечно. Как бы автономный кусочек человеческого тела или тела животного.

Многие клетки могут автономно жить и размножаться. Например, клетки соединительной ткани — фибробласты, некоторые эпителиальные клетки, покрывающие слизистые оболочки, и раковые.

Доктор и колыбели

К сожалению, далеко не все клетки могут долго жить и размножаться в пробирках (in vitro). Многие ткани очень быстро отмирают. К ним относятся и интересующие нас клетки кроветворных тканей — костного мозга, селезенки. Эти клетки создают кровь и, что особенно важно нам, иммунологам, антитела.

Возможность изучения этих тканей важна, но мала. Жизнь кроветворных тканей, в том числе «антителотворных» клеток, in vitro оказалась неполноценной. Иммунологам давно нужны какие-то другие методы.

Их надо было искать. Необходимо было создать более совершенные, более деликатные «биологические ясли» для столь деликатных, столь совершенных клеток. К сожалению, нельзя изучать эти клетки во всех аспектах в самом организме непосредственно, там, где они живут обычно. Нельзя, например, решить вопрос о возможности превращения клеток одного типа в другой. Это можно исследовать только на изолированных в чистом виде клетках. К тому же нужны условия, в которых за ними можно следить.

Нельзя окончательно выяснить характер действия на клетки химических или физических агентов. Для этого нужно направить интересующие нас воздействия непосредственно на эти клетки. Воздействия в целостном организме всегда сложно зависят и от многих других его систем (нервная, гормональная и т.п.). Нужны изолированные клетки, изолированные воздействия на них.

В отношении кроветворной ткани получается своеобразная ситуация. Ее легко взять у исследуемого организма. Легко получить клеточную взвесь. Можно подвергать эту взвесь всевозможным воздействиям. И невозможно потом культивировать. В пробирках она не культивируется. Вот почему уже в конце прошлого столетия пытались культивировать клетки, изъятые из одного организма, в организме другого животного, не в пробирке, а in vivo (ин виво), что в переводе с латинского значит «в живом».

Эти попытки длительное время не приносили желаемого результата, несмотря на то, что клетки помещались не в искусственную среду, а как бы в естественные условия.

Неудачи культивирования in vivo объяснялись двумя основными причинами. Во-первых, мешает иммунитет, чужеродные клетки — пересаженные реципиенту клетки отторгаются в течение нескольких ближайших дней. Во-вторых, клетки, введенные в целостный организм, «смешиваются» с клетками нового хозяина, и следить за ними практически невозможно. Необходимо придать им какую-то специфическую функцию, которой не обладают клетки реципиента и по которой можно следить за их жизнедеятельностью.

Культура клеток in vivo стала широко и продуктивно применяться только в последние годы, после преодоления указанных трудностей. Первое препятствие было устранено посредством использования изологичных животных (еще один термин, означающий, что доноры и реципиенты принадлежат к одной чистой линии), внутри которых трансплантации происходят без осложнений. Ну, а специфическая функция — естественно, выработка специфических антител. Для этого доноры перед изъятием у них клеток кроветворных тканей (костномозговых, селезеночных, лимфоидных) подвергаются иммунизации. В результате этого специализированные клетки обретают способность вырабатывать заданные антитела. Клетки получают функциональную метку, и за ними становится возможным следить.

Кроме того, реципиентов можно облучить, и они не смогут вырабатывать свои антитела. После этого мероприятия продукция антител в культуре in vivo ведется именно перенесенными клетками. Облученные изологические реципиенты служат в качестве «пробирок», в которые «инокулируются», то есть вводятся, исследуемые клетки селезенки, лимфатических узлов или костного мозга.

Таким образом, метод культивирования кроветворных иммуннокомпетентных клеток in vivo в современном виде включает следующие этапы: 1) иммунизация донора, чтобы извлекаемые клетки обладали функцией выработки антител; 2) извлечение исследуемых клеток и осуществление требующихся по задачам исследований манипуляций или воздействий; 3) введение их в организм облученного изологического реципиента; 4) учет их функционирования в культуре in vivo посредством определения уровня антител, вырабатываемых перенесенными клетками, и с помощью непосредственных микроскопических наблюдений.

По характеру третьего этапа культура in vivo может быть разделена на «свободную», когда клетки вводятся непосредственно в кровь реципиента, расселяясь по всему организму, и «камерную», когда клетки помещаются в камеры, проницаемые для жидкостей, но не для клеток. В последнем случае клетки в культуре in vivo размножаются, функционируют и дифференцируются в ограниченной полости, что дает большие возможности для микроскопических наблюдений за ними.

Вот несколько примеров, чего ученые достигли с применением культуры in vivo в области иммунологии и радиобиологии.

Иммунология обогатилась рядом капитальных закономерностей. Прежде всего доказано, что выработка антител является функцией количества клеток. Увеличение вдвое числа клеток в культуре in vivo во столько же раз увеличивает выработку антител.

Культура клеток in vivo с применением камер дала возможность доказать, что после попадания в организм антигенов клетки, реагирующие на них, прежде всего начинают размножаться (делиться). Среднее время, требующееся для деления клеток, вырабатывающих антитела, как выяснилось, укорачивается по крайней мере вдвое — с 24 до 12 часов. Установлено, что после повторного введения антигена одно и то же количество клеток может вырабатывать более чем в 100 раз больше антител, чем после первичного. Исследования различных тканей показали максимальную антителообразующую активность клеток селезенки и лимфатических узлов. Костномозговые клетки — менее активные продуценты антител.

Радиобиология получила важнейшие сведения о радиационном поражении антителогенеза на клеточном уровне. Показано, например, что клетки, облученные рентгеновыми лучами в дозе 250 рентген, вырабатывают приблизительно в 8 раз меньше антител, чем нормальные. Для получения тех же титров, что и в норме, нужно взять в 8 раз больше клеток. А это значит, что угнетение выработки антител в облученном организме прежде всего зависит от уменьшения в нем иммунологически активных клеток.

Можно было бы и дальше перечислять научные достижения, которые стали возможны с применением метода культуры клеток in vivo. Однако и сказанного достаточно, чтобы продемонстрировать ту пользу, которую принесли экспериментаторам сфинксы. Ведь введение кроветворных клеток в облученный организм для культивирования есть не что иное, как создание радиационного сфинкса.