Знания исцеляют

Андрей Степанов - врач, кмн


Previous Entry Share Next Entry
Фоторепортаж из операционной: трансплантация клеток костного мозга
glagolas
Сегодня расскажу для чего и как выполняется трансплантация стволовых клеток костного мозга пациентам с онкологическими заболеваниями крови - лейкоз, лимфома, миелома и др.

Для лечения данных заболеваний применяется химиотерапия, которая уничтожает все частоделящиеся клетки, прежде всего - опухолевые. Однако быстро делятся и здоровые стволовые клетки, за счет которых происходит обновление тканей и органов - они также чувствительны к химиотерапии. Поэтому в результате химиотерапии останавливается регенерация эпителия желудочно-кишечного тракта, органов дыхания, кожи и волосяных фолликулов, а также временно прекращается обновление крови. Но если остановку регенерации в большинстве органов пережить можно, то прекращение кроветворения может стать причиной опасных для жизни осложнений. Снижение количества тромбоцитов ведет к кровотечениям, а снижение лейкоцитов - к тяжелым инфекциям. Поэтому для восстановления кроветворения после высокодозной химиотерапии необходимо выполнить трансплантацию кроветворных стволовых клеток. Для внедрения данного метода терапии в Ханты-Мансийском округе был создан НИИ клеточных технологий, сотрудником которого является ваш покорный слуга.

(1 - криохранилище и лаборатории расположены в Ханты-Маснийске в этом здании, который мы любя называем коттедж)


Чаще всего стволовые клетки заготавливаются заранее у самого пациента, ведь собственные клетки лучше всего приживаются в родном организме. Выделение стволовых клеток из организма на время химиотерапии выводит их из под "удара" больших доз химиопрепаратов.

Получают клетки не напрямую из костного мозга, так как данный орган у больного содержит онкогенные клетки. С помощью специальных препаратов стволовые клетки "выгоняют" из костного мозга в кровообращение. Данные препараты аналогичны эндогенным веществам, которые в естественных условиях синтезируются организмов при кровопотере и заставляют костный мозг регенерировать новые клетки крови.

Затем путем постоянного отбора крови из вены пациента стволовые клетки осаждают с помощью центрифугирования, а оставшиеся фракции крови возвращают в кровообращение. Данную процедуру проводят сотрудники НИИ клеточных технологий на выезде в Гематологическом центре г. Сургута или в Онкологическом центре г. Ханты-Мансийска и выглядит это следующим образом:

(2 - пакет с заготовленными клетками в правом верхнем углу кадра)


Данную процедуру продолжаем 4-8 часов, пока не наберем необходимое количество кроветворных стволовых клеток - не менее 3-4 миллионов на килограмм массы пациента. Такое количество клеток достаточно для успешного восстановления кроветворения после высокодозной химиотерапии.


Затем полученный трансплантат необходимо сохранить на несколько недель, пока будет выполняться химиотерапия. Для этого клетки замораживают в жидком азоте и хранят при температуре -195 С. Однако кристаллизация трансплантата во время замораживания может повредить значительную часть клеток, и дальнейшая трансплантация не позволит восстановить кроветворение у пациента. Для снижения кристаллообразования в трансплантат добавляется криопротектор - специальный препарат, молекулы которого блокируют формирование кристаллической структуры воды. Добавление криопротектора к трансплантату выполняется через "закрытую систему", которая исключает контакт биоматериала с окружающей средой. Кроме того, трансплантат будет введен пациенту после химиотерапии, которая угнетает клетки иммунитета, и попадание малейшей инфекции влечет опасные для жизни осложнения. Поэтому данная процедура выполняется в условиях "чистой зоны", стерильность в которой выше, чем в операционных:

(3 - подготовка стволовых клеток к замораживанию в чистой зоне в НИИ клеточных технологий)


После каждой манипуляции с трансплантатом отбираются пробы для лабораторного контроля количества стволовых клеток, их способности к кроветворению и контроля стерильности. Все пробы передаются в лабораторию через шлюз, исключающий загрязнение чистой зоны:

(4 - расфасовка трансплантата и добавление криопротектора, шлюз в лабораторию)


Затем выполняется замораживание трансплантата с помощью программного замораживателя, который позволяет управлять подачей паров жидкого азота по оптимальной программе для снижения кристаллообразования:

(5 - программный замораживатель)


Далее замороженный трансплантат помещают в хранилище с жидким азотом. При температуре -195 С трансплантат хранится, пока пациент получает химиотерапию. Обычно хранение длится недели-месяцы, но потенциально стволовые клетки могут храниться вечно без снижения их жизнеспособности, так как при данной температуре никакие биохимические процессы невозможны.

(6 - криохранилище в НИИ клеточных технологий)


После химиотерапии пациент находится в стерильном помещении до тех пор, пока не восстановится кроветворение. Здесь же происходит трансплантация. Трансплантат извлекается из жидкого азота и размораживается в течение 1 минуты на водяной бане при +40 С:

(7 - размораживание)


Собственно трансплантация - это струйное введение стволовых клеток в кровообращение пациента:

(8 - трансплантация)


Проходя через костный мозг пациента, гемопоэтические стволовые клетки способны закрепляться в специальных нишах, где, получая разного рода биохимические сигналы от организма, начинают активно делиться и превращаться в эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Как правило, через пару недель пациента переводят в обычную палату.

Скорость восстановления кроветворения зависит от количества стволовых клеток и их способности к кроветворению. Данные параметры трансплантата оцениваются в лаборатории проточной цитометрии, так как под микроскопом невозможно отличить стволовые клетки от лимфоцитов. С помощью специальных красителей и лазерной технологии анализатор распознает стволовые клетки и считает их количество:

(9 - подсчет стволовых клеток проточной цитометрией в НИИ клеточных технологий)


Если заготовленное количество клеток недостаточно для успешного восстановления кроветворения, то процедуру их получения повторяют. Кроме того в культуральной лаборатории оценивается способность стволовых клеток к делению и созреванию. На следующем фото я как раз вношу стволовые клетки в питательной среде на чашку Петри:
(11)


Кроме питательных субстратов среды содержит стимуляторы деления и созревания стволовых клеток, аналогичные тем веществам, которые вырабатываются организмом. Вот так через 2 недели выглядят колонии из тысяч клеток, выращенных всего из одной стволовой клетки. В данном случае - молодые эритроциты:

(12 - колонии созревающих клеток, увеличено в 200 раз)


Полученные результаты позволяют оценивать способность стволовых клеток восстанавливать кроветворение, а также оптимизировать процессы их получения и криоконсервации, что как раз являлось целью моей диссертации.

В перспективе планируется внедрение донорской трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Для этого на базе НИИ клеточных технологий запущена лаборатория генотипирования для подбора совместимых пар "донор-реципиент".

(13 - моя супруга в лаборатории генотипирования)


Всего за 6 лет жителям округа выполнено более 100 трансплантаций. Все пациенты были выписаны в состоянии ремиссии. Например, самый первый наш пациент с множественной миеломой уже 6 лет ведет активный образ жизни, работает, у него появилось двое детей!

Между тем, без трансплантации клеток костного мозга медиана продолжительности жизни таких пациентов составляет всего около 3-х лет. К сожалению, данный вид терапии выполняется лишь в четырех регионах России за пределами федеральных центров. В результате в других регионах России лечение получает только 1 из 10 пациентов с показаниями. Остальные либо уезжают на лечение за границу, либо преждевременно погибают, даже не подозревая о возможности жить дальше. В настоящий момент мною готовится Руководство по внедрению трансплантации костного мозга в региональных стационарах. Надеюсь, оно поможет специалистам и организаторам здравоохранения в регионах России спасти кому-нибудь жизнь. Знания исцеляют!

Уважаемые читатели, мне нужна ваша помощь! В своем блоге я планирую развивать научно-популярный проект "фоторепортажи из операционной". В рамках данного проекта готовится фоторепортаж какой-либо операции, а затем в научно-популярном стиле от лица врача, который выполнял операцию, комментируется каждая фото-иллюстрация. Если вам понравилась данная статья и вы желаете увидеть новые материалы об операциях на сердце, глазах или о протезировании зубов (жду пожелания в комментариях), пожалуйста, помогите распространить данную публикацию в своих аккаунтах в соцсетях в качестве моего портфолио. Я ищу медицинские организации, готовые к сотрудничеству в рамках данного проекта на безвозмездной основе. Представители медицинской организации могут связаться со мной в Фэйсбук, Вконтакте или по email: glagolas@yandex.ru

Чтобы не пропустить новые фоторепортажи, подписывайтесь на самый популярный блог о медицине! А если у вас нет аккаунта в ЖЖ, подписывайтесь на обновления в Фэйсбук, Вконтакте, Телеграм или Твиттер.


Поделитесь информацией в соцсетях:

Featured Posts from This Journal


  • 1
Трансплантации собственных клеток детям выполняют гораздо реже, чем взрослым. Прежде всего это связано с заболеваниями более характерными для данного возраста. Если среди пожилых более распространена множественная миелома и лимфомы, то для детей более характерны лейкозы. При лейкозах как костный мозг, так и периферическая кровь содержит опухолевые клетки, которые могут попасть в трансплантат и будут возвращены в организм после химиотерапии, что увеличивает риск рецидивов. Поэтому при данных заболеваниях трансплантация собственных клеток нецелесообразна и выполняется в крайнем случае, когда стандартные дозы химиотерапии не дают результата, а подходящий донор не найден.

понятно.
раньше думала почему-то, что костный мозг как-то из костей выкачивают, а недавно вот рассказали, что нет. просто из крови центрифугой.

У доноров достаточно часто клетки костного мозга получают буквально их "выкачиванием" из подвздошной кости (миелоэксфузия). Это требует наркоза, зато уже через несколько часов донор может идти домой.

Получение из периферической крови требует нескольких дней стимуляции (уколы "гормонов") для выхода стволовых клеток из костного мозга в кровь и затем 1-2 дня по 4 часа лейкоцитафереза (аппаратное центрифугирование). Для работающих доноров это может быть неприемлемо (больничные и компенсации в данном случае не предусмотрены законодательством). Кроме того стимуляция может иметь нежелательные последствия и нецелесообразна ("риск выше потенциальной пользы") для здорового донора. Поэтому многие доноры выбирают миелоэксфузию.

При некоторых заболеваниях выполняется трансплантация собственных клеток пациента, полученных миелоэксфузией. Это допустимо, если костный мозг не содержит измененных клеток (например, если локализация онкологического процесса в лимфоузлах).

мне еще знаете что непонятно. раньше много где читала, что вот ищут ищут донора по всему миру, найти могут только там, где база данных давно ведется, все налажено с донорством и проч и проч.
а вот у знакомых тут сыну потребовался донор, так просто взяли отца и все.
почему раньше так не делали?

Делают и раньше так делали, но реже, так как есть определенные сложности. Мы у себя в лаборатории для этого ежедневно генотипируем пациентов и его родственников. В некоторых случаях допустима или даже желательна трансплантация от наполовину совместимого донора (гаплоидентичные трансплантации). Отец, мать и 50% родных братьев/сестер - как раз такие доноры.

Из такого трансплантата в организме пациента вырастает иммунитет донора, который начинает распознавать клетки пациента (в том числе опухолевые) как чужеродные и атакует их. Собственный иммунитет пациента подавлен химиотерапией, поэтому не в состоянии атаковать трансплантат. Это называется реакцией трансплантата против опухоли и в некоторых случаях позволяет добиться лучшей результативности. Такие схемы терапии наиболее сложные.

Edited at 2017-11-23 11:25 am (UTC)

иммунитет донора долбит же не только опухолевые клетки, но и все остальные? как этого избегают?

Да, атакует и сздоровые ткани. Но донорский иммунитет как правило не такой сильный как собственный иммунитет у здорового человека. Кроме того половина генотипа (аллель генов отвечающих за распознавание свой-чужой) совпадает. Выгода от такой трансплантации выше риска развития данных нежелательных последствий.

спасибо, обнадеживает. надеюсь что у данной конкретной семьи моих знакомых все будет хорошо.
пока что у них много побочек от трансплантации, борются.

В данном случае отец подошел, но вообще вероятность этого довольно низкая. Среди родственников больше всего шансов, что подойдет брат или сестра, но и тут вероятность около 30%

мне рассказывали, что и отец и мать подошли. выбрали в итоге отца.
насколько правду говорили- не знаю. но удивило именно потому, что написала в комменте. Раньше у Панюшкина чтоли читала как это сложно- подобрать донора. какая это удача.

Для неродственной трансплантации найти полностью идентичного (по генам определяющим свой-чужой) донора - сложно. Если врач принимает решение трансплантировать от гаплоидентичного донора, то донором может стать отец или мать. Про родственников читайте мой коммент ниже.

Родной отец или мать во всех случаях совпадают с ребенком на 50% (гаплоидентичность или идентичность по одной аллели). С родными братьями/сестрами вероятность полного совпадения - 25%, несовпадения - 25%, и совпадения наполовину - 50%.

Подходящий - я имела в виду полностью совпадающий. Не знала, что могут пересадить в случае всего 50% совпадения.

Я хотел сказать, что ребенок не может совпасть с отцом по данным генам на 100%, так как половинка всегда от матери. Полное совпадение возможно только в случае идентичности данных генов у отца и матери. А это уже из ряда вон случай)) Природа постаралась минимизировать вероятность таких союзов и сделала многие подобные пары бесплодными. У меня есть интересный пост на эту тему: https://glagolas.livejournal.com/128361.html

нужна идентичность комплекса гистосовместимости?

  • 1
?

Log in

No account? Create an account