Пересадка стволовых клеток при генетических болезнях. Эффективность

Обновлено: 29.11.2022

Онкология

Пересадка стволовых клеток – это инновационный ​метод лечения заболеваний, ранее считавшихся неизлечимыми. Стволовые клетки в организме содержатся в костном мозге. Они способны дифференцироваться в клетки любой ткани, потому незаменимы в течение всей жизни для поддержания всех органов в здоровом состоянии. Участвуя также в столь важной функции костного мозга, как кроветворение, стволовые клетки продуцируют три главных компонента крови: лейкоциты (защита от инфекций), тромбоциты (свёртываемость крови), эритроциты (транспорт кислорода по кровеносной системе во все органы и ткани).

Хотя подавляющее большинство стволовых клеток содержится в костном мозге, обнаруживаются они и в самой крови (в значительно меньшем количестве). Также замечено, что большой запас стволовых клеток содержится в пуповине и плаценте новорожденного ребёнка. Этот материал абсолютно совместим со стволовыми клетками младенца, поэтому в последнее время стала активно изучаться возможность сохранения этого бесценного материала для каждого человека в момент его рождения.

Пересадка стволовых клеток имеет жизненно важное значение при некоторых тяжёлых заболеваниях. В ряде случаев – это единственная возможность вылечиться.

2. Заболевания при которых подтверждена эффективность пересадки

Подтверждена эффективность пересадки стволовых клеток при:

  • лейкозе;
  • лимфоме;
  • апластической анемии;
  • бета-талассемии;
  • серповидно-клеточной анемии;
  • врождённых тяжёлых расстройствах обмена веществ;
  • иммунных заболеваниях (таких, как ВИЧ, системная красная волчанка, системный склероз).

3. Этапы пересадки стволовых клеток

Пересадка стволовых клеток проходит в несколько этапов. Каждый из них очень важен, поэтому конечный результат и послеоперационный прогноз зависят от правильного прохождения каждой фазы лечения.

1. Подбор донора

Наиболее подходят для трансплантации стволовые клетки либо самого больного, либо того материала, что был собран и сохранён при его рождении. Но второе в клинической реальности пока остается редкостью. В настоящее время такая возможность доступна лишь некоторым самым маленьким пациентам, поскольку сохранение полученного при рождении материала только начинает входить в медицинскую практику, и на сегодняшний день это достаточно дорогое удовольствие.

Получать стволовые клетки от самого больного в течение жизни целесообразно только в период, когда он здоров или пребывает в фазе глубокой ремиссии, т.е. когда все показатели костного мозга соответствуют норме.

По степени совместимости также очень благоприятный прогноз дают стволовые клетки, полученные от однояйцевого близнеца больного. Однако, проблема в том, что многими тяжёлыми заболеваниями близнецы болеют одновременно.

Материал от других ближайших родственников совместим лишь с вероятностью 25%.

Если возможность получить стволовые клетки от самого пациента или его родных исключена, подбор материала для трансплантации проводится через банк доноров стволовых клеток.

2. Подготовительный этап

На этом этапе больной получает химиотерапию в дозах, превышающих таковые при стандартных схемах этого вида лечения. В результате уничтожаются стволовые клетки самого пациента вместе со злокачественными. Костный мозг становится «стерильным», «пустым» и готовым принять новые клетки. Этот тяжелый этап обычно сопровождается поддерживающей терапией для снижения общетоксического действия химиопрепаратов.

3. Пересадка стволовых клеток

В подготовленный организм через катетер, установленный в крупной вене, вливается кровь со здоровыми стволовыми клетками. Процедура длится около часа и мало чем отличается от обычного переливания крови.

4. Период иммунного дефицита

Это очень ответственный период, поскольку новые стволовые клетки ещё не прижились и не начали выполнять свои функции, а собственный иммунитет человека полностью уничтожен. Для сохранения жизни пациента принимается комплекс мер, исключающих попадание в организм инфекций. Пациент находится в стерильной палате, воздух в которой регулярно фильтруется, больному нельзя выходить, запрещены любые посещения и передачи. Постоянно проводятся мероприятия для поддержания больного в этот опасный период: переливания крови, детоксикация.

5. Приживление стволовых клеток

Регулярные осмотры и исследования позволяют понять, когда костный мозг начинает восстанавливаться. Стволовые клетки постепенно приживаются в новом организме, начиная выполнять кроветворные функции. Повышается иммунитет, уходят системные расстройства (нормализуется температура тела, пищеварение, восстанавливаются слизистые оболочки, печень и состав крови).

Прогноз

Когда ставится вопрос о жизни и смерти, пациент обычно готов использовать любой шанс. Однако, решение о пересадке стволовых клеток является очень сложным и принимается далеко не всегда (даже при наличии, скажем, соответствующих финансовых возможностей), потому что при определенных условиях операция приносит лишь дополнительные и бессмысленные страдания. Исход болезни в случае пересадки стволовых клеток зависит от следующих факторов:

  • степень совместимости донорского материала со стволовыми клетками больного;
  • возраст пациента (для молодых прогноз более благоприятен);
  • состояние больного к моменту операции (решается вопрос, сможет ли человек пережить трудные послеоперационные этапы);
  • отсутствие серьёзных инфекционных заболеваний с латентным течением (цитомегаловирус, микоплазмоз, хламидийные инфекции);
  • объём донорского материала (чем больше здоровых стволовых клеток трансплантируется, тем эффективней лечение, однако в этом случае повышается и риск отторжения донорского материала).

Как проходит трансплантация стволовых клеток

Заведующая онкологическим отделением в клинике Ихилов.

Процесс пересадки стволовых клеток состоит из нескольких этапов. Сущность и последовательность этапов практически не зависят от того, какой тип трансплантации вам назначили.

Обследование и подготовка к трансплантации

Вначале вас обследуют для того, чтобы выяснить, нет ли у вас противопоказаний к трансплантации стволовых клеток. Эта процедура – настоящее испытание для организма. Несмотря на то, что многим людям она помогает победить болезнь, проблемы в ходе процедуры могут привести к тяжелым осложнениям и даже к летальному исходу. Перед началом лечения необходимо взвесить все плюсы и минусы пересадки стволовых клеток.

Как проходит трансплантация стволовых клеток

Трансплантация тяжело переносится и в психологическом плане. Пациенту приходится лежать в больнице в изоляции. Кроме того, вероятность возникновения побочных эффектов очень высока. И, хотя многие из таких побочных эффектов вскоре проходят, некоторые сохраняются на несколько лет. Это значит, что людям приходится менять привычный образ жизни. Иногда такие изменения носят временный характер. В ряде случаев, впрочем, они сохраняются на всю оставшуюся жизнь.

Перед трансплантацией необходимо обсудить весь процесс и все потенциальные побочные эффекты с лечащим врачом. Возможно, вы также захотите пообщаться с теми пациентами, кто уже перенес процедуру по пересадке стволовых клеток. Эффект трансплантации может проявиться спустя недели и месяцы после процедуры. Тяжело жить, не зная о том, как на вас в итоге подействует пройденное лечение. Ожидание отнимает у пациента, его близких и лиц, осуществляющих уход, время и эмоциональные ресурсы. Важно получать поддержку от близких людей. К примеру, вам понадобится помощь ответственного взрослого человека, готового следить за графиком приема лекарств, проверять, не появились ли у вас осложнения, и оставаться на связи со специалистами даже после вашей выписки. Специалисты расскажут вам и человеку, осуществляющему уход за вами, обо всех нюансах лечения и выздоровления. Они также помогут вам преодолеть все трудности и препятствия, возникающие как во время подготовки к лечению, так и во время трансплантации.

Вам назначат различные диагностические процедуры. Врач также задаст вам ряд вопросов для того, чтобы определить, сможете ли вы перенести трансплантацию стволовых клеток. Процесс подготовки обычно состоит из следующих этапов:

Как проходит трансплантация стволовых клеток

  • HLA-типирование, включая типирование с высоким разрешением;
  • полноценный анализ истории болезней и физический осмотр;
  • изучение психологических и эмоциональных особенностей;
  • выбор человека, который будет отвечать за уход в процессе лечения;
  • биопсия костного мозга;
  • КТ (компьютерная томография) или МРТ (магнитно-резонансная томография);
  • исследование сердца – например, ЭКГ (электрокардиография) или эхокардиография;
  • исследование легких – например, рентгенография грудной клетки и легочные функциональные тесты;
  • консультации с другими специалистами трансплантационной бригады, включая стоматолога, диетолога и соцработника;
  • анализы крови, включая общий анализ крови, биохимический анализ крови и скрининг на такие вирусные инфекции, как гепатит B, цитомегаловирусная инфекция и ВИЧ.

Возможно, вам поставят центральный венозный катетер (ЦВК). Он устанавливается в крупную вену в грудной клетке. Катетер ставят в ходе амбулаторной операции, под местной анестезией (врач обезболивает только тот участок, куда вводят катетер). Медсестры используют катетер для того, чтобы брать образцы крови и вводить лекарственные препараты. Если вам предстоит аутологичная трансплантация, вам поставят особый катетер, предназначенный для забора стволовых клеток (афереза). ЦВК остается на месте до тех пор, пока пересаженные стволовые клетки не приживутся, а уровни форменных элементов крови не начнут стабильно подниматься до нормы.

Пригодность к трансплантации

Лучше всего трансплантацию стволовых клеток переносят люди более молодого возраста и пациенты, едва начавшие лечиться. Некоторые трансплантационные центры устанавливают возрастные лимиты. К примеру, традиционную аллогенную трансплантацию (есть несколько видов этой процедуры) нередко предлагают только пациентам младше 50 лет, а аутологичную – пациентам младше 65 лет. Трансплантация стволовых клеток может быть противопоказана при тяжелых заболеваниях сердца, легких, печени или почек. Некоторым из таких пациентов назначают так называемую мини-трансплантацию.

Госпитализация или амбулаторное лечение

Специалисты определят, где вам предстоит лечиться – в стационарном отделении или в амбулаторном центре. Возможно, вам посоветуют ложиться в стационар только на определенные процедуры. Если нужно лечь в стационарное отделение, в больницу следует прийти за день до назначенной трансплантации. Перед так называемым кондиционированием (см. ниже) бригада специалистов должна убедиться в том, что вы и ваши близкие понимаете процесс лечения и согласны на все рекомендуемые процедуры.

Как проходит трансплантация стволовых клеток

Если трансплантация полностью или частично проводится на амбулаторной основе, необходимо подыскать жилье рядом с трансплантационным центром на весь начальный период лечения. Вам потребуется помощь родственника или близкого человека, имеющего возможность круглосуточно находиться рядом с вами. Кроме того, вам обоим понадобится надежный транспорт для того, чтобы посещать клинику. Специалисты трансплантационной бригады будут внимательно следить за вашим состоянием и проверять, не возникли ли у вас осложнения. Соответственно, вам придется посещать клинику каждый день на протяжении нескольких недель. Возможно, вас все-таки положат в стационар в том случае, если ситуация изменится или если у вас возникнут осложнения.

Чтобы снизить риск инфицирования во время лечения, стационарных пациентов кладут в одноместные палаты с особыми воздушными фильтрами. Некоторые палаты оборудованы защитными барьерами, отделяющими их от остальных палат и коридоров. Специальные системы очистки препятствуют проникновению в помещение загрязненного воздуха. Если вы планируете лечиться на амбулаторной основе, вам подробно расскажут о том, как защититься от инфекций.

Опыт, связанный с трансплантацией стволовых клеток, может стать тяжелым переживанием. Специалисты помогут вам подготовиться к лечению как физически, так и эмоционально. Они предпримут все меры для того, чтобы учесть ваши потребности и ответить на все интересующие вас вопросы. Вам и вашим близким объяснят, как проходит процесс пересадки стволовых клеток.

Вы и ваши близкие должны понимать, чего следует ожидать от лечения. Дело в том, что как только начнется кондиционирование, пути назад не будет. Прерывание трансплантации на любом из ее этапов грозит серьезными осложнениями.

Кондиционирование (химио- и/или лучевая терапия)

Кондиционирование, также известное под названием “подготовка костного мозга” или “миелоабляция”, – это лечение высокими дозами химиотерапевтических препаратов или радиации. Это первый этап трансплантации, который обычно длится 1-2 недели. Кондиционирование преследует одну или несколько целей:

Как проходит трансплантация стволовых клеток

  • освободить место в костном мозге для трансплантируемых стволовых клеток;
  • подавить иммунную систему пациента с тем, чтобы приживление трансплантата прошло без осложнений;
  • уничтожить раковые клетки, которые остались в организме пациента.

Особенности кондиционирования зависят от ситуации. При планировании лечения специалисты учитывают, каким онкологическим заболеванием вы страдаете, какая трансплантация вам предстоит и какими методами (химиотерапия, облучение) вы лечились в прошлом.

Если план лечения включает химиотерапию, препараты выдадут в форме таблеток и/или введут через центральный венозный катетер. Если планируется лучевая терапия, это значит, что облучать будут все тело (тотальное облучение тела, или ТОТ). ТОТ проводится либо в виде единственной процедуры, либо в виде нескольких сеансов, назначенных на разные дни.

Эта фаза трансплантации сопряжена с существенным дискомфортом, так как в лечении используются очень высокие дозы химиотерапевтических препаратов и/или радиации. Химиотерапия и облучение вызывают разнообразные побочные эффекты, способные сильно ухудшить самочувствие пациента.

Некоторые побочные эффекты проходят лишь спустя несколько месяцев после начала лечения. Многие пациенты жалуются на то, что у них появились ранки в ротовой полости. При таких побочных эффектах принимают мощные обезболивающие препараты. Некоторые люди также жалуются на тошноту, рвоту, неспособность принимать пищу, выпадение волос и проблемы с легкими или дыханием.

У женщин кондиционирование может вызвать преждевременную менопаузу. Кроме того, многие женщины и мужчины после такого лечения становятся бесплодными (теряют способность иметь детей).

Важнейший день: инфузия стволовых клеток

Пациенту, перенесшему кондиционирование, дают несколько дней на отдых. После этого производится пересадка стволовых клеток. Клетки вводят через центральный венозный катетер. Процедура во многом напоминает переливание крови. Если стволовые клетки замораживались, вам вначале введут дополнительные лекарственные препараты. Эти препараты снизят риск нежелательной реакции вашего организма на консерванты, используемые при заморозке клеток.

Как проходит трансплантация стволовых клеток

Замороженные стволовые клетки вначале размораживают в теплой воде, а затем сразу же вводят в вену пациента. Иногда используют более одного пакета стволовых клеток. В ходе аллогенной или изогенной трансплантации забор донорских клеток производится в операционной, а обработка – в лаборатории сразу же после их извлечения. Стволовые клетки, прошедшие обработку, сразу же вводят в вену пациента – их не замораживают. Длительность пересадки зависит от объема жидкости, в которой находятся стволовые клетки.

Во время процедуры пациент пребывает в сознании. Анестезия не требуется. Это большой шаг, имеющий огромное значение для реципиентов и их близких. Многие люди воспринимают эту процедуру как перерождение или получение шанса на новую жизнь. Иногда день пересадки стволовых клеток празднуют как второй день рождения.

Побочные эффекты инфузии

Известны и другие побочные эффекты, которые появляются у некоторых пациентов как во время, так и сразу после трансплантации стволовых клеток. К таким побочным эффектам относятся:

Как проходит трансплантация стволовых клеток

  • лихорадка или озноб;
  • нехватка дыхания;
  • крапивница;
  • чувство стянутости в груди;
  • низкое артериальное давление;
  • кашель;
  • боль в грудной клетке;
  • уменьшение объема мочи;
  • слабость.

И снова: вышеперечисленные побочные эффекты наблюдаются редко и носят незначительный характер. При появлении любых побочных эффектов пациенту назначают соответствующее лечение. Инфузия стволовых клеток в любом случае должна быть доведена до конца.

Выздоровление после инфузии стволовых клеток

Этап выздоровления начинается сразу же после инфузии стволовых клеток. В этот период пациент и его близкие ждут, пока клетки приживутся. После приживления стволовые клетки начинают делиться и вырабатывать новые кровяные тельца. Длительность периода между трансплантацией и началом стабильного повышения уровней форменных элементов крови зависит от индивидуальных особенностей организма и вида процедуры. Чаще всего, впрочем, пациенты и врачи начинают отмечать изменения через 2-6 недель после пересадки стволовых клеток. Пациенту предстоит либо провести это время в больнице, либо ежедневно посещать трансплантационный центр.

Как проходит трансплантация стволовых клеток

В течение первых двух недель после трансплантации уровни эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов остаются низкими. Сразу же после процедуры (когда уровни форменных элементов крови достигают крайне низких отметок) пациенту колют антибиотики в целях предотвращения инфекций. Такая антибактериальная терапия называется профилактической. Возможно, вам назначат комбинацию антибактериальных, противогрибковых и антивирусных препаратов. Лекарства следует принимать до тех пор, пока уровень белых кровяных телец не достигнет определенной отметки. Тем не менее, даже несмотря на терапию, у вас могут возникнуть такие осложнения, как инфекция в результате нейтропении (недостатка лейкоцитов) или кровотечение вследствие тромбоцитопении (нехватки тромбоцитов). У многих пациентов сильно повышается температура тела. При тяжелых инфекциях назначают капельницы с антибиотиками. Пока костный мозг не начал функционировать, а пересаженные клетки – вырабатывать новые кровяные тельца, пациентам делают переливания эритроцитов и тромбоцитов.

Не считая болезни “трансплантат против хозяина”, характерной только для аллогенной трансплантации, побочные эффекты аутологичной, аллогенной и изогенной трансплантаций можно считать приблизительно одинаковыми. В число потенциальных проблем входят нарушения со стороны желудка, сердца, легких, печени и почек. Пациенты переживают душевные потрясения, тревогу, уныние, радость и гнев. Людям приходится тяжело не только в физическом, но и в эмоциональном плане, ведь они долгое время чувствуют себя плохо и общаются с минимальным кругом лиц.

Выписка из больницы

Подготовка к возвращению домой

Процесс выписки по факту начинается за несколько недель до пересадки стволовых клеток. Вначале специалисты рассказывают пациенту и лицу, осуществляющему уход, о следующих нюансах:

  • необходимые меры предосторожности;
  • назначение лица, осуществляющего уход за пациентом; требования, предъявляемые к такому лицу; выбор замещающего опекуна, который будет отвечать за уход за пациентом в случае болезни первого опекуна;
  • подготовка жилища;
  • правила ухода за центральным венозным катетером;
  • правила ухода за ротовой полостью и зубами;
  • какие продукты можно употреблять в пищу, а какие – нет;
  • разрешенные и запрещенные виды деятельности;
  • в каких случаях следует звонить врачам из трансплантационной бригады или другим специалистам.

Какие существуют критерии выписки из больницы

В большинстве случаев трансплантационные центры не выписывают пациентов домой до тех пор, пока они не будут отвечать следующим критериям:

  • нормальная температура тела в течение последних 48 часов;
  • способность принимать таблетки и другие препараты без рвоты, сохраняющаяся в течение последних 48 часов;
  • возможность контролировать тошноту, рвоту и диарею средствами медикаментозной терапии;
  • уровень нейтрофилов (абсолютное число нейтрофилов, или АЧН) не менее 500-1000/мм3;
  • гематокрит не менее 25-30%;
  • уровень тромбоцитов не менее 15000-20000/мм3;
  • наличие помощника в доме, поддержка родственников и безопасная домашняя среда.

Если вы не отвечаете всем этим требованиям, но при этом также не нуждаетесь в интенсивной терапии в отделении трансплантологии, вас переведут в онкологическое отделение. После выписки необходимо немного пожить рядом с трансплантационным центром для того, чтобы своевременно получить квалифицированную помощь в случае осложнений.

Реабилитация

Процесс трансплантации стволовых клеток не заканчивается на вашей выписке. Многие пациенты жалуются на чувство усталости. Некоторым людям в период реабилитации приходится решать проблемы, связанные с физическим или психическим здоровьем. В связи с этим пациенты по-прежнему принимают много лекарств. После выписки все потребности больного должны удовлетворяться дома, поэтому поддержка со стороны опекуна и друзей/родственников в этот период приобретает особое значение.

Врачи продолжают тщательно следить за состоянием пациентов, перенесших трансплантацию стволовых клеток, даже после их выписки из больницы. Вероятно, вам назначат ежедневные или еженедельные обследования со сдачей анализов крови. Некоторым пациентам требуются дополнительные диагностические процедуры. В начале реабилитации вам, возможно, потребуется переливание крови и тромбоцитов, терапия антибиотиками или лечение иными средствами. Ежедневные посещения специалистов постепенно сменятся более редкими визитами в клинику. Может пройти 6-12 месяцев перед тем, как уровни форменных элементов крови приблизятся к норме, а иммунная система заработает как положено. В этот период врачи все еще будут следить за вашим состоянием.

Некоторые проблемы возникают примерно через год после инфузии стволовых клеток (и даже позже). К таким проблемам относятся:

Как проходит трансплантация стволовых клеток

  • болезнь “трансплантат против хозяина” (после аллогенной трансплантации);
  • инфекции;
  • нарушения со стороны легких, включая пневмонию – воспаление, мешающее нормально дышать;
  • нарушения со стороны почек, печени или сердца;
  • недостаточная функция щитовидной железы;
  • сильная усталость (упадок сил);
  • плохая переносимость физической нагрузки;
  • задержка роста и развития (у детей);
  • катаракта;
  • нарушения репродуктивной или половой функции, включая бесплодие, преждевременную менопаузу, боль или дискомфорт во время полового акта и потерю интереса к сексу;
  • новые онкологические заболевания, вызванные трансплантатом.

К прочим потенциальным проблемам относятся:

  • потеря памяти, нарушения концентрации внимания;
  • психологический стресс, депрессия, изменения в ощущении своего тела, тревожность;
  • социальная изоляция;
  • изменения в отношениях с людьми;
  • изменения в понимании смысла жизни;
  • ощущение себя в долгу перед другими людьми;
  • дискриминация в вопросах работы и страхования.

Трансплантация костного мозга и стволовых клеток периферической крови

Костный мозг – это мягкое губчатое вещество, находящееся внутри костей. Костный мозг содержит незрелые клетки, которые называются гемопоэтическими или кровеобразующими стволовыми клетками. Гемопоэтические стволовые клетки отличаются от эмбриональных стволовых клеток. Эмбриональные стволовые клетки могут давать начало любым клеткам организма, а гемопоэтические стволовые клетки – только клеткам крови.


Гемопоэтические стволовые клетки способны делиться или дифференцироваться в один из трех видов клеток крови: лейкоциты, защищающие организм от инфекций; эритроциты, доставляющие клеткам организма кислород; или тромбоциты, принимающие участие в свертывании крови. Основная часть гемопоэтических стволовых клеток находится в костном мозге, но некоторые клетки, которые называются стволовыми клетками периферической крови, находятся в кровяном русле. Кроме того, гемопоэтические стволовые клетки содержатся в пуповинной крови. Для трансплантации можно использовать клетки из всех этих источников.

Что такое трансплантация костного мозга и трансплантация стволовых клеток периферической крови?

Трансплантация костного мозга и трансплантация стволовых клеток периферической крови – это процедуры, с помощью которых в организме пациента восстанавливают стволовые клетки, разрушенные высокими дозами химиотерапии и/или лучевой терапии. Существует три вида трансплантации:

  • При аутогенной трансплантации пациенту пересаживают его собственные стволовые клетки
  • При сингенной трансплантации пациенту пересаживают стволовые клетки, взятые у однояйцового близнеца
  • При аллогенной трансплантации пациенту пересаживают стволовые клетки, взятые у его брата, сестры или родителей. Кроме того, возможно использование стволовых клеток человека, не являющегося родственником пациента (неродственный донор).

Зачем при лечении рака применяется трансплантация костного мозга и трансплантация стволовых клеток периферической крови?

Трансплантация костного мозга и трансплантация стволовых клеток периферической крови применяются в лечении рака, потому что это дает возможность использовать высокие дозы химиотерапии и/или лучевой терапии. Чтобы лучше понять, зачем при лечении рака используют трансплантацию костного мозга и трансплантацию стволовых клеток периферической крови, нужно иметь представление о том, как действуют химиотерапия и лучевая терапия.

Химиотерапия и лучевая терапия в основном воздействуют на клетки, которые быстро делятся. Эти методы используются для лечения рака, потому что раковые клетки делятся чаще, чем большинство здоровых клеток. Но так как клетки костного мозга тоже часто делятся, высокие дозы химиопрепаратов и лучевой терапии могут серьезно повредить или вообще разрушить костный мозг пациента. А без здорового костного мозга организм не способен вырабатывать клетки крови, необходимые для доставки кислорода, защиты от инфекций и предотвращения кровотечений. При трансплантации костного мозга и трансплантации стволовых клеток периферической крови стволовые клетки крови пациента, разрушенные в процессе лечения, замещаются здоровыми. Таким образом, пересадка здоровых стволовых клеток позволяет восстановить способность костного мозга вырабатывать клетки крови, необходимые пациенту.

При некоторых формах лейкоза основным фактором, определяющим эффективность лечения, становится реакция «трансплантат против опухоли», которая развивается после аллогенной трансплантации костного мозга и стволовых клеток периферической крови. Это осложнение возникает, когда лейкоциты донора (трансплантат) признают раковые клетки, которые остаются в организме пациента после химиотерапии и/или лучевой терапии (опухоль) чужими и начинают их атаковать. (Это осложнение аллогенной трансплантации, которое называется «трансплантат против хозяина»).

При каких видах рака применяется трансплантация костного мозга и трансплантация стволовых клеток периферической крови?

Трансплантация костного мозга и трансплантация стволовых клеток периферической крови чаще всего применяются для лечения лейкоза и лимфомы. Причем, они наиболее эффективны, когда лейкоз или лимфома находятся в стадии ремиссии (симптомы рака отсутствуют). Кроме того, трансплантация костного мозга и трансплантация стволовых клеток периферической крови применяются при лечении других видов рака, таких как нейробластома (этот вид рак возникает в незрелых нервных клетках и чаще всего поражает младенцев и детей) и множественная миелома. Проводятся клинические исследования для изучения эффективности трансплантации костного мозга и трансплантации стволовых клеток периферической крови при лечении других типов рака.

Как подбираются донорские стволовые клетки при аллогенной и сингенной трансплантации?

Чтобы свести к минимуму возможные побочные эффекты, врачи стремятся использовать для трансплантации стволовые клетки, как можно более совместимые с собственными стволовыми клетками пациента. У каждого человека на поверхности клеток имеется индивидуальный набор белков – антигены тканевой совместимости (синоним – антигены главного комплекса гистосовместимости, или HLA-антигены). Этот набор белков можно определить с помощью специального анализа крови.


В большинстве случаев успех аллогенной трансплантации зависит от того, насколько HLA-антигены стволовых клеток донора совместимы с HLA-антигенами стволовых клеток пациента. Чем больше совместимых HLA-антигенов, тем больше вероятность, что организм пациента не отторгнет пересаженные стволовые клетки донора. Если стволовые клетки пациента и донора хорошо совместимы, у пациентов реже развивается осложнение, известное как реакция «трансплантат против хозяина».
Вероятность совместимости с пациентом по HLA-антигенам гораздо выше у близких родственников, особенно у братьев и сестер. Но HLA-совместимые брат или сестра имеются только у 25 – 35% пациентов. Шанс получить HLA-совместимые стволовые клетки от неродственного донора несколько выше и составляет около 50%. Среди неродственных доноров HLA-совместимость значительно лучше, когда донор и пациент принадлежат к одной и той же расе и этнической группе. Хотя в целом количество доноров увеличивается, у людей из некоторых этнических и расовых групп меньше шансов найти совместимого донора. Чтобы облегчить поиск подходящего неродственного донора, создаются реестры доноров-добровольцев.

Так как однояйцовые близнецы имеют одинаковые гены, у них одинаковый набор HLA-антигенов. Поэтому организм пациента не отторгнет трансплантат от однояйцового близнеца. Однако однояйцевые близнецы рождаются нечасто, и сингенная трансплантация проводится редко.

Как получают костный мозг для трансплантации?

Стволовые клетки, используемые для трансплантации, берутся из костного мозга (губчатой ткани, которая находится внутри крупных костей). Процедура получения костного мозга, которая называется «забор костного мозга», одинакова для всех типов трансплантации (аутогенной, сингенной и алогенной). Она проводится в операционной под общей анестезией (т.е. донор во время процедуры спит). Возможно использование спинномозговой (перидуральной) анестезии, которая вызывает потерю чувствительности ниже пояса. Игла прокалывает кожу и вводится в тазобедренную кость, (в редких случаях – в грудину), и костный мозг всасывается в шприц. Вся процедура занимает около часа.

Затем полученный костный мозг обрабатывают, чтобы удалить кровь и фрагменты кости. Если трансплантация не проводится немедленно, в полученный костный мозг добавляется консервант, и он замораживается, чтобы сохранить стволовые клетки до тех пор, пока они понадобятся. Эта методика называется криоконсервированием. Стволовые клетки могут храниться замороженными в течение многих лет.

Как получают стволовые клетки периферической крови для трансплантации?

Стволовые клетки периферической крови, используемые для трансплантации, получают из кровяного русла. Эта процедура называется аферез или лейкаферез. За 4 – 5 дней до афереза донору дают препарат, который увеличивает количество стволовых клеток, выделяемых в кровяное русло. При аферезе кровь забирают из вены на руке или через центральный венозный катетер. Кровь проходит через аппарат, который отбирает стволовые клетки. Затем кровь возвращается к донору, а отобранные стволовые клетки сохраняются. Аферез обычно продолжается 4 – 6 часов. Затем стволовые клетки замораживаются, пока их не введут пациенту.

Как получают стволовые клетки из пуповины для трансплантации?

Стволовые клетки также можно получить из пуповинной крови. Для этого мать должна до рождения ребенка связаться с банком пуповинной крови. Банк пуповинной крови может запросить, чтобы она заполнила анкету и предоставила пробу крови.

Банки пуповинной крови бывают общественные и коммерческие. Общественные банки пуповинной крови принимают пуповинную кровь и предоставляют стволовые клетки другим совместимым лицам в своей сети. В отличие от них, коммерческие банки пуповинной крови хранят пуповинную кровь только для данной семьи до того, как она понадобится ребенку или другому члену семьи.

После рождения ребенка и разрезания пуповины кровь со стволовыми клетками извлекается из пуповины и плаценты. Эта процедура не опасна для матери и ребенка. Если мать согласна, пуповинная кровь обрабатывается и замораживается для хранения в банке пуповинной крови. Из пуповины и плаценты можно получить только небольшое количество крови, поэтому полученные стволовые клетки обычно используются для детей и взрослых некрупного телосложения.

Существует ли риск, связанный со сдачей костного мозга?

Забор костного мозга не представляет проблем для донора, поскольку берется лишь небольшое количество костного мозга. Наибольший риск, связанный с донорством костного мозга – это использование во время процедуры анестезии. В течение нескольких дней возможны болезненные ощущения в месте, из которого забирался костный мозг. Кроме того, донор может ощущать усталость. Через несколько недель организм донора полностью восстанавливает костный мозг. Однако время, необходимое донору для восстановления, индивидуально. Некоторые люди возвращаются к нормальной жизни через 2 – 3 дня, а другим может понадобиться до 3 – 4 недель, чтобы полностью восстановиться.

Существует ли риск, связанный со сдачей стволовых клеток периферической крови?

Аферез доставляет минимальный дискомфорт. Во время проведения афереза человек может почувствовать головокружение, озноб, потерю чувствительности в области губ, судороги в руках. В отличие от забора костного мозга, при сдаче стволовых клеток периферической крови анестезия не требуется. Препарат, который дается донору, чтобы стимулировать выделение стволовых клеток из костного мозга в кровеносное русло, может вызвать боль в костях и мышцах, головную боль, утомляемость, тошноту, рвоту и/или бессонницу. Эти побочные эффекты обычно прекращаются через 2 – 3 дня после приема последней дозы препарата.

Как проходит процедура трансплантации стволовых клеток?

После курса лечения с применением высоких доз химиотерапии и/или лучевой терапии пациент получает стволовые клетки через внутривенный катетер, как при обычном переливании крови. Процедура трансплантации стволовых клеток длится от 1 до 5 часов.

Принимаются ли какие-либо особые меры, если пациент одновременно является донором (аутогенная трансплантация)?

Желательно, чтобы стволовые клетки, используемые для аутогенной трансплантации, содержали минимальное количество раковых клеток. Поэтому перед трансплантацией полученные стволовые клетки иногда очищают, чтобы избавиться от раковых клеток. Процедура очистки сводит к минимуму вероятность возвращения рака. Поскольку очистка может повредить некоторые здоровые стволовые клетки, у пациента забирается большее количество клеток для трансплантации, чтобы после очистки осталось достаточно здоровых клеток.


Что происходит после пересадки стволовых клеток пациенту?

После попадания в кровяное русло стволовые клетки перемещаются в костный мозг и начинают вырабатывать лейкоциты, эритроциты и тромбоциты. Этот процесс называется «приживление». Приживление обычно происходит в течение 2 – 4 недель после трансплантации. Врачи контролируют этот процесс с помощью регулярных анализов крови. Полное восстановление функций иммунной системы занимает намного больше времени – до нескольких месяцев при аутогенной трансплантации и до 1 – 2 лет при аллогенной и сингенной трансплантации. Врачи проводят различные анализы крови, чтобы подтвердить, что новые клетки крови вырабатываются и рак не вернулся. Понять, насколько хорошо работает новый костный мозг, помогает аспирация костного мозга (забор небольшого образца костного мозга для исследования под микроскопом).

Каковы возможные побочные эффекты трансплантации костного мозга и трансплантации стволовых клеток периферической крови?

В обоих случаях основной риск – это повышенная восприимчивость к инфекциям и кровотечения (вследствие предыдущего лечения с применением высоких доз химиотерапии и/или лучевой терапии). Иногда для предотвращения или лечения инфекций назначаются антибиотики. Также возможно переливание тромбоцитарной массы (для профилактики кровотечений) и эритроцитарной массы (для лечения анемии). Кроме того, после трансплантации костного мозга или стволовых клеток периферической крови пациенты в течение непродолжительного времени могут ощущать такие побочные эффекты, как тошнота, рвота, утомляемость, отсутствие аппетита, стоматит, выпадение волос, кожные реакции.

Возможные долгосрочные побочные эффекты включают осложнения от химиотерапии и лучевой терапии, предшествующих трансплантации: бесплодие, катаракта (помутнение хрусталика глаза, приводящее к потере зрения), вторичный рак (метастазы), повреждение печени, почек, легких и/или сердца.
При аллогенной трансплантации иногда развивается осложнение, известное как реакция «трансплантат против хозяина». Это происходит, если лейкоциты донора (трансплантат) принимают клетки пациента (хозяин) как чужие и атакуют их. При этом чаще всего поражается кожа, печень и кишечник. Это осложнение может развиться в течение нескольких недель после трансплантации (острая реакция «трансплантат против хозяина») или намного позже (хроническая реакция «трансплантат против хозяина»). Чтобы предотвратить это осложнение, пациентам могут назначаться препараты, подавляющие иммунную систему. Кроме того, стволовые клетки донора могут подвергнуть специальной обработке, чтобы удалить лейкоциты, которые вызывают реакцию «трансплантат против хозяина». Такая процедура называется «очищение от Т-клеток костного мозга».
Реакция «трансплантат против хозяина» может протекать очень тяжело. В этом случае назначают стероиды и другие препараты, подавляющие иммунитет. Однако некоторые исследования показывают, что если при лейкозе развивается реакция «трансплантат против хозяина», то вероятность того, что рак вернется, низка. В настоящее время проводятся клинические исследования, чтобы найти способы предотвращать и лечить реакцию «трансплантат против хозяина».

Вероятность возникновения и тяжесть осложнений очень индивидуальны и зависят от лечения, назначенного пациенту. Такие вопросы нужно в каждом конкретном случае обсуждать с лечащим врачом.

Что такое «мини-трансплантация»?

Мини-трансплантация, или трансплантация после миелоаблативных (не разрушающих костномозговое кроветворение) режимов – это вид алогенной трансплантации. При мини-трансплантации используют меньшие, не такие токсичные дозы химиотерапии и/или лучевой терапии, чтобы подготовить пациента к аллогенной трансплантации. Такие дозы химиопрепаратов и облучения уничтожают не весь костный мозг пациента, а только некоторую его часть. Кроме того, они уменьшают количество раковых клеток и подавляют иммунную систему пациента, предотвращая отторжение трансплантата.

В отличие от обычной трансплантации костного мозга и трансплантации стволовых клеток периферической крови, после мини-трансплантации в организме пациента некоторое время могут существовать и клетки донора, и клетки пациента. Когда клетки донора начинают приживаться, они могут вызвать реакцию «трансплантат против опухоли» и начать разрушать раковые клетки, которые не были уничтожены с помощью противораковых препаратов и/или лучевой терапии. Чтобы усилить реакцию «трансплантат против опухоли», иногда пациенту делают инъекции лейкоцитов донора. Эта процедура называется «инфузия донорских лейкоцитов».

Что такое «тандемная трансплантация»?

Тандемная трансплантация – это вид аутогенной трансплантации. В настоящее время проводятся клинические исследования для изучения и использования этого метода при лечении некоторых видов рака, включая множественную миелому и герминогенные опухоли. При тандемной трансплантации пациент проходит два последовательных курса высокодозированной химиотерапии с трансплантацией стволовых клеток. Обычно перерыв между двумя курсами составляет несколько недель или месяцев. Исследователи надеются, что этот метод поможет предотвратить рецидивы рака в будущем.

Зачем нужны стволовые клетки


Сердце бьется, мозг, почки, печень работают, волосы отрастают — мы настолько привыкли к этим процессам, что не задумываемся о том, как и почему они происходят в нашем организме. А ведь за каждым из них стоит неусыпная работа маленьких трудяг — клеток. И среди них есть особенные клетки — стволовые, из которых и произошли все клетки нашего организма. По сути мы, как любой многоклеточный организм, зародились из одной стволовой клетки.

Впервые термин «стволовая клетка» в начале ХХ века ввел в оборот российско-американский гистолог Александр Максимов на заседании гематологов в Берлине. Термин отлично передает суть того, как развиваются клетки любого организма (stem — это ствол/стебель, а cells — клетка). Подобно дереву, ствол — это родоначальная клетка, а ветки и листья — результат ее развития и изменения.

На ранних этапах эмбрионального развития стволовая клетка умеет производить разные типы клеток. Когда человек вырастает, стволовые клетки специализируются и могут производить только клетки определенных типов. Благодаря функции стволовых клеток наш организм постоянно обновляется.

— Например, постоянно гибнут миллионы лимфоцитов крови, они должны из чего-то восстанавливаться. — Из стволовых клеток крови. Мы сбрасываем очень много кожи, эпидермиса, целые граммы в день. А кожа должна восстанавливаться. Из чего? — Из стволовых клеток кожи, — поясняет доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией эпигенетики Института общей генетики Российской академии наук Сергей Киселев.

Заменить больную иммунную систему на здоровую

стволовые клетки, жизнь

Срок жизни различных тканей организма мал и если бы стволовые клетки не обновляли его, цивилизация попросту исчезла. Так, волосы на голове живут не больше семи лет, кровь обновляется каждые четыре месяца, а скелет — каждые 10 лет.

Используя способность стволовых клеток восстанавливать ткани, ученые сегодня способны лечить заболевания, которые еще пятьдесят лет назад считались приговором. Сегодня трансплантация костного мозга — одно из самых продвинутых направлений в медицине.

— Самые частые показания для проведения трансплантации — опухолевые заболевания системы крови. Даже после ремиссии на химиопрепаратах иммунная система человека с большой вероятностью снова не распознает опухолевую клетку и пойдет рецидив, что так или иначе со временем приведет к смерти. А трансплантация костного мозга — пожалуй, единственный метод, который позволяет достичь излечения, — уточняет научный сотрудник отделения трансплантации костного мозга национального медицинского исследовательского центра гематологии Михаил Дроков.

Донорство костного мозга — это опасно?

Химиотерапия убивает не только раковые, но и стволовые клетки, от чего страдает иммунная система организма. Трансплантация стволовых клеток — это вариант заменить больную иммунную систему на здоровую, которая будет в состоянии бороться с раковыми заболеваниями крови.

Как это происходит? Из кости таза донора берется пункция ста миллилитров костного мозга. Процедура рядовая и безопасная. Чаще всего донорами становятся родственники, но при условии иммунологической совмести, им может стать и посторонний человек. К 2012 году количество трансплантаций костного мозга в мире превысило один миллион операций.

А если несовместимость? Тогда велик риск осложнений, когда новая иммунная система начинает бороться не с болезнью, а с самим организмом пациента. Открытие системы HLA позволило адекватно подбирать доноров и создавать иммуносупрессанты,способствующие распознаванию иммунной системой донора не всего организма в целом, а только опухолевых клеток.

А что еще умеют стволовые клетки?


Генная терапия с использованием аденовирусного вектора. В некоторых случаях аденовирус вставляет новый ген в клетку. Если лечение успешно, то новый ген будет производить функциональный белок, что приводит к выздоровлению.

Сейчас медики думают, как можно научиться с помощью стволовых клеток костного мозга бороться с генетическими заболеваниями с самого рождения. Так, можно модифицировать стволовые клетки костного мозга пациента, взяв поврежденный ген и заменив его на здоровый. По замыслу ученых это поможет победить на генном уровне такие заболевания, как сахарный диабет, ВИЧ, бесплодие и дальтонизм.

Примечательно, что для того, чтобы проникнуть в клетку и встроить нужный ген, исследователи используют… вирус. Не цельный и не инфицирующий, а микроскопическую его часть, чтобы встроить нужный ген в геном. Это направление получило название генотерапия.

Органы в «пробирке»

Эмбриональные стволовые клетки способны формировать более 350-ти клеток костей, кожи, мозга и других органов. Но где их взять?

Настоящей сенсацией стали в 2006 году лабораторные исследования японского ученого Cинья Яманака, доказавшего, что можно взять любую клетку взрослого человека и путем генного перепрограммирования вернуть ее в состояние эмбриональной.

Российские ученые не отстают. Так, в московском медико-стоматологическом университете смогли вырастить из стволовых клеток …зубы. Для этого исследователи использовали стволовые клетки кожи и мезенхимальные — из жировой ткани и пульпы зубов. Первыми пациентами, у которых из подсаженных зачатков выросли искусственные зубы и на сколы старых зубов наросла эмаль, стали мыши. Приживаемость — почти 100%.

Следующий этап — адаптация технологии для человека и поиск решения, как вырастить зуб необходимого вида, например, передний резец или моляр.

— Это крайне важно, потому что из эмбриональной стволовой клетки мы потом можем получить любой специализированный тип ткани, из этой клетки получить и кровь, и кожу, и кости, и нейроны, и клетки-компоненты глаза, например, и все разнообразие тканей человека, — подтверждает д.б.н., профессор, заведующий лабораторией эпигенетики Института общей генетики РАН Сергей Киселев.

Параллельно российские ученые работают над проблемой алопеции. Они уже научились конструировать в пробирке волосяной фолликул для дальнейшей пересадки человеку обратно. Но в экспериментах, опять-таки на грызунах, столкнулись с неожиданной проблемой — пересаженные в холку лысым мышкам волосы выросли густым пучком, но в разных направлениях, куда им вздумается, и даже прорастали вовнутрь. И тут нашлись принципиально новые подходы — клонировать, мультиплицировать волосы для пересадки в поредевшие места или пересаживать даже не готовые луковицы, а их клетки, и давать фолликулам образовываться самим. К сожалению, применение этого метода возможно только, если хоть что-то от собственных волос осталось.

— Мы научились выделять специализированные клетки волосяного фолликула, которые также могут быть использованы для того, чтобы увеличить размер собственных волосяных фолликулов, то есть придать волосам толщину, а также, что самое главное, пробудить спящие волосяные фолликулы, которые смогут снова образовывать стержень, — поясняет заведующая лабораторией клеточной биологии института биологии и развития РАН, член-корреспондент РАН, д.б.н.Екатерина Воротеляк

Биопринтер — наше будущее?

биопринтер, стволовые клетки

А как выращивать более сложные, чем зубы и волосы, органы? Пока сосуды и органы, состоящие из различных типов тканей, вырастить в пробирке невозможно. Так появился метод биопечати.

— Это создание трехмерных ткане-инженерных или, как мы их еще называем, органных конструкторов с использованием клеточного материала, — это принципиально важно, из живых клеток по заданной трехмерной модели. Собственно, эта технология была разработана в начале 2000-х годов, много было взято из технологии классической 3D-печати, — рассказывает исполнительный директор компании-разработчика биопринтеров Юсеф Хесуани.

На 3D принтере стало возможным печатать не только чехлы для телефонов и бытовую технику, но и органы. К примеру, биопечатная щитовидная железа отлично прижилась в теле мыши и даже через несколько месяцев уровень гормонов зверька остался в норме. Это стало возможном благодаря специальным биочернилам, которые состоят из сфероидов — микроскопических шариков, в основе которых тысячи стволовых клеток нужной специализации.

Упрощенно суть биопечати выглядит так. Из кирпичиков-сфероидов, наполненных стволовыми клетками нужного типа, принтер выкладывает слои. Цементом служит гидрогель. Слои чередуются. В зависимости от того, какую функцию будет выполнять орган, специалисты по биопринтингу решают, нужно ли сохранить биологическую форму, или достаточно оставить лишь функцию. С примером щитовидной железы важна не форма, а внутренняя структура. А если дело касается сосудов или части трахеи, то здесь форма предопределена индивидуальными анатомическими особенностями, поэтому за основу 3D-модели берут, к примеру, файл компьютерной томограммы.

Конечно, квадратные почки и треугольное сердце вряд ли кому-нибудь нужны. Со временем точность и эффективность биопринтеров вырастет и специалисты научатся создавать точные копии поврежденных органов. Как внутренних, так и внешних. Человечество дождется момента, когда стволовыми клетками можно будет вылечить любой недуг.

Мифы и спекуляции


Во всем мире множество клиник предлагают лечение стволовыми клетками. И такие предложения надо очень внимательно проверять.

— Если у вас болит коленка, они вам введут клетки в коленку. Если у вас завтра заболит, голова, они введут в голову. Если заболит рука, введут и туда. Им все равно, куда вводить, им главное продать, стоимость процедуры от $5000 до $50 000. Все будет сделано по вашему желанию. И подобные клинике, к сожалению,найдутся в любой стране мира, — сетует Сергей Киселев.

В 2009 году история американца Джимма Гэсса всколыхнула научный мир. При обследовании в его теле обнаружили огромное новообразование, но не раковое, а гигантское бесформенное скопление клеток. другого человека! Оказалось, что ранее мужчина проходил терапию стволовыми клетками. Ученым все сразу стало понятно. Дело в том, что стволовые клетки, если их ввести в кровоток, не могут самостоятельно найти пораженное место и вылечить его. Для этого нужно подготовить условия. В противном случае они будут просто гулять по кровяной системе, и в результате, как в данном случае, скопятся в одном месте.

— Если мы возьмем стволовые клетки из костного мозга или из крови (это возможно сейчас) и введем просто человеку в вену, то получим …ровно ничего. Они исчезнут, уйдут в легкие, в печень и разрушатся. Они умрут, — генеральный директор ФГБУ «НМИЦ гематологии» Минздрава России, Валерий Савченко.

Именно поэтому сегодня исследования и эксперименты с использованием стволовых клеток во многих странах находятся под строжайшим контролем.

Тем не менее, клеточные технологии постепенно становятся одним из главных инструментов медиков. Стволовые клетки уже успешно применяются при лечении более сотни серьезных недугов — онкологических заболеваний крови, при лечении сосудов, кожных заболеваний, дистрофии сетчатки глаза.

Мы живем в эпоху открытий. И, возможно, человечество в скором времени забудет об институте донорства. А все нужные для трансплантации органы будет выращивать в пробирке из собственных клеток пациента или печатать.

Читайте также: