Ученые Пироговского Университета провели уникальную операцию по пересадке сегмента спинного мозга
В НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского выполнена аллотрансплантация васкуляризированного сегмента спинного мозга от посмертного донора пациенту с последствиями огнестрельной травмы грудного отдела позвоночника.
Операция направлена на замещение разрушенного участка спинного мозга и восстановление проводимости через зону повреждения. Для хронической полной травмы с разрушенным участком спинного мозга метода, который восстанавливал бы проводимость через дефект, пока нет. Результат проведенного вмешательства предстоит оценить в ходе длительного наблюдения и реабилитации.
Операция выполнена по методике, которую создал китайский хирург Сяопин Рен, на базе НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского (директор — профессор, академик РАН Сергей Сергеевич Петриков) при участии сотрудников Пироговского Университета. Уникальная операция не могла бы состояться без поддержки Правительства Москвы и Департамента здравоохранения города Москвы.
В работе участвовали сотрудники Пироговского Университета: идеологи операции и ее организаторы — заведующий кафедрой пластической, реконструктивной хирургии, косметологии и клеточных технологий Института непрерывного образования и профессионального развития (ИНОПР) Пироговского Университета, главный внештатный специалист — пластический хирург Минздрава России член-корреспондент РАН Наталья Евгеньевна Мантурова и профессор той же кафедры Валентин Ильич Шаробаро, а также доценты кафедры трансплантологии и искусственных органов имени В.П. Демихова Института биомедицины (МБФ) Пироговского Университета Аслан Галиевич Балкаров и Борис Иванович Яремин.
В операционной присутствовал заведующий кафедрой фундаментальной нейрохирургии Института нейронаук и нейротехнологий (ИНН) Пироговского Университета, главный внештатный специалист — нейрохирург Минздрава России академик РАН Владимир Викторович Крылов.
По мнению Натальи Евгеньевны Мантуровой, направление реконструктивной трансплантологии, особенно в части пересадки сложных тканей и органов, таких как сегмент спинного мозга, чрезвычайно перспективно, поскольку решает проблемы, которые невозможно решить иначе:
«В частности, при хронической полной травме спинного мозга с разрушением его участка восстановить проводимость стандартными методами невозможно, и пересадка донорского сегмента остается единственным путем заместить дефект, а не обойти его».
Описание этапов операции
Московскому пациенту 38 лет. В 2022 году он попал под минометный обстрел и получил осколочное ранение позвоночника с повреждением спинного мозга на уровне Th5-Th6. Такой уровень повреждения означает сохранную функцию рук и нарушенную работу мышц туловища и нижних конечностей. Повреждение выше Th6 сопряжено с риском вегетативной дисрефлексии, что учитывается и во время операции, и в послеоперационном периоде.
Минно-взрывная и осколочная травма, как правило, оставляет протяженную зону разрушения с рубцом, кистами и арахноидальными сращениями. Именно для таких дефектов, которые нельзя закрыть сопоставлением концов, и создавалась методика аллотрансплантации васкуляризированного сегмента спинного мозга — vASCT. Донорский сегмент получен от посмертного донора при мультиорганном сохранении.
При травме спинного мозга разрываются аксоны проводящих путей. В периферическом нерве аксон способен прорасти заново. В спинном мозге этому мешает вся местная среда: глиальный рубец, посттравматические кисты, воспаление, молекулы, тормозящие рост аксонов. Ниже уровня повреждения выпадают движения и чувствительность, нарушаются работа тазовых органов и вегетативная регуляция.
За последние десятилетия испытывали клеточную терапию, тканеинженерные каркасы, биологически активные вещества, эпидуральную электростимуляцию. Отдельные результаты есть. Однако восстановление проводимости через разрушенный участок спинного мозга при хронической полной травме остается нерешенной задачей.
В основе методики лежит протокол слияния спинного мозга GEMINI, который сформулировали в 2013 году Серджо Канаверо и Сяопин Рен. Он опирается на два условия.
Первое — разрез. Спинной мозг пересекают ультраострым микрохирургическим лезвием с усилием менее 10 ньютонов. Для сравнения авторы приводят оценку силы, действующей на спинной мозг при клинической травме: около 26 000 ньютонов — разница в 2 600 раз. После такого разреза поврежден лишь тонкий слой клеток, а торцы можно сопоставить без зазора.
Второе — фузоген. На сопоставленные торцы наносят полиэтиленгликоль (ПЭГ-600). Он восстанавливает целостность поврежденных мембран аксонов, уменьшает окислительный стресс и обладает нейропротективным действием. Способность ПЭГ сращивать поврежденные мембраны нейронов известна с 1980-х годов.
Группа, которую возглавляет Сяопин Рен, превратила это наблюдение в хирургический протокол со строгими временными рамками: полимер наносят в первые минуты после пересечения, не позже десяти минут. По оценке авторов, для удовлетворительной двигательной функции достаточно сохранить 5–20 % волокон, а ПЭГ способен объединить около 10–15 % волоконных пучков.
Доклинические данные набирались несколько лет на мышах, крысах, собаках и обезьянах с полным пересечением спинного мозга на уровне Th10. В работе 2018 года (журнал Surgery) двенадцати собакам выполнили полное пересечение: семь получили ПЭГ, пять — физиологический раствор.
За два месяца все животные из первой группы в значительной мере восстановили движения задних конечностей, в контрольной группе не восстановилось ни одно. Диффузионно-тензорная МРТ показала прохождение волокон через зону пересечения. Принципиально важно, что эффект воспроизвела независимая корейская группа под руководством Ч.Ю. Кима на моделях полного пересечения шейного отдела у мышей, крыс и собак (2016).
Чистый разрез — экспериментальная модель острой травмы. Реальная хроническая травма выглядит иначе: участок спинного мозга разрушен и замещен рубцом, нередко с кистами. Чтобы соединять здоровую ткань со здоровой, зону повреждения иссекают до неизмененного спинного мозга выше и ниже. Остается дефект, который нужно перекрыть.
Группа, которую возглавил Сяопин Рен, разработала для этого три модели. Первая — простое пересечение и сопоставление, пригодное для острой травмы острым предметом. Вторая — васкуляризированная гемисекция: половину поперечника собственного спинного мозга пациента выкраивают на задней спинальной артерии и разворачивают в дефект.
Метод аутологичный, то есть предполагает использование собственной ткани пациента, но требует потери одного сегмента и неприменим при дистальных повреждениях и выраженной атрофии. Третья — аллотрансплантация васкуляризированного сегмента спинного мозга (vASCT): донорский сегмент на полный поперечник вместе с собственной сосудистой ножкой. Она рассчитана на острые и хронические повреждения протяженностью больше одного сегмента.