В 1597 году известный хирург Гаспаре Тальякоцци из Болоньи, Италия, писал о трансплантации органов, что «уникальный характер человека полностью отговаривает нас от этой работы». Он мог бы удивиться подвигам медицины XXI века. Сегодня далеко не каждое хирургическое вмешательство является столь же сложным или этически значимым, как извлечение органа из одного тела и пересадка его в другое. Трансплантация часто является единственным методом лечения терминальной стадии органной недостаточности. Один донорский орган может спасти или улучшить несколько жизней, позволяя трагедии породить невообразимую надежду и исцеление. Сегодня хирурги имеют возможность пересаживать не один, а сразу несколько органов брюшной полости, включая кишечник. Такие трансплантации уникальным образом иллюстрируют взаимодействие между пищей, микробами и иммунной системой, а также наше новое понимание сложного диалога, непрерывно происходящего между ними.

Томоаки Като, или Том, как его называют коллеги в Колумбийском медицинском центре, – хирург, выполняющий сложные операции по пересадке кишечника. Он работает именно с таким пациентам, как Оливия. Като – легендарный первопроходец в области трансплантации нескольких органов, а также хирургии ex vivo – специального метода, используемого для резекции опухолей. Этот стройный человек с мягким голосом и острым взглядом отличается неизменной трудовой этикой. У него репутация хирурга, который успешно берется за неоперабельные случаи и проводит долгие часы, кропотливо отслаивая раковые опухоли, прилипшие к паутине тканей. Будучи студентом одного японского колледжа, он мечтал стать молекулярным биологом. Однажды, когда он ехал на поезде-пуле из Токио в Киото, машинист вызвал врача для больного пассажира. Като почувствовал острое желание помочь этому человеку. В мгновение ока он решил сменить специальность.

Одну из своих самых сложных операций Като провел в самом начале своей карьеры. Пациентке, Джейми, было всего двадцать лет, но она была одним из самых больных людей, с которыми он когда-либо сталкивался. Она росла здоровым ребенком, любила читать книги и заниматься балетом, пока в подростковом возрасте из-за аутоиммунной болезни ей не потребовалась пересадка печени. Вскоре после операции в одной из крупных артерий образовался тромб, уничтоживший весь ее кишечник. Несколько месяцев девушка томилась в отделении интенсивной терапии, с трубками в каждом отверстии и на внутривенном питании. Ее органы отказывали, а в организме одна за другой бушевали инфекции. Врачи сообщили ее родителям, что ничем не могут помочь. Джейми оставалось жить считаные дни, возможно, часы.

В течение двадцати двух изнурительных часов Като пересадил Джейми пять органов: печень, желудок, поджелудочную железу, почки и кишечник. Эти органы были получены от восемнадцатилетнего донора со смертью мозга. Во время операции через катетер в вены Джейми поступило чуть меньше 50 литров свежей крови. С помощью маленьких, аккуратных швов донорские ткани были зафиксированы в ее полом теле. Когда Като наконец вышел из операционной и выбросил свой хирургический костюм, он знал, что битва еще не окончена. Джейми была в чрезвычайно тяжелом состоянии, и шансы пережить операцию у нее были примерно пятьдесят на пятьдесят.

В случае успеха ее судьба зависела прежде всего от того, как ее иммунная система отнесется к произошедшему. Защитная реакция во многом зависит от того, насколько пересаженные органы генетически отличаются от собственных тканей организма. Так, орган, пересаженный, скажем, от кошки или коровы, вызовет куда более бурную реакцию, чем человеческий. Но и простой принадлежности к одному виду тоже недостаточно: перед проведением пересадки проводится проверка на генетическую совместимость. Кроме того, после хирургического вмешательства пациенты принимают сильнодействующие препараты – как правило, до конца жизни – для подавления иммунной системы, чтобы не дать ей отторгнуть чужеродные ткани и органы. При дозировке этих препаратов необходимо соблюдать тонкий баланс: слишком мало – и иммунная система разрушает новый орган; слишком много – и организм погибнет под натиском инфекций или рака.

Пересадка кишечника может вызвать особенно сильную иммунную реакцию. В отличие от органов, считающихся в основном стерильными, таких как печень, почки или сердце, пересаженный кишечник приносит с собой множество микробов. Человек, получающий орган, также наследует значительную часть иммунной системы донора, живущей в кишечнике. Иммунные клетки реципиента в конечном итоге заполоняют эту область. Некоторые из них, как было установлено, выживают в своем новом доме даже по прошествии десяти лет.

В процессе отторжения организмом чужеродного органа в основном задействована адаптивная ветвь иммунной системы, поскольку лимфоциты-убийцы Т заставляют клетки донорских тканей совершать самоубийство, а лимфоциты В начинают вырабатывать антитела против них. Между тем врожденная иммунная система, наследие Ильи Мечникова, также играет роль в отторжении органов. После трансплантации низкоуровневое воспаление, вызванное раздраженной врожденной иммунной системой, может подтолкнуть адаптивные иммунные клетки к негативной реакции на трансплантат.

Часть этого воспаления, конечно, неизбежна. Сам акт извлечения органа из мертвого донора, лишение его доступа крови и, следовательно, кислорода, его транспортировка в контейнере со льдом и, наконец, его пересадка в новое тело, провоцирует воспаление. Кровоподтеки и царапины на тканях, полученные во время операции, также могут вызвать воспаление, как и инфекции или даже бактерии, проникающие через стенку кишечника. Это, как правило, чаще происходит у больных пациентов, которые восстанавливаются после операций в отделении интенсивной терапии.

Донорские трансплантаты, контактирующие со внешней средой, такие как легкие и кишечник, подвергаются прямому воздействию пищи, микробов, воздуха и многого другого. Вдыхаемые антигены могут раздражать макрофаги, обитающие в крошечных воздушных мешочках легкого, что вызывает врожденный иммунный ответ, который предвещает плохие результаты после пересадки легкого. Для пациента, перенесшего пересадку кишечника, первое пероральное кормление вызывает внезапный прилив свежих антигенов для врожденной иммунной системы, что повышает риск отторжения.

Особые иммунные клетки под названием Tregs играют решающую роль в способности организма принимать пересаженный орган. Tregs подавляют чрезмерные иммунные реакции во всем организме, помогая предотвратить нежелательное, затяжное воспаление, смертельные аутоиммунные процессы или отторжение органа.

Увеличение количества Tregs в крови или в донорском трансплантате предвещает лучшую переносимость трансплантата.

Tregs могут способствовать развитию уникального состояния у реципиентов трансплантата, называемого химеризмом. Химера, согласно древнегреческой мифологии, – это чудовищное, огнедышащее, гибридное существо, «тварь бессмертная», как говорит Гомер в «Илиаде», «не человек, спереди лев, сзади змея, посередине козел». В современной медицине химеры – это люди или животные, которые содержат клетки двух или более генетически различных индивидуумов, или два набора ДНК. Это может произойти естественным путем, например, когда несколько клеток плода проходят через плаценту и распространяются по организму матери или когда один близнец поглощает в утробе матери своего брата или сестру.

К искусственным химерам относятся пациенты, которым пересадили костный мозг и цельные органы. Эти пациенты сохраняют