New opportunities of donor organ conservation in renal transplantation


V.A. Stepanov, K.A. Korshunov, A.G. Yankovoy

Department of Organ Donation SBHCI MR Moscow Regional Scientific Research Clinical Institution n.a. M.F. Vladimirsky (MRSRCI)
Approaches to kidney conservation are discussed. Pathophysiological aspects, clinical and economic efficiency of machine perfusion application in renal transplantation practice are reviewed.

За последние десятилетия достигнуты значительные успехи в лечении пациентов с хронической болезнью почек (ХБП) V стадии. Доступность и возрастающая эффективность диализа способствуют увеличению продолжительности жизни таких больных, а трансплантация донорской почки значительно улучшает ее качество [1]. Число больных ХБП V стадии неуклонно растет, в связи с чем потребность в донорских органах остается постоянно высокой [2]. Для увеличения пула эффективных доноров применяются различные способы, в т.ч. использование органов от доноров с расширенными критериями. Однако риск развития осложнений у реципиентов ренального трансплантата от доноров с расширенными критериями гораздо выше, чем от доноров со стандартными критериями [3].

Помимо иммунологических факторов одним из главных препятствий для сохранения функции трансплантата является ишемическое/реперфузионное повреждение [4]. Этот процесс может активировать врожденный иммунитет (вызвать активацию каскада комплемента), что способствует появлению и прогрессированию интерстициального фиброза и тубулярной атрофии [5, 6]. Некоторые методы консервации донорского органа, способные уменьшить его ишемию (гормональная терапия, экстракорпоральные сорбционные методы у донора), трудоемки и затратны в использовании в обычной клинической практике или же находятся на стадии доклинических испытаний [7, 8].

В настоящее время наряду с простой статичной холодовой консервацией органов используют метод аппаратной перфузии (АП), хорошо зарекомендовавшей себя как один из способов уменьшения ишемических повреждений [9, 10]. Показано, что применение АП снижает частоту выявления отсроченной функции почечного трансплантата [11, 12], повышает его выживаемость [13, 14] за счет снижения частоты развития интерстициального фиброза и атрофии канальцев [15]. Использование АП стимулирует процессы, направленные на защиту эндотелия, таким образом снижая степень почечного повреждения во время реперфузии [16].

Впервые возможность метода гипотермической консервации органов продемонстрировал в эксперименте F.A. Fuhrman в 1943 г. [17]. Затем в 1960 г. J.C. Kisser et al. и A.G. Lapchinsky на животных применили методику консервации при помощи АП [18, 19]. В 1967 г. F.O. Belzer et al. сообщили о сохранности изъятой почки в течение 72 часов при использовании метода гипотермической АП [20].

К человеку метод АП при трансплантации почки был впервые применен в 1970 г. в университете города Висконсин [21]. В дальнейшем гипотермическая АП вошла в практическое здравоохранение, чему способствовали технические и методологические разработки. Сейчас АП используется в программе трансплантации не только почки, но и других органов – легких, печени и сердца [22, 23].

В основе метода АП лежат современные знания биологических процессов в органах и тканях человека. Теоретической базой для понимания процессов, которые могут влиять на результат консервации донорского органа, послужили новые сведения о внутриклеточных процессах. Для регуляции микроциркуляции, предотвращения адгезии форменных элементов крови на стенке сосудов и развития последующих реакций существуют различные механизмы, один из которых – эндотелиопротективный, реализующийся в самих эндотелиальных клетках. В клетках эндотелия имеются механосенситивные каналы (МСК), активные при ламинарном потоке крови. Активные МСК оказывают положительный эндотелиопротективный эффект с помощью различных внутриклеточных процессов [24].

В норме ламинарный поток крови в сосуде активирует МСК, вызывает инициацию двух внутриклеточных процессов. Первый реализуется с помощью активации энзимного пути мутагеноподобной киназы (МЕК-5) – внеклеточного регулятора киназы (ERC-5) [25], вызывает активацию MEF-2 (фактор, усиливающий рост миоцитов) [26], который служит в свою очередь регулятором экспрессии круппелеподобного фактора -2 (KLF-2) в ядре клетки. KLF-2 относится к семейству белков – факторов транскрипции генов. Семейство KLF представляет собой ДНК-связывающие белки, регулирующие экспрессию генов. Известно более 15 подтипов KLF, они кодируются геномом, расположенным на 19-й хромосоме. KLF состоят из ДНК-связывающего домена, состоящего из трех пар нуклеотидов (по типу «цинковые пальцы»), и функционального N-терминала. Из-за вариабельности N-терминала круппелеподобные факторы оказывают активирующее действие на экспрессию одних генов, а других подавляют [27]. Соединяясь с митохондриальной РНК, KLF-2 активирует синтез специфических белков. Связь KLF-2 и м-РНК нестабильна, регулируется с помощью энзима PI3K (фосфоинозитид-3 киназа) [28]. Это второй путь реализации активированных МСК, ведущий к снижению активности PI3K, вследствие чего связь транскрипционных белков KLF-2 с м-РНК становится устойчивой. Происходит синтез белков, которые подавляют киназные реакции, способствующие активации молекулы, состоящей из рилизинг-фактора, связанного с белком р65 (RELA).

С помощью молекулы RELA может происходить реализация одновременно более 150 генов. Активная молекула RELA образуется из молекулы предшественника NF-kB (ядерный фактор каппа легкой цепи активации В-клеток) путем фосфорилирования [29].

Известно также, что связывание ИЛ-1 и ФНО-а со своими рецепторами на клеточной стенке реализуется через киназный путь активации RELA, влияет на активацию Т-лимфоцитов и тормозит их апоптоз.

Эти процессы приводят к синтезу эффекторных белков, влияющих на приведенные ниже эндотелиопротективные процессы и медиаторы:

  • уменьшение экспрессии посредством предотвращения активации молекулы RELA на поверхности эндотелиальных клеток таких молекул, как рЗОО (Е1А) – белок, регулирующий пролиферацию и дифференцировку клеток (синдром Рубенстейна–Тейби – врожденная аномалия рЗОО приводит к развитию новообразований, лимфом) [30];
  • VCAM-1 (CD-106) – белок, отвечающий за адгезию эндотелиоцитов (участвует в генезе атеросклероза и ревматоидного артрита) [31]; SELE (CD-62e) – Е-селектин, молекула, отвечающая за эндотелиальную адгезию лейкоцитов (фактор хемотаксиса клеток) [32]; таким образом происходит предотвращение реализации механизмов местного воспаления;
  • активация выделения тромбомодулина – белка, обладающего антитромботическим эффектом;
  • увеличение активности синтазы эндогенного оксида азота, вызывающей мощный вазодилатирующий эффект;
  • увеличение активности предшественника натрий-уретического пептида «С», также обладающего вазодилатирующим эффектом;
  • подавление VGRF2 – рецепторов фактора роста сосудистого эндотелия [33].

Таким образом, сохранение потока жидкости при применении АП путем активации МСК позволяет уменьшать процессы повреждения эндотелия.

В настоящее время существует две наиболее распространенные системы для АП: «привод–давление» и «привод–поток». При применении обеих систем АП можно изменять величину давления потока, а также постоянно оценивать индекс резистентности. По некоторым данным, эффективность обеих систем значительно превосходит обычную холодовую консервацию. A.V. Codas и соавт. [34] отметили минимальную разницу в восстановлении ранней функции трансплантата при использовании обеих систем АП.

Вначале АП осуществлялась методом «привод–давление». Суть его заключается в нагнетании перфузата в контур системы посредством периодического пережатия коннекторных магистралей. При использовании этого метода принято считать, что давление в системе должно быть 45 мм рт. ст. при 60 пережатий магистралей в минуту. В последнее время чаще применяется АП методом «привод–поток», в системе контура создается поток перфузата с постоянной скоростью при давлении 30 мм рт. ст., достигаемой путем использования роликового насоса.

При сравнении двух этих принципов АП в исследованиях М. Wzola оценивались давление в системе, объем перфузата за единицу времени в органе, изменение сосудистого сопротивления и концентрации в перфузате биомаркеров, таких как ЛДГ и лактат, а также специфические биомаркеры: каспаза-3 (caspase-З), ФНО-а (a-TNF), нейтрофильный желатинассоциированный липокаин (NGAL) и почечная молекула повреждения (KIM-1) [35]. При этом значимых цифровых различий не наблюдалось. Были выявлены небольшие различия при оценке объема перфузата за единицу времени в органе. Этот показатель оказался несколько выше при применении системы, использующей «привод–поток».

Одной из главных причин повреждения нефронов является гипоксия. Находясь в состоянии гипоксии, мозговое вещество почек продуцирует лактат [36], а его метаболизм происходит в корковом слое почки [37]. При этом запускается анаэробный путь обмена с выделением лактата. Эта реакция проходит с участием фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ) [38]. При использовании метода АП «привод–давление» к 4-му часу проведения отмечается повышение концентрации лактата и ЛДГ в перфузате, что служит проявлением ишемии органа [39].

Были исследованы влияние различных типов АП на функцию почечного трансплантата в раннем послеоперационном периоде, вероятность развития отсроченной функции трансплантата, количество проведенных после операции сеансов гемодиализа, функция трансплантата через 12 месяцев после операции и данные результатов биопсии трансплантата в течение 12 месяцев.

При использовании АП методом «привод–поток» в раннем посттрансплантационном периоде выполнялось меньше сеансов гемодиализа (в среднем 2,65) по сравнению с методом «привод–давление» (в среднем 4,66) при одинаковой частоте развития отсроченной функции трансплантата. Отмечена более высокая выживаемость реципиентов и трансплантатов к концу первого года от доноров как с расширенными (92 и 66 %), так и со стандартными критериями (96 и 80 %).

Проведены патоморфологические исследования биоптатов почечного трансплантата по классификации Banff при нестабильной функции в течение первого года после трансплантации. При стабильной функции через 12 месяцев после трансплантации оценивались интерстициальный фиброз и тубулярная атрофия (IFTA), а также признаки отторжения трансплантата. Уже через 3 месяца после трансплантации явления IFTA наблюдались в 45 % случаев в почечных трансплантатах, консервированных с применением «привод–давление» АП. У парных почек при использовании метода «привод–поток» эти изменения отсутствовали. Частота отторжения трансплантата была одинаковой при применении обоих методов гипотермической АП.

В зависимости от критериев донора персистирующая протеинурия регистрировалась на 25 % чаще у пациентов, получивших почки консервированных АП с применением «привод–давление», чем при использовании принципа «привод–поток». Механизмы регуляции эндотелиопротективных процессов, вероятнее всего, лежат в основе достижения лучших результатов при использовании АП с принципом «привод–поток» по сравнению с системой «привод–давление», особенно если используются органы от доноров с расширенными критериями.

Использование доноров с расширенными критериями приводит к более высокой стоимости лечения. К основным статьям расходов при этом относятся увеличение числа проведенных в стационаре койко-дней, потребность в проведении массы сеансов гемодиализа в раннем посттрансплантационном периоде, необходимость повторных госпитализаций. Использование методов низкотемпературной АП особенно важно при трансплантации почки от доноров с расширенными критериями. Применение АП позволяет снижать частоту развития случаев отсроченной функции трансплантата и первично нефункционирующих трансплантатов, тем самым снижая общую стоимость лечения [40]. АП улучшает отдаленные результаты трансплантации почки, несмотря на первичные повышенные затраты [41]. В будущем гипотермическая машинная перфузия может стать стандартной процедурой при консервации органов, что увеличит период полужизни трансплантированной почки и уменьшит экономические затраты при трансплантации почки.


About the Autors


Stepanov V.A., MD, PhD, senior research officer of department of organ donation SBHI of Moscow Region M.F. Vladimirsky Moscow Regional Clinical and Research Institute (MONIKI)
Korshunov K.A., MD, research officer of department of organ donation SBHI of Moscow Region M.F. Vladimirsky Moscow Regional Clinical and Research Institute (MONIKI)
Yankovoi A.G., MD, PhD, leading research officer of department of organ donation SBHI of Moscow Region M.F. Vladimirsky Moscow Regional Clinical and Research Institute (MONIKI)
E-mail: 48yankovoy@mail.ru


Similar Articles


Бионика Медиа