После этого ему успешно пересадили донорские органы
Американские исследователи сообщили о первом экспериментальном применении разработанного ими экстракорпорального полностью искусственного легкого. Аппарат позволил поддерживать жизнедеятельность и стабильное кровообращение 33-летнего пациента с удаленными легкими в течение 48 часов в ожидании трансплантации. Описание этого случая опубликовано в журнале Med.
Тяжелый острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) представляет собой быстро развивающееся воспалительное поражение легких с тяжелой дыхательной недостаточностью на почве инфекции или травмы. Если его причиной служит лекарственно-устойчивая инфекция, он часто осложняется некротизирующей пневмонией и септическим шоком, летальность при этом превышает 80 процентов. Из-за сепсиса, нестабильности кровообращения и неопределенности по поводу обратимости повреждения легочной ткани пересадка легких в таких случаях практически не рассматривается. Обычные методы, такие как искусственная вентиляция легких и экстракорпоральная мембранная оксигенация крови (ЭКМО) могут компенсировать гипоксию, но не нарушения кровообращения при сепсисе.
В тех случаях, когда единственным способом спасения пациента видится полное удаление легких с последующей трансплантацией, возникает потребность в поддержании нормальной циркуляции крови через сердце в отсутствие легочного кровотока и его емкостного сопротивления, при которой возможности ЭКМО еще более ограничены. Известны единичные случаи ее успешного применения в таких ситуациях (раз, два, три), но в них не удалось решить вопросы компенсации емкостного сопротивления малого круга кровообращения, принимающего флуктуации выброса из правого желудочка сердца, и поддержания постоянного тока крови через левый желудочек для поддержания объема выброса и предотвращения внутрисердечного тромбоза. Разработанные экспериментальные подходы также решают эти задачи не в полной мере.
Торакальный хирург Анкит Бхарат (Ankit Bharat) с коллегами по Северо-Западному университету в Чикаго разработали экстракорпоральную систему, которая функционирует как полностью искусственное легкое, способное осуществлять газообмен и выполнять функции буфера кровообращения после двустороннего удаления легких. Она включает адаптивный к потоку крови шунт между правой легочной артерией и правым предсердием для компенсации емкостного сопротивления легочных сосудов, и систему ЭКМО, которая забирает кровь из правого желудочка, насыщает ее кислородом, забирает углекислоту и по двойному шлангу возвращает в левое предсердие, сохраняя физиологический ток крови сквозь сердце.
Шанс испытать систему представился, когда в университетскую клинику поступил ранее здоровый 33-летний мужчина, у которого на фоне гриппа В развился ОРДС. В последующие шесть недель у него развилась быстро прогрессирующая некротизирующая пневмония, вызванная карбапенем-резистентной синегнойной палочкой (Pseudomonas aeruginosa), с двусторонними эмпиемами (скоплениями гноя в плевральной полости), требующими постоянного дренирования. Несмотря на антибактериальную терапию широкого спектра и полную венозно-артериальную ЭКМО у пациента периодически наступали перерывы в сердечной деятельности, свидетельствующие о рефрактерном септическом шоке. В силу этого врачи приняли решение удалить оба легких с обширной хирургической очисткой плевральных полостей, чтобы устранить источник инфекции и создать условия для возможной трансплантации.
После операции пациента подключили к искусственному легкому. Уже через несколько часов появились выраженные улучшения гемодинамики. Потребность в вазопрессорных препаратах (норадреналине и вазопрессине) быстро уменьшалась и отпала через 12 часов после вмешательства. Центральное венозное давление во время нахождения на аппарате составляло 8–15 миллиметров ртутного столба, то есть застоя крови не было. Сывороточный уровень лактата, перед пневмонэктомией достигавший 8,2 (при норме 0,5–2,2) миллимоль на литр, через 12 часов снизился до 1,8, а через 24 часа — до 1,0 миллимоль на литр. Перфузия почек была нормальной (отхождение мочи 1,0–1,5 миллилитра на килограмм массы тела в час при нормальном уровне креатинина в крови). Уровни печеночных ферментов и билирубина были в норме. Насыщение крови кислородом превышало 92 процента, другие показатели газового состава крови были нормальными. ЭхоКГ каждые 12 часов показывало нормальный сердечный кровоток без перегрузок отделов сердца, внутрисердечных тромбов не было без назначения антикоагулянтов.
Через 48 часов нахождения на искусственном легком пациенту выполнили двустороннюю трансплантацию донорских легких по стандартной технологии. Вирус гриппа В и синегнойная палочка у него определялись во время операции, но не после нее. Через три дня пациента отключили от ЭКМО, через неделю — от искусственной вентиляции и через восемь недель выписали из стационара. Чрезбронхиальные биопсии через 3, 6, 9 и 12 месяцев не выявили признаков острого отторжения, через 24 месяца трансплантат функционировал полноценно, функция внешнего дыхания была удовлетворительной, уплотнений и выпота на рентгенограмме грудной клетки не было. Патологоанатомическое исследование удаленных легких выявило обширный некроз и фиброз с диффузной инфильтрацией иммунными клетками и отложениями коллагена. Секвенирование РНК одиночных клеток и пространственный транскриптомный анализ подтвердили необратимые диффузные повреждения легких с тяжелым фиброзом.
Описанный случай подтверждает пригодность экстракорпорального полностью искусственного легкого для поддержания нормальной жизнедеятельности, что позволяет достаточно безопасно удалять необратимо пораженные легкие для устранения источника инфекции и подготовки к трансплантации пациентов, в других условиях ей не подлежащих.
Ранее австралийские врачи имплантировали пациенту разработанное в США полностью искусственное сердце на основе титанового роторного насоса. В ожидании пересадки органа он прожил с ним 105 дней, в течение которых покидал больницу — это рекордный срок для подобных устройств.