آموزش سیستم ایمنی بدن برای پذیرش عضو پیوندی
در فوریه‌ی سال ۲۰۱۷، بینی مایکل شافر ۶۰ ساله که در حوالی پیتزبورگ زندگی می‌کرد، دچار خونریزی بی‌پایانی شد. او ابتدا به یک اورژانس محلی و سپس به یک بیمارستان مراجعه کرد و در آنجا پزشک معالج با روش سوزاندن این خونریزی را متوقف کرد. اما این پزشک به آقای شافر چیزی گفت که او هرگز انتظار شنیدنش را نداشت: شما نیاز به پیوند کبد دارید. آقای شافر درمورد مشکلی که کبدش داشت، بی‌خبر بود. او هرگز درمورد این تشخیص چیزی نشنیده بود: التهاب کبدی غیر الکلی (NASH)؛ یک بیماری کبد چرب که ارتباطی با الکلیسم یا عفونت نداشت. این بیماری ممکن است حتی اگر در حال تخریب کبد باشد، علایم آشکاری نداشته باشد. خونریزی بینی علامتی بود که نشان می‌داد کبد آقای شافر پروتئین‌های مورد نیاز برای انعقاد خود را نمی‌سازد. او دچار مشکل جدی شده بود. این خبر موجب جلب توجه پزشکان دیگر شد: پزشکان از آقای شافر خواستند که نخستین بیمار شرکت‌کننده در آزمایشی باشد که جراحان پیوند برای بیش از ۶۵ سال آرزوی آن را داشتند. اگراین عمل نتیجه‌بخش بود، او می‌توانست یک کبد اهدایی دریافت کند و در عین حال نیاز به مصرف داروهای قوی برای جلوگیری از رد این عضو توسط سیستم ایمنی نداشته باشد.
قبل از کشف داروهای ضد رد، پیوند اعضا غیرممکن بود. تنها راه برای اینکه بدن بتواند یک اندام اهدایی را دریافت کند این است که سیستم ایمنی سرکوب شود. اما خود این داروها خطرناک هستند، موجب افزایش خطر عفونت، افزایش سطوح کلسترول، تشدید بیماری‌های قلبی، دیابت و نارسایی کلیه می‌شوند. به‌طور متوسط طی پنج سال پس از پیوند یک کبد، ۲۵ درصد و طی ده سال، ۴۰-۳۵ درصد از بیماران از دنیا می‌روند. دکتر هومار جراح پیوند اعضا در دانشگاه مرکز پزشکی پیتزبورگ که نویسنده‌ی مقاله نیز است، می‌گوید:
اگرچه ممکن است که کبد کار کند ولی این احتمال وجود دارد که بیماران در اثر یک حمله‌ی قلبی یا سکته یا نارسایی کلیه از دنیا بروند. این اتفاق ممکن است به‌طور کامل ناشی از داروهای ضد رد پیوند نباشد اما این داروها نیز در این اتفاق نقش دارند و به‌خصوص کلیه دچار آسیب می‌شود. این یک مسئله‌ی عادی است که بیماری که پیوند ریه، کبد یا قلب داشته است، در انتها مجبور شود پیوند کلیه را نیز انجام دهد.
بیماران معمولا درمورد خطرات این داروها آگاه هستند اما چاره‌ای ندارند و درصورت عدم انجام این عمل سرنوشت بدتری در انتظار آن‌ها است. در صورت اجتناب از عمل پیوند عضو، مرگ در انتظار افرادی خواهد بود که نیاز به پیوند کبد، قلب یا ریه دارند. همچنین بیماران کلیوی باید تا پایان عمر دیالیز شوند و امید به زندگی و کیفیت زندگیشان نسبت به آن‌هایی که عمل پیوند کلیه را انجام می‌دهند، پایین‌تر خواهد آمد.
کورسوی امید
در سال ۱۹۵۳، دکتر پیتر مداوار و همکارانش در بریتانیا آزمایشی را با نتیجه‌ای بسیار قابل‌توجه انجام دادند که جایزه‌ی نوبل را نیز برای آن‌ها به ارمغان آورد. او نشان داد که می‌توان سیستم ایمنی موش‌ها را طوری آموزش دارد که بافت پیوندشده از موش دیگری را رد نکنند. بااین‌حال روش او کاملا عملی نبود. این روش شامل تزریق سلول‌های سفید خون یک موش غیرخویشاوند به موش‌های نوزاد یا جنین بود. هنگامی که این موش‌ها بالغ شدند، پژوهشگران قطعاتی از پوست موش غیرخویشاوند را روی پشت موش‌هایی که سلول‌های خونی او را دریافت کرده بودند، پیوند زدند. این موش‌ها پیوند را قبول می‌کردند، گویی که آن پوست، پوست خودشان بود. این موضوع نشان می‌داد که سیستم ایمنی می‌تواند اصلاح شود. این مطالعه منجر به آغاز یک تلاش علمی درجهت یافتن راهی برای آموزش سیستم ایمنی افراد بالغ نیازمند پیوند عضو شد.
دکتر پیتر مداوار در سال ۱۹۶۰ به‌خاطر مطالعاتی که روی سیستم ایمنی انجام داده بود، جایزه‌ی نوبل دریافت کرد
البته این کار دشواری بود. سیستم ایمنی در افراد بالغ قبلا توسعه یافته است؛ درحالی‌که در موش‌های نوزاد هنوز در حال یادگیری این موضوع است که چه چیزی عامل خارجی است و چه چیزی نیست. دکتر هومار گفت: «شما در حال تلاش برای فریب دادن سیستم ایمنی هستید و این کار آسانی نیست».
دکتر جیمز مارکمن، رئیس بخش جراحی پیوند اعضا در بیمارستان عمومی ماساچوست می‌گوید:
بیشتر پژوهش‌های علمی انجام‌شده تاکنون، روی بیماران نیازمند پیوند کبد و کلیه بوده است که البته چند دلیل دارد.
این اندام‌ها را می‌توان از اهداکننده‌های زنده دریافت کرد و بنابراین سلول‌های فرد اهداکننده برای استفاده به‌منظور آموزش سیستم ایمنی فرد بیمار دریافت‌کننده‌ی پیوند در دسترس است. درمقایسه با دیگر اندام‌ها، افراد بیشتری به کلیه نیاز دارند؛ سالیانه در آمریکا درحدود ۱۹۵۰۰ پیوند کلیه و ۸ هزار پیوند کبد انجام می‌شود و کلیه‌های پیوندشده به‌ندرت با استفاده از داروهای سرکوب‌گر سیستم ایمنی برای یک عمر دوام می‌آورند. دکتر جوزف لونتال که برنامه‌های پیوند کلیه و پانکراس را در دانشگاه شمال غربی هدایت می‌کند، می‌گوید:
اگر شما ۴۰-۳۰ سال داشته باشید و یک پیوند کلیه انجام دهید، احتمالا آن تنها کلیه‌ای که شما نیاز خواهید داشت، نخواهد بود.
دکتر مارکمن می‌گوید:
یک دلیل دیگر برای تمرکز روی کلیه این است که اگر چیزی اشتباه پیش برود، دنیا به آخر نمی‌رسد. اگر تلاش برای قطع مصرف داروهای سرکوب‌کننده‌ی سیستم ایمنی در بیماران با شکست مواجه شود، آن‌ها می‌توانند برای تمیز کردن خونشان دیالیز انجام دهند. [اما] رد دیگر اعضای پیوندشده می‌تواند به‌معنای مرگ بیمار باشد.
کبد به چندین دلیل پژوهشگران را به دام می‌اندازد. احتمال نپذیرفتن آن توسط سیستم ایمنی کمتر است. حتی زمانی‌که رد پیوند اتفاق می‌افتد، آسیب فوری کمتری به اندام وارد می‌شود و گاهی اوقات پس از اینکه افراد سال‌ها با یک کبد پیوندشده زندگی می‌کنند، بدن آن‌ها آن عضو را می‌پذیرد. این موضوع به‌طور تصادفی در چندین بیمار کشف شده است، وقتی خودشان تصمیم گرفته بودند که عمدتا به‌علت هزینه‌ی داروها و اثرات جانبی آن، این داروها را دیگر مصرف نکنند. حدود ۲۰-۱۵ درصد از بیماران پیوند کبدی که این راهبرد خطرناک را در پیش گرفته‌اند موفق شده‌اند، اما تنها پس از سال‌ها مصرف دارو. دکتر آلبرتو سانچز متخصص کبد گزارش کرده است که تا ۸۰ درصد از بیماران می‌توانند مصرف داروهای ضد رد پیوند را متوقف کنند. البته به‌طور کلی این بیماران سالخورده بوده‌اند (سیستم ایمنی بدن با افزایش سن ضعیف‌تر می‌شود). آن‌ها برای مدت زمان طولانی از داروهای ضد رد پیوند استفاده کرده بودند و به‌طور معمول نمونه‌برداری از بافت کبد را انجام می‌دادند. اگرچه آسیب ناشی از داروهای سرکوب‌کننده‌ی سیستم ایمنی تجمعی و غیرقابل بازگشت است و استفاده‌ی بیش از یک دهه یا بیشتر می‌تواند منجر به بروز آسیب‌های جدی شود. هنوز راهی برای پیش‌بینی اینکه چه کسی در صورت کنار گذاشتن داروهای خود موفق خواهد شد، وجود ندارد.
فریب دادن سیستم ایمنی بدن
پژوهشگران هرچه بیشتر درمورد همکاری سلول‌های سفید خون که پاسخ به عفونت‌ها و سرطان‌ها (و اعضای پیوند شده) را کنترل می‌کنند، آگاهی کسب کنند، بیشتر درمورد اصلاح سیستم ایمنی بدن امیدوار می‌شوند. بسیاری از انواع سلول‌های سفید خون با هم کار می‌کنند تا پاسخ‌های ایمنی را ایجاد کرده و آن را کنترل کنند. تعدادی از پژوهشگران تصمیم گرفته‌اند روی نوع خاصی از این سلول‌ها که لنفوسیت‌های T تنظیمی نامیده می‌شوند، کار کنند. این‌ها نوعی از سلول‌های سفید خون هستند که به بدن کمک می‌کنند سلول‌های خودی را شناسایی کند و بداند که این‌ها عامل خارجی نیستند. اگر این سلول‌های تنظیمی از بین بروند یا دچار مشکلی شوند، افراد ممکن است دچار بیماری‌هایی شوند که در آن سیستم ایمنی به بافت‌ها و اندام‌های خود بدن حمله می‌کند.
ایده‌ی این کار این است که سلول‌های تنظیمی T را از بیماری که در نزدیکی زمان پیوند کلیه است، جدا کنند. دانشمندان سپس تلاش می‌کنند که این سلول‌ها را به‌همراه سلول‌های فرد اهداکننده در آزمایشگاه پرورش دهند. سپس سلول‌های T به فرد بیمار تزریق می‌شود. دانشمندان امیدوارند که این فرایند بتواند به سیستم ایمنی آموزش دهد که بتواند اندام‌های اهدایی را به‌عنوان بخشی از بدن بیمار قبول کند. آنگوس تامسون مدیر ایمونولوژی پیوند در دانشگاه مرکز پزشکی پیتزبورگ، می‌گوید:
این سلول‌های جدید T به سایر سیستم ایمنی پیام می‌دهند که عضو پیوندی را به حال خود بگذارند.
دکتر مارکمن که در حال کار روی بیماران پیوند کبدی است و دکتر لونتال که با بیماران دارای پیوند کلیه کار می‌کند، در حال آغاز مطالعاتی با استفاده از سلول‌های T تنظیمی هستند. در پیتزبورگ این طرح برای دستکاری نوع دیگری از سلول‌ها است که سلول‌های تنظیمی دندریتیک نامیده می‌شوند. همچون سلول‌های T تنظیمی، این سلول‌ها نیز کمیاب بوده و سایر سیستم ایمنی را قادر می‌سازند که بتواند خودی را از خارجی تشخیص دهد. یکی از مزیت‌های سلول‌های تنظیمی دندریتیک این است که پژوهشگران مجبور نیستند آن‌ها را در مقادیر زیاد جداسازی و رشد دهند. به‌جای این کار، دانشمندان می‌توانند نوع فراوان‌تری از سلول‌ها (سلول‌های نابالغ سفید خون) را تحریک کنند تا در ظروف آزمایشگاهی به سلول‌های دندریتیک تبدیل شوند. دکتر تامسون گفت:
برای تولید سلول‌های دندریتیک با استفاده از این روش به یک هفته زمان نیاز است. درمقایسه، تولید مقدار کافی از سلول‌های T تنظیمی به چندین هفته زمان نیاز دارد.
سلول‌های T تنظیمی همچنین لازم است که در جریان خون باقی بمانند تا پاسخ سیستم ایمنی را کنترل کنند در حالی‌که سلول‌های دندریتیک لازم نیست برای مدت طولانی در چنین وضعیتی بمانند. آن‌ها سیستم ایمنی را طی سفر کوتاهی در جریان خون تحت کنترل درمی‌آورند. دکتر مارکمن گفت:
هرکدام از ما از مزیت‌های یک رویکرد متفاوت استفاده می‌کنیم. هنوز آشکار نیست که کدام روش، بهترین است اما پژوهش در این نقطه در موقعیت جذابی قرار گرفته است.
دکتر لونتال می‌گوید «من این سؤال را هر بار که بیماران خود را می‌بینم از خودم می‌پرسم که درمورد بیمارانی که قبلا یک پیوند عضو داشته‌اند، چه؟ آیا برای آن‌ها خیلی دیر شده است؟»
در حال حاضر پاسخ این است که بله خیلی دیر شده است. این بیماران کاندیداهای مناسبی برای استراتژی‌های جدید اصلاح سیستم ایمنی نیستند، اما پژوهشگران امیدوارند که این موقعیت همگام با افزایش علم آن‌ها در این زمینه تغییر کند.
مایکل شافر که این پیوند کبد انجام داده است، نخستین فردی است که روشی جدیدی را تجربه می‌کند که ممکن است بتوانند به حذف داروهای ضد رد پیوند در افراد گیرنده‌ی عضو کمک کند
یک نفر باید اولین باشد
زمانی‌که به مایکل شافر، بیمار پیتزبورگی گفته شد که نیاز به پیوند کبد دارد و می‌تواند اولین بیمار این آزمایش باشد، او شانه‌هایش را بالا انداخت و گفت: یک نفر باید اولی باشد.
آقای شافر به جستجوی یک اهداکننده پرداخت؛ یک خویشاوند نزدیک که حاضر بود یک عمل جراحی را برای برداشت بخشی از کبد خود انجام دهد یا یک غریبه که مایل به اهدای کبد بود و سلول‌های او با سلول‌های بیمار سازگاری داشتند. دانشمندان به او گفتند که چگونه دست به کار شود و فورا از خانواده، سپس خویشاوندان، دوستان و همکارانش کمک بخواهد. اگر در این مرحله موفق نمی‌شد، مجبور بود از راه آگهی و از شبکه‌های اجتماعی چنین فردی را پیدا کند. آقای شافر هفت برادر داشت. چهار برادر دارای سنی بیش از ۵۵ سال بودند که این سن برای انجام این عمل مناسب نبود. سه برادر جوان‌تر نیز در وضعیت جسمانی ضعیفی به سر می‌بردند. او به خویشاوندان خود روی آورد. سه نفر موافقت کردند و یک نفر از آن‌ها به‌نام دیدر کانون ۳۴ ساله، گزینه‌ی خوبی بود و برای انجام عمل آماده شد.
عمل در تاریخ ۲۸ سپتامبر سال ۲۰۱۷ انجام شد. پس از آن آقای شافر چهل قرص در روز مصرف می‌کرد تا از بروز عفونت پیشگیری کند و در حالی‌که بدن او در حال آموزش برای قبول عضو جدید بود، سیستم ایمنی سرکوب شد. اما اکنون او در روز فقط یک قرص مصرف می‌کند؛ یک مقدار کم، حدود یکی از سه داروی ضد رد پیوندی است که او در آغاز آن‌ها را مصرف می‌کرد و پزشکان امیدوارند که او حتی بتواند همین یک قرص را هم دیگر مصرف نکند.
مورد او ممکن است وسوسه‌انگیز باشد اما او فقط یک بیمار است. دانشمندان قصد دارند این روش را روی ۱۲ بیمار دیگر نیز اجرا کنند و اگر موفق شدند، اندازه‌ی مطالعه را گسترش دهند و بیماران بیشتری را در مناطق مختلف تحت پوشش قرار دهند.
برای آقای شافر همه چیز ارزشش را داشت. او فعال است و در حال کاشی‌کاری آشپزخانه‌ی خانه‌ی خود است. او برف‌ها را پارو می‌کند و چمن‌های اطراف را کوتاه می‌کند و به مراقبت از نوه‌اش می‌پردازد. او می‌گوید که امیدوار است بتواند صد سال زندگی کند.