أول زراعة قلب من خنزير لإنسان... كيف تمت العملية الجراحية؟

حلقة جديدة من تطورات الهندسة الجينية وتطبيقاتها الإكلينيكية

فريق الجراحين في جامعة ماريلاند الأميركية المشرف على أول عملية زراعة لقلب خنزير في إنسان (د.ب.أ)

تناقلت الأنباء خبر إجراء أول عملية زراعة قلب مأخوذ من جسم خنزير، وغرسه في جسم إنسان مريض، وذلك في 7 يناير (كانون الثاني) الحالي. وهو ما لا يعد فقط خطوة متقدمة في جانب القدرة على زراعة قلب حيوان في جسم إنسان، بل في جانب دور الهندسة الوراثية في إنتاج أعضاء حيوانية ذات قابلية أعلى للبقاء والعمل في جسم الإنسان، بدلاً عن أعضاء تالفة فيه. ويأتي هذا ضمن التطورات الحديثة لما تُعرف طبياً بـ«عمليات زراعة أعضاء فيما بين كائنات حية مختلفة» Xenotransplantation.
هذا ولا يزال من غير الواضح إلى أي مدى سيعمل القلب جيداً أو إلى متى، ولكنّ الباحثين يأملون أن تتمكن هذه التقنية يوماً ما من تعويض النقص المزمن في توفر الأعضاء البشرية للمرضى المحتاجين إلى زراعة الأعضاء.

- جراحة متقدمة
ورغم عدم توفر معلومات طبية دقيقة ضمن وصف علمي، منشورة في إحدى المجلات الطبية العالمية، فإن هذا الإجراء الجراحي المتقدم علمياً وتقنياً، والذي قام به فريق في كلية الطب بجامعة ماريلاند UMSOM، يعد بمثابة اختبار رئيسي للكثير من الابتكارات التجريبية المعقدة جداً بالفعل، والمصممة للحفاظ على عمل قلب الخنزير في صدر الإنسان، بما في ذلك:
• إحداث 10 تغييرات جينية تجريبية في الخنازير باستخدام جهود مبتكرة في الهندسة الوراثية وإنتاج أنواع معدلة جينيا Genetically Modified Pig.
• استخدام تجريبي لـ«مُثبط مناعي» Immunosuppressant جديد يُعطى للمريض المتلقي.
• استخدام محلول ممزوج بالكوكايين Cocaine - Laced Solution لاحتضان القلب قبل الزراعة.
وإلى هذا الحدّ يظل هذا الخبر لافتاً، وتُعد تلك الاستخدامات الثلاثة الجديدة علامات فارقة في تطور البحث العلمي الإكلينيكي لعمليات زرع الأعضاء. وهو ما علّقت عليه رابطة القلب الأميركية في عرضها الإخباري بالقول إنه «يرفع الآمال في إيجاد بديل جديد وقابل للتطبيق للأشخاص المعرضين لخطر الموت قبل أن تتاح لهم الفرصة المحدودة لتوفر قلب بشري، وكذلك لأولئك المرضى (الذين هم بالفعل بحاجة إلى زراعة القلب) ولكن غير المؤهلين لزراعة قلب الإنسان».
ومع ذلك تظل عدة تساؤلات علمية وطبية مطروحة دون إجابات واضحة، على الأقل حتى اليوم. وهو ما عبّرت رابطة القلب الأميركية عنه في عرضها الإخباري بالقول: «لكنّ المتخصصين في قصور ضعف القلب يقولون إن أي تفاؤل يجب تخفيفه بحذر، حيث تظل الأسئلة المتعلقة بالسلامة والبقاء على المدى القصير والطويل دون إجابة». ونقلت كلام الدكتور كلايد يانسي، رئيس قسم أمراض القلب في كلية الطب بجامعة نورث وسترن في شيكاغو والرئيس السابق لجمعية القلب الأميركية بقوله: «تتضمن هذه القصة وعوداً، ولكن ثمة خطر أيضاً، ولا أعتقد أن علينا أن نحتفل للتوّ». وأضاف: «إن عمليات زرع الأعضاء الحيوانية تبشّر بالخير ولكنها تأتي مع مجموعة من الأشياء المجهولة. وفي حين أن قلوب الخنازير تشبه قلوب البشر وبالتالي فهي مرشحة جيدة للزرع، فإن هناك مخاطر غير متوقعة. وهناك الكثير من الأسباب للاحتفال، لكننا بحاجة إلى التوقف والنظر في جميع الأسئلة التي تتماشى مع هذا الاكتشاف».

- تساؤلات علمية
ورغم كونه تطوراً علاجياً مهماً، وباعثاً للآمال، ثمة عدد من الأسئلة حول هذه الحالة العلاجية الفريدة، خصوصاً أن عملية زراعة القلب تتوفر منذ عشرات السنوات للمرضى الذين هم بحاجة لذلك، والمُستخدم لهذه الغاية هو قلب بشري يُؤخذ من شخص متوفى ويُزرع في صدر المريض المتلقي، ونتائج نجاح هذه العمليات عالٍ. والأسئلة هي:
- ما الذي دفع فريق المعالجة الطبية إلى استخدام قلب مأخوذ من خنزير تم تعديله وراثياً بدلاً من قلب بشري؟
- ما التعديلات الوراثية Genetic Modifications التي تم إجراؤها؟
- هل كانت هذه التعديلات الجينية العشرة ضرورية؟
وللإجابة عن السؤال الأول، فإن المريض المتلقي لهذه الزراعة يبلغ من العمر 57 عاماً، وكان يعاني من ضعف في القلب بدرجة شديدة ومتقدمة، مع وجود نوع خطر من عدم انتظام ضربات القلب يسمى الرجفان البطيني. وهي مبررات لوضعه على قائمة الانتظار لزراعة القلب متى ما توفر قلب بشري لتلك الغاية. ولكن نتيجة دواعٍ ومعطيات إكلينيكية عدة لدى المريض نفسه، وذلك في مستوى عنايته الشخصية بحالته الصحية، فقد عدّه فريق أطباء برنامج زراعة القلب في المركز الطبي بجامعة ماريلاند، مريضاً غير مؤهل لعملية زرع قلب بشري. ومعلوم أن أحد العوامل التي يجب توفرها في المريض لكي يكون مرشحاً لزراعة القلب هي القدرة على الالتزام بخطة العلاج قبل وبعد الزرع، لأن القلب البشري لا يُقدر بثمن، وتُعطى الأولوية الطبية لمنْ يكونون ملائمين للخضوع لتلك العملية الجراحية وترتفع لديهم احتمالات الحفاظ على القلب المزروع لمدة طويلة. وأحد أهم أسباب ذلك النجاح الالتزام بتناول الأدوية والحرص على المراجعة الطبية الدورية في العيادة وغيره من مظاهر العناية الصحية بالنفس.
وبدلاً من ذلك، وبموافقة المريض نفسه، سعى فريق برنامج زراعة القلب Cardiac Xenotransplantation Program للحصول على إذن «الاستخدام الرحيم» Compassionate Use من إدارة الغذاء والدواء الأميركية (FDA) لمنحه قلباً من خنزير معدل وراثياً تم إنشاؤه بواسطة شركة تكنولوجيا حيوية. وهي التي تعمل على إمكانية جعل قلوب الخنازير تظل بحالة صحية لأكثر من عامين عند زرعها. وسبق أن نجحوا فيه عندما أجروا عمليات زرع لقلوب خنازير في صدور قردة البابون.

- هندسة جينية مبتكرة
وللإجابة عن السؤال الثاني، فإن السبب وراء استخدام التقنيات المبتكرة في الهندسة الوراثية لإحداث تغيرات في جينات الخنزير المتبرع، هو أن زراعة الأعضاء بالعموم، سواء فيما بين متبرع ومتلقٍّ من نفس الفصيلة (إنسان لإنسان) أو من فصيلتين مختلفتين (حيوان لإنسان)، هي عملية تُثير حصول تفاعلات «رفض Rejection» جسم المتلقي للعضو المأخوذ من جسم «المتبرع».
وردة الفعل المناعية هذه من جسم المتلقي يمكن أن تتسبب في فشل العضو المزروع، وذلك عبر تكوين جهاز مناعة المريض المُتلقي أجساماً مضادة (Antibodies) موجهة ضد أنسجة العضو المزروع. ومعلوم أن المشكلة الرئيسية هي أن الأجسام المضادة التي ينتجها جسم المُتلقي، تتعرف على سكريات معينة توجد على سطح خلايا الخنازير، وتعدّها أجساماً غريبة.
ولتقليل هذا الاحتمال، نحتاج حقاً إلى التخلص من أكبر قدر ممكن من مسببات إنتاج هذه الأجسام المضادة، أي تلك السكريات، كي يتمكن العضو المزروع من العمل بكفاءة ومن البقاء على قيد الحياة لفترة أطول. وما قام به المتخصصون هو إحداث عشرة تعديلات باستخدام تقنية الهندسة الوراثية الجينية. ثلاثة منها لإخراج ثلاثة جينات للإنزيمات التي تُمكن خلايا الخنازير من تصنيع تلك السكريات. وستة تعديلات أخرى كانت عبارة عن إضافات لجينات بشرية: جينان مضادان للالتهابات، وجينان يعززان تخثر الدم الطبيعي ويمنعان تلف الأوعية الدموية، وجينان للبروتينات التي تساعد على كبح تفاعلات استجابة الأجسام المضادة. وأزال التعديل العاشر «جين مستقبل هرمون النمو Growth Hormone Receptor» لتقليل فرصة نمو قلب الخنزير المزروع، الذي يتطابق تقريباً في الحجم مع المساحة المُتاحة في صدر المريض، وبالتالي وقفه عن النمو في الحجم بمجرد زراعته.
وللإجابة عن سؤال: هل كانت جميع التغييرات الجينية العشرة ضرورية؟ فإن هذا ليس واضحاً حتى اليوم وفق ما هو متوفر من معلومات، ولا يُعرف إلى أي مدى سيساعد تعديل كل من هذه الجينات على حدة. وحتى التجارب السابقة التي تمت عند زراعة تلك القلوب المأخوذة من الخنازير المُعدّلة وراثياً، في قرود البابون، كانت تواجه صعوبات في إجرائها، ما جعل من الصعب اختبار تأثيرات كل تعديل فيها على حدة.
وعدم اليقين هذا هو أحد أسباب تحفظات عدد من الباحثين الطبيين عند مراجعتهم خطوات إجراء هذا النوع من طريقة زراعة الأعضاء فيما بين فصائل مختلفة. ولكن يمكن أن تكون بعض التغييرات مفيدة في بعض أنواع عمليات الزرع، وضارة في أنواع أخرى. وعلى سبيل المثال وفق نتائج الدراسات والتجارب السابقة على التعديلات الوراثية، يؤدي إدخال أحد أنواع الجين البشري المضاد للالتهابات (Gene CD47) إلى تحسين نتائج عمليات زرع نخاع العظام من الخنازير إلى قردة البابون، ولكن تبدو خلايا كُلى الخنازير بهذا التعديل عُرضة للالتهاب والتورم عند الزراعة.

- لمن تتم عملية زراعة القلب؟
زراعة القلب هي علاج متقدّم يتم إجراؤه كحلّ أخير، عندما لا تفلح العلاجات الأخرى في التغلب على مضاعفات وتداعيات فشل القلب. وحتى عند طرح هذا الخيار العلاجي، قد لا يكون ذلك ملائماً لكل المرضى الذين تتطلب حالتهم زراعة القلب. وثمة عناصر تتم مراجعتها كي يُصنف المريض على أنه مُرشح لزراعة القلب. وتختلف المراكز الطبية العالمية بشكل طفيف في قائمة عناصر تلك المراجعة. ومن أمثلتها ما يذكره أطباء القلب في «مايو كلينك» بقولهم: «يتم إجراء تقييم طبي لمعرفة إذا ما كنت مؤهلاً لإجراء عملية الزراعة. سوف يتحقَق التقييم لمعرفة إذا ما كنت:
- مصاباً بحالة قلبية من شأنها أن تجعلك تستفيد من جراحة زراعة العضو.
- قد تستفيد من خيارات العلاج الأخرى الأقل توغلاً.
- تتمتَع بصحة جيدة بما يكفي لإجراء عملية جراحية وتتحمل أدوية ما بعد الزراعة.
- ستوافق على الإقلاع عن التدخين، إن كنت مدخِّناً.
- مستعد وقادر على اتباع البرنامج الطبي الذي حدده لك فريق الزراعة.
- يمكنك تحمُّل انتظار القلب المُتبرَع به عاطفياً.
- لديك مجموعة داعمة من العائلة والأصدقاء لمساعدتك في هذا الوقت العصيب.
أي إنها غالباً تستبعد المريض الذي هو على غير استعداد أو غير قادر على إجراء التغييرات اللازمة في سلوكيات نمط الحياة، وهي الضرورية للحفاظ على قلب المتبرِع بصورة صحية، مثل عدم الحرص على تناول الأدوية، أو الانقطاع عن المراجعة الطبية، أو عدم الامتناع عن التدخين، وغيرها.

- خطوات لإجراء عملية زراعة القلب
تعد عمليات زراعة القلب البشري ناجحة للغاية، حيث يبلغ معدل البقاء على قيد الحياة لمدة عام واحد 91% في المتوسط، ويعيش متلقي زراعة القلب من 12 إلى 13 عاماً أخرى. وتقول رابطة القلب الأميركية: «تصبح عمليات زرع القلب ضرورية عندما يكون هناك قصور حاد في القلب، والذي يحدث إذا توقف أحد البطينين القلبيين أو كلاهما عن العمل بشكل صحيح».
وتضيف: «تأتي قلوب البشر المراد زرعها من التبرعات بالأعضاء التي يتم توفيرها عند وفاة الأشخاص. ومع ذلك، فإن الحاجة تتجاوز التوافر، وما يقرب من 20% من الأشخاص الذين ينتظرون قلب المتبرع إما يموتون قبل أن يصلوا إلى قمة القائمة وإما يصبحون مرضى للغاية لإجراء عملية زرع ناجحة. ولطالما بحث الباحثون عن بدائل لعمليات زرع قلب الإنسان. وجاءت أكثر الجهود نجاحاً من خلال التقدم التكنولوجي، مثل جهاز مساعدة البطين الأيسر (LVAD) الذي يساعد القلب على ضخ الدم ويقلل بشكل كبير معدلات الوفيات للأشخاص الذين ينتظرون الزرع على مدى العقود الكثيرة الماضية.
ويوضح ذلك أطباء القلب في «مايو كلينك» بقولهم: «جهاز المساعدة البُطينية عبارة عن مضخة ميكانيكية قابلة للزَرع في الصدر تساعد في ضخ الدم من حجرات القلب السفلية (البُطينان) إلى بقية جسمك. ويشيع استخدام أجهزة المساعدة البُطينية كونها علاجاً مؤقتاً للأشخاص الذين ينتظرون إجراء زراعة القلب. تُستخدم أجهزة المساعدة البُطينية بشكلٍ مُتزايد علاجاً طويل الأمد للأشخاص المُصابين بفشل القلب غير المؤهلين لإجراء عملية زراعة القلب. إذا لم يساعد جهاز المساعدة البُطينية في تحسين وظائف القلب، فقد يفكر الأطباء في بعض الأحيان في استخدام قلب صناعي كلّي -وهو جهاز يحل محل بُطينات قلبك- كعلاج بديل قصير الأجل بينما تنتظر زراعة القلب».