En 33-årig mand havde egentlig bare influenza. Men virussen udviklede sig til en akut livstruende betændelse i lungerne. Så slem, at hans organer begyndte at svigte. Da han ankom til hospitalet, stoppede hans hjerte.
En dobbelt lungetransplantation var den yngre mands eneste chance for at overleve. Så lægerne skar hans brystkasse op på tværs. Et buet snit, der kaldes ’clamshell’, fordi det minder om at åbne en muslingeskal.
Herefter fjernede de begge lunger på manden. Men hans krop var for mærket af infektionen til at klare en lungetransplantation med det samme. Så de syede samtidig plastikrør fast til hjertet og de store blodkar og forbandt dem til et kunstigt lungesystem ved siden af patientens seng, så hans blod fortsat fik ilt.
Lægerne lagde herefter balloner og svampe ind i hulrummet, så de kunne stabilisere hjertet, som var det eneste organ tilbage i brystkassen.
Sådan lå den 33-årige mand i to døgn, indtil hans krop var kommet sig ovenpå infektionen, og han var klar til transplantation.
To år efter operationen lever manden stadig og trives med sine nye lunger.
Infektion forhindrer transplantation
Den dramatiske solstrålehistorie stammer fra Northwestern University Feinberg School of Medicine i Chicago, USA, hvor et hold af læger er lykkedes med at redde en patient, der under normale omstændigheder var død.
Studiet er udgivet i det videnskabelige tidsskrift Med.
»Dogmet er, at man ikke kan udføre en lungetransplantation, hvis den, der modtager, har en igangværende infektion,« forklarer Michael Perch, overlæge på Rigshospitalet og sektionsleder for lunge-transplantation.
Sådan er det også i USA, hvor en af kirurgerne bag bedriften, Ankit Bharat, næsten ugentligt oplever unge patienter, der dør, fordi de på grund af alvorlig, nekrotiserende lungebetændelse (hvor lungevævet bliver ødelagt, red.) eller septisk shock er for ustabile til en transplantation.
»Historisk set har disse patienter en dødelighed på over 80 procent,« lyder det fra thoraxkirurg Ankit Bharat i et mailsvar til Videnskab.dk.
Spændende metode
Derfor konstruerede de amerikanske læger et kunstigt lungesystem, der gjorde det muligt for den 33-årige mand at leve videre uden sine lunger i brystkassen.
»I bund og grund er dette system designet til at overtage lungernes arbejde fuldstændigt, efter at de er blevet fjernet kirurgisk,« lyder det fra Ankit Bharat til Videnskab.dk.
Ved at få mulighed for sikkert at fjerne de inficerede lunger før transplantationen kunne lægerne fjerne infektionen og stabilisere patienten.
»Dette gør en patient, der ellers ville dø, til en levedygtig kandidat til en livreddende lungetransplantation,« skriver Ankit Bharat videre.
»Det er spændende at gribe det an på den måde,« lyder det fra Michael Perch, der er lungelæge og arbejder tæt sammen med kirurgerne på Rigshospitalet.
Han er ikke selv involveret i det amerikanske studie, men vurderer bedriften for Videnskab.dk.
Opfandt en særlig 'omfartsvej'
Det kunstige lungesystem, som de amerikanske læger anvendte, minder om lungemaskiner, som også bruges i andre sammenhænge til at tilføre ilt til blodet, når en respirator ikke er nok. For eksempel blev lignende maskiner anvendt under COVID-19 til de hårdest ramte patienter, der dog beholdt deres egne lunger.
I tilfældet med den 33-årige patient udviklede de amerikanske læger en ekstra ’feature’ ved systemet:
Da manden havde fået fjernet sine lunger, måtte lægerne sørge for at opretholde en stabil blodgennemstrømning gennem hjertet og kroppen. Det gjorde de ved at sy en særlig ’omfartsvej’ på hjertet, så det blod, der ellers ville være løbet gennem lungerne, i stedet blev ledt tilbage til hjertet.
»Den primære innovation er, hvordan vi håndterede blodgennemstrømningsdynamikken, efter at lungerne var blevet fjernet,« skriver Ankit Bharat til Videnskab.dk.
Tidligere forsøg er ofte mislykket, skriver han, fordi fjernelse af lungerne også fjerner det, der hedder ’vaskulærlejet’ - et reservoir, der naturligt absorberer trykændringer fra hjertet.
»Uden dét kan højre side af hjertet let svigte,« forklarer den amerikanske læge.
Så snart de inficerede lunger var fjernet, og det kunstige lungesystem havde taget over, forbedredes patientens tilstand. Hans blodtryk stabiliserede sig, organfunktionen kom sig, og infektionen aftog. To dage senere blev donorlunger tilgængelige, og kirurgerne udførte en vellykket, dobbelt lungetransplantation, der redede hans liv.
\ Sådan fungerer det kunstige lungesystem
Forskerne udviklede et avanceret kunstigt lungesystem (TAL – Total Artificial Lung), der kan overtage lungefunktionen fuldstændigt og fungerer sådan her:
- Oxygenator: En pumpe, der sad i en kraftig maskine ved siden af sengen, fungerede som de kunstige lunger. Maskinen sugede blodet ud, sendte det gennem et filter (en oxygenator), der ’ånder’ for patienten ved at give ilt til blodet og fjerner CO2, og pumper blodet tilbage til hjertet.
- Shunt: Normalt pumper hjertet blod ind i lungerne, men da patienten var uden lunger, ville trykket blive så højt, at hjertet ville svigte. Dét var lægernes største tekniske udfordring. Lægerne løste problemet ved at sy en ’omvejs-slange’ (en selvregulerende shunt), der forbandt lungearterien med hjertets højre forkammer og automatisk ledte det ekstra blod tilbage til hjertet, så trykket var perfekt.
- Rør: En tyk dobbelt slange, der kan både suge og aflevere blod på samme tid blev ført ind i en blodåre i halsen og helt ned til hjertet, hvor lægerne syede de kunstige rør (shunten og returrørene) direkte fast på patientens egne rørstumper, der var tilbage, efter lungerne var fjernet. De kunstige rør var lavet af materialer af blandt andet Gore-Tex (samme som i regntøj), som er stærkt og godt til at transportere blod.
- Balloner og svampe: Midt i den tomme brystkasse lå hjertet og bankede, mens det var forbundet til de mange rør og slanger. For at hjertet ikke skulle ryste rundt i det store tomme rum, fyldte lægerne pladsen op med saltvandsballoner og kirurgiske svampe.
- Ko-hinde: Lægerne syede desuden et stykke beskyttende hinde fremstillet af det biologiske væv fra en kos hjertesæk (bovint pericardium) fast omkring hjertet for at holde det stabilt og beskyttet.
Patienten var herefter stabil nok til at vente i 48 timer på at få doneret et par helt nye, raske menneskelunger.
Ikke organer nok
Forskerne bag studiet håber, at metoden med tiden vil blive udbredt ved at indføre mere standardiserede apparater, der kan holde mange flere patienter i live, mens de venter på nye lunger.
Dét perspektiv ser den danske læge Michael Perch ikke for sig lige rundt om hjørnet. Af flere grunde:
- Metoden kræver højt specialiserede hospitaler med ekspertisen og ressourcerne til at udføre det.
- Det kræver også, at man kan få donorlunger på meget kort tid, det vil sige i løbet af få dage.
- Begge dele forudsætter, at der er et tilstrækkelig flow af donororganer til rådighed, og at der udføres tilstrækkelig mange transplantationer til, at lægerne er erfarne og dygtige nok.
I Danmark, hvilket vil sige på Rigshospitalet, udfører man for eksempel kun 30–40 lungetransplantationer om året - afhængigt af donororganernes tilgængelighed.
\ Derfor vidste lægerne, at mandens lunger ikke kunne reddes
Hvordan kunne de amerikanske læger og forskere være helt sikre på, at den 33-årige patients lunger ikke selv ville komme sig over infektionen?
Det kunne de, fordi de udviklede en ny måde at undersøge det på: Molekylær kortlægning.
Normalt kigger læger på lungevæv i et almindeligt mikroskop, men det kan være svært at se forskel på en lunge, der er meget syg, men kan blive rask igen, og en lunge, der er permanent ødelagt.
Med molekylær kortlægning kunne forskerne lede efter specifikke tegn (molekylære fingeraftryk) på, at lungerne havde opgivet at hele.
Lægerne fandt tre afgørende beviser:
- De så, at lungen næsten helt manglede de celler (AT2-celler), som normalt fungerer som lungens egne håndværkere, der reparerer skader.
- De fandt nogle helt særlige ’fejl-celler’ (aberrante basaloid-celler), som man kun ser, når lungerne har opgivet at hele og i stedet er ved at blive omdannet til stift arvæv.
- Ved at kortlægge syv forskellige steder i lungerne kunne de se, at skaderne var ensartede og omfattende overalt, og at der ikke var nogen raske dele tilbage, der kunne vokse sig stærke igen.
Ved at bruge molekylær kortlægning kan læger i fremtiden blive bedre til at skelne mellem lunger, der er alvorligt syge, men kan hele, og lunger, der er permanent ødelagte. Det kan hjælpe med at henvise de rigtige patienter til transplantation tidligere.
Lidt loren ved det
Michael Perch har også andre betænkeligheder ved metoden. Donorlunger er en knap ressource, og derfor laves der en masse forundersøgelser, for at sikre at patienterne er egnede, og at der ikke er noget, der forhindrer transplantation, inden de kommer på venteliste til nye lunger.
Man taler også indgående med patienten om, hvad de går ind til. Der er risiko for komplikationer, og patienterne skal være villige til at leve med livslang medicinsk behandling og kontrol.
»Men den slags undersøgelser og samtykke kan man ikke få på samme måde, når det er en patient, man får ind fra gaden,« påpeger Michael Perch.
Man risikerer med andre ord at bruge et organ uden at vide, om transplantationen lykkes, og om andre havde haft mere gavn af det.
»Derfor er det en højrisiko procedure, og derfor ville jeg være loren ved det,« siger Michael Perch.
Han gentager dog, at det »absolut er spændende,« at det kan lade sig gøre.
»Men det er også grænseoverskridende, af de grunde, jeg har nævnt,« siger han.
\ Metoden er brugt før - men ikke på akut syg patient
Forskerne kalder metoden for »en livreddende bro til transplantation«. Men det er en bro, som faktisk er bygget før.
Michael Perch fortæller, at man allerede i 2019 for eksempel på Duke University, North Carolina, USA, gjorde sig de første erfaringer med at tage lunger ud, fjerne infektion og få ro på immunsystemet med hjælp af en maskine, som ilter blodet, mens man venter på, at kroppen bliver stærk nok til transplantation.
Hidtil har man dog kun brugt metoden på patienter med kroniske infektioner og cystisk fibrose. Det vil sige lungepatienter, som man kendte i forvejen, og som allerede var indstillet til transplantation.
Det nye er, at man denne gang har brugt teknikken på en akut syg patient. De amerikanske læger har dermed vist, at teknikken også kan redde patienter med akut opståede lungeskader forårsaget af eksempelvis luftvejsvirus.
