Amerikaanse wetenschappers hebben sommige celfuncties bij varkens een uur na hun dood weer hersteld. Universitair docent bio-ethiek Brendan Parent geeft zijn mening over de praktische en ethische impact van dat onderzoek op de huidige geneeskundige praktijk.
Procedures voor levensinstandhouding en om organen van overleden menselijke donoren te bewaren, moeten misschien ooit opnieuw worden geëvalueerd in navolging van een studie waarbij sommige celfuncties bij varkens één uur na de dood werden hersteld.
In 2019 gebruikten neurowetenschappers en andere onderzoekers een netwerk van pompen, verwarmers en filters om de inhoud, doorstroming en temperatuur van een vloeistof in de hersenen van varkens te regelen. Opmerkelijk genoeg was het perfusiesysteem, BrainEx genaamd, in staat om bepaalde structurele en functionele eigenschappen in de hersenen van de varkens te herstellen - ook al waren de dieren vier uur daarvoor onthoofd om als voedsel te dienen.
Nu presenteert een team van de Yale School of Medicine in New Haven, Connecticut, onder leiding van de ontwikkelaars van BrainEx, een update van hun systeem. BrainEx herstelde de bloedsomloop en beschadigde cellen in het hele lichaam van varkens die al een uur dood waren.
Momenteel wordt een perfusietechniek genaamd ‘extracorporale membraan oxygenatie’ (ECMO) gebruikt in ziekenhuizen om patiënten te ondersteunen van wie het hart, de longen of beide niet meer functioneren. Het Yale team toonde aan dat, na zes uur perfusie, OrganEx het veel beter deed dan ECMO wat betreft het weer laten stromen van vloeistoffen in slagaders en organen. En terwijl ECMO alleen het afsterven van cellen vertraagt, verbeterde OrganEx de cellulaire architectuur in weefsels aanzienlijk, ook in de hersenen. Het activeerde zelfs genetische programma's die betrokken zijn bij celherstel en het herstel van de normale celfunctie in de nieren, harten en levers van de varkens.
ECMO wordt tegenwoordig vooral gebruikt als levensreddende interventie voor patiënten met ernstige hart- en longaandoeningen, maar er is steeds meer belangstelling voor het gebruik van ECMO om de organen te bewaren van mensen bij wie reanimatie niet gelukt is. Grote vooruitgangen in perfusietechnologieën zouden op een dag de slaagkans van artsen om patiënten succesvol te reanimeren verhogen, zoals commentatoren in 2019 opmerkten. Tegelijk zou dat de rechtvaardiging van perfusiegebruik om transplanteerbare organen te recuperen nadat het hart of longen van de patiënten niet meer werken ethisch gezien bemoeilijken.
De laatste bevindingen roepen een hele reeks vragen op. Moeten we de medische en biologische definities van de dood moeten herzien? Om daar beter op voorbereid te zijn, moeten artsen wellicht opnieuw nadenken over de manier waarop zij perfusiesystemen gebruiken.
Hier beschrijf ik de huidige praktijk. Ik geef ook aan wat er anders moet - om de zorg van nu te verbeteren én om ervoor te zorgen dat toekomstige technologieën in het voordeel van de patiënt worden gebruikt, en niet in het nadeel.
Perfusieproces
Wanneer het hart of de longen van een patiënt - of meerdere organen - niet meer werken, kunnen artsen gebruikmaken van cardioversie, medicijnen zoals bloedverdunners of machines die de bloedstroom en de zuurstoftoevoer op peil houden.
ECMO is in toenemende mate een van de behandelingen die artsen in dit scenario gebruiken. Bij deze techniek wordt gebruikgemaakt van het eigen bloed van de patiënt, of in sommige gevallen van een donor, om de schade aan de organen te beperken die wordt veroorzaakt door een gebrek aan zuurstof en bloedstroom.
ECMO werd begin jaren zeventig voor het eerst gebruikt voor de behandeling van een patiënt met acuut ademhalingsfalen en wordt nu wereldwijd door ten minste 543 centra gebruikt, waaronder elk groot academisch ziekenhuis in de Verenigde Staten. In de afgelopen drie decennia zijn wereldwijd meer dan 95.000 patiënten (van wie velen een hartaanval, hartontsteking of onderkoeling hadden doorgemaakt) uit het ziekenhuis ontslagen na behandeling met ECMO en een techniek die extracorporale cardiopulmonale reanimatie (ECPR) wordt genoemd. Velen onder hen hebben hun dagelijks leven deels kunnen hervatten.
In de afgelopen 50 jaar is ECMO bij mensen steeds vaker gebruikt.
Het ECMO-systeem werd voor het eerst ingezet in het begin van de jaren zeventig om een patiënt met acuut ademhalingsfalen te behandelen. Het wordt nu routinematig gebruikt door meer dan 500 centra wereldwijd als levensreddende ingreep bij patiënten van wie het hart, de longen of beide niet meer werken.
In 2018 heeft een centrum in Porto, Portugal, een proef gedaan met het tweeledige gebruik van ECMO - als levensreddende interventie en als manier om organen te bewaren voor donatie. Acht Europese landen gebruiken nu ECMO om organen van donoren te bewaren. Minder dan 8% van de orgaantransplantatiecentra in de VS doet hetzelfde.
Wanneer ECBO wordt ingezet voor het bewaren van organen bij mensen die zijn overleden, is het ethisch gezien problematischer.
De meeste orgaandonaties vinden plaats na onomkeerbaar verlies van alle hersenfuncties (bekend als hersendood). Maar elk jaar worden veel meer mensen dood verklaard op grond van onomkeerbaar verlies van de bloedsomloop en de ademhalingsfunctie - cardiorespiratoire dood genoemd. Zo was er in de periode 2012-2016 in de ziekenhuizen in de VS één hersendode voor elke 50 cardiorespiratoire sterfgevallen. Daarom is er toenemende belangstelling voor het gebruik van ECMO in een proces dat normotherme regionale perfusie (NRP) wordt genoemd. Daarbij worden de organen van donoren die op basis van cardiorespiratoire criteria dood zijn verklaard, bewaard.
Onder welke omstandigheden kan NRP vandaag de dag worden toegepast? Als de toestand van een patiënt op een bepaald moment niet verbetert, kunnen de zorgverleners voortzetting van de behandeling als "medisch zinloos" beschouwen. In juridische en beleidsdocumenten wordt onder medische zinloosheid doorgaans verstaan dat de zorg geen redelijke kans meer heeft op verlenging of verbetering van het leven. Maar mensen verschillen van mening over wanneer dat punt is bereikt (zelfs binnen dezelfde instelling), afhankelijk van hun waardesysteem, medische doelen en persoonlijke vooroordelen. Zo liepen de schattingen sterk uiteen in drie studies (uitgevoerd in verschillende landen) waarin artsen werd gevraagd te voorspellen hoe groot de kans is dat een patiënt in verschillende gevallen een hartstilstand overleeft.
Zodra medische zinloosheid is vastgesteld, mag de dood echter doorgaan - zolang de familieleden en het klinische team ermee instemmen de levensverlengende behandeling in te trekken of achterwege te laten. Als de patiënt op basis van cardiorespiratoire criteria dood wordt verklaard, wordt behandeling zoals ECMO verwijderd, of wordt de defibrillatieschokbehandeling gestopt. De hartslag stopt, en alle circulatie en zuurstoftoevoer naar de weefsels stopt.
Op dat moment wordt er niets gedaan gedurende een "stand-off periode" van tussen de 2 en 20 minuten. Daarna kan, als eerder toestemming voor orgaandonatie was verleend, het NRP worden ingezet. Dit kan betekenen dat de ECMO opnieuw wordt gestart als die al als levensreddende interventie was gebruikt. Als organen uit de thorax worden gehaald, worden de hersenslagaders van de patiënt geblokkeerd om de bloedstroom naar de hersenen te stoppen. Dit wordt gedaan om te voorkomen dat de persoon die is overleden als gevolg van de perfusie weer enige ervaring opdoet.
Momenteel is er geen centraal register dat gegevens verzamelt over het gebruik van NRP. Maar uit verslagen van transplantatiecentra over de hele wereld blijkt dat deze techniek tot dusver wereldwijd is gebruikt om enkele honderden organen te preserveren.
In principe zou NRP kunnen helpen om kwalitatief hoogwaardige organen te leveren aan de miljoenen mensen die wereldwijd op een transplantatie wachten. In de Verenigde Staten zou volgens een schatting het aantal donoren met 20% kunnen toenemen als chirurgen overdraagbare harten zouden kunnen recupereren van mensen die op basis van cardiorespiratoire criteria dood zijn verklaard.
Sommige ethici en artsen hebben aangevoerd dat het blokkeren van de slagaders bij NRP de oorspronkelijke doodverklaring ondermijnt - en dat een andere aanpak, die ex situ-bewaring wordt genoemd, waarbij de organen uit het lichaam worden gehaald voordat ze worden geperfuseerd, ethisch minder problematisch is. Anderen (waaronder ikzelf) stellen dat in gevallen waarin NRP is gebruikt, de aanvankelijke keuze om de zorg in te trekken afhing van een klinisch gefundeerde beslissing dat de dood moest worden toegelaten, en van de vaststelling dat het hart niet meer zelfstandig kon kloppen toen de zorg werd ingetrokken.
Momenteel wordt dezelfde technologie gebruikt bij zowel ECPR als NRP. Dat zou sommigen ertoe kunnen brengen zich af te vragen of ECMO ooit ethisch zou kunnen worden gebruikt bij NRP zonder eerst te worden gebruikt om te proberen het leven van de patiënt te redden tijdens ECPR. Maar uit studies blijkt dat ECMO weliswaar enig celherstel in geïsoleerde organen kan bevorderen, maar dat het slechts in beperkte mate in staat is een volledig menselijk lichaam te herstellen, zelfs na slechts enkele minuten zonder bloedstroom. Daarom kan het gebruik van NRP zonder ECPR naar mijn mening ethisch gerechtvaardigd zijn - zolang de doodsoorzaak, de tijd dat er geen bloedstroom is geweest en andere factoren erop wijzen dat ECPR zinloos zal zijn.
Proeven met technologie
Hoe zou OrganEx, of iets dat erop lijkt, van invloed kunnen zijn op de manier waarop deze technologieën kunnen worden gebruikt?
Er zijn duidelijk gevallen waarin ECMO niet in staat is het bewustzijn van een patiënt of een spontane hartslag te herstellen. Maar ECMO kan wel de organen van de overledene herstellen voor transplantatie. Als een toekomstige versie van OrganEx ooit bij mensen wordt gebruikt, zouden er misschien enkele gevallen zijn waarin het organen kan herstellen, zonder ook hersen- en hartfunctie in belangrijke mate te herstellen.
Het vermogen om cellulair herstel te starten in alle organen, inclusief de hersenen, zou kunnen betekenen dat een dergelijke technologie veel langer zou moeten worden uitgeprobeerd - of na een veel langere periode zonder bloedtoevoer - voordat de medische zinloosheid zou kunnen worden vastgesteld. Tegen die tijd zou de schade aan de organen zo groot kunnen zijn dat de organen van de patiënt niet langer transplanteerbaar zouden zijn.
Het is ook mogelijk dat een toekomstige versie van OrganEx het risico vergroot dat mensen die zijn gereanimeerd vervolgens niet meer van de beademing kunnen afkomen. Deze situatie staat in de medische wereld bekend als de "bridge to nowhere", en is al vaker voorgekomen door het toegenomen gebruik van ECMO bij ECPR.
Naar mijn mening zouden drie veranderingen in de huidige praktijk de zorg verbeteren en ziekenhuizen en patiënten beter voorbereiden op de reeks ethisch beladen scenario's die kunnen ontstaan door de vooruitgang in de perfusietechnologie.
Betere data. Gedurende tientallen jaren tot het begin van de jaren 2000 hebben verschillende clinici en onderzoekers geprobeerd de criteria voor het bepalen van medische zinloosheid te herzien - met als doel het creëren van meer kwantitatieve normen voor artsen. Dergelijke studies creëerden betrouwbare methoden om te voorspellen of homogene groepen patiënten onder bepaalde omstandigheden zouden overleven of sterven. Maar voorspellingen op basis van cohorten lijken niet te zijn geëxtrapoleerd naar individuen. Vandaag de dag zou het gebruik van krachtige analysemethoden, zoals machine learning algoritmen die gegevensreeksen van honderdduizenden patiënten onderzoeken, kunnen helpen.
Wat het gebruik van ECPR betreft, ontbreken gegevens over welke patiëntkenmerken samenhangen met bepaalde resultaten. Dit komt deels doordat ECMO-programma's, waarvoor dure machines en opgeleid personeel nodig zijn, nog niet wijdverbreid zijn. Sommige patiënten die ECPR krijgen, worden uit het ziekenhuis ontslagen. In andere gevallen zal het zorgteam medische zinloosheid vaststellen. In weer andere gevallen zullen de patiënt of zijn familieleden een ondraaglijke beslissing moeten nemen over het al dan niet intrekken van de levensreddende behandeling, zelfs als de patiënt door ECPR weer bij bewustzijn is gekomen.
Weten onder welke klinische omstandigheden ECPR al dan niet gebruikt zou moeten worden is essentieel om ervoor te zorgen dat de technologie patiënten ten goede komt en niet schaadt. Dergelijke gegevens zouden artsen ook helpen te weten wanneer perfusie ethisch gezien kan worden gebruikt voor orgaanherstel.
Een veelbelovende start in dit verband is de Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) Directory, een register zonder winstoogmerk dat gegevens uit meer dan 60 landen verzamelt over het gebruik van ECMO als levensreddende interventie. Maar de deelnemers moeten ook worden aangemoedigd om gegevens in te dienen over gevallen waarin verzorgers besloten geen ECPR te gebruiken, en follow-upgegevens over overlevenden die uit het ziekenhuis werden ontslagen. Analisten moeten met behulp van machine-learning modellen ook op zoek gaan naar meer genuanceerde correlaties.
Als ECMO-onderzoekers en -financiers zich zouden inzetten voor een substantiële inspanning om relevante big data te verzamelen, zouden twee soorten organisaties het voortouw kunnen nemen bij de beoordeling van dat onderzoek en de begeleiding van het gebruik van perfusietechnologieën. Dit zijn verenigingen voor intensieve zorg, zoals de Society of Critical Care Medicine in Mount Prospect, Illinois, en professionele transplantatieverenigingen, zoals de European Society for Organ Transplantation in Padua, Italië.
Idealiter zouden deze organisaties samenwerken met medische ethici om te beoordelen of de huidige klinische praktijk ethisch verantwoord is en hoe nieuwe technologieën zoals OrganEx het best kunnen worden bestudeerd. Zij zouden ook kunnen beoordelen of nieuwe perfusiemethoden klaar zijn voor klinisch gebruik.
Betere communicatie. Zelfs als er betere gegevens worden verkregen ter ondersteuning van de beslissingen van artsen om levensondersteuning in te trekken of te behouden, mogen beslissingen over medische zinloosheid niet alleen op basis van klinische gegevens worden genomen. Patiënten in spe moeten hun eigen zorg kunnen bepalen en kunnen beslissen wat er met hun lichaam gebeurt na hun dood.
Momenteel is de communicatie tussen artsen, juristen, patiënten en familieleden over doelstellingen rond levenseindezorg en orgaan- en weefseldonatie na de dood, hooguit inconsistent. In 2016 had bijvoorbeeld slechts een op de drie mensen in de Verenigde Staten een richtlijn, zoals een levenstestament . En vaak, zoals in een Amerikaans onderzoek werd opgemerkt, kan de sociaaleconomische status van een persoon van invloed zijn op de toegang tot artsen en advocaten voor gesprekken en informatie over zorgplanning vooraf.
Op basis van protocollen die ik heb gelezen en gesprekken die ik heb gevoerd met Amerikaanse klinische teams, lijkt het erop dat ECPR zelden of nooit ter sprake wordt gebracht tijdens gesprekken over behandelingsvoorkeuren aan het einde van het leven. Ook zullen waarschijnlijk maar weinig mensen op de hoogte zijn van technieken zoals NRP, laat staan de implicaties ervan overwegen, wanneer ze beslissen of ze orgaandonor willen zijn.
Ook wanneer familieleden van mensen die zijn overleden door organisaties voor orgaandonatie worden benaderd om toestemming te geven voor donatie - waarbij NRP zal worden gebruikt - blijkt de communicatie tussen de instellingen zeer uiteenlopend te zijn. De meeste families van potentiële donoren en de meeste ontvangers van organen wordt tijdens het toestemmingsproces niet verteld dat het klinische team de bloedtoevoer naar de hersenen van de overledene zal blokkeren, of dat dezelfde technologie die donatie mogelijk maakt soms wordt gebruikt om te proberen levens te redden. Het is ook onduidelijk hoeveel van deze informatie mensen moet worden verteld, vooral gezien de stress die zij misschien al hebben.
Wat donorfamilies en orgaanontvangers willen weten - en wat zij zouden moeten weten - moet beter worden bestudeerd en begrepen door ethici, maatschappelijk werkers, psychologen en anderen die bij de transplantatiegeneeskunde betrokken zijn. Gesprekken over de verschillende scenario's die zich na een hartaanval of ademhalingsstilstand kunnen voordoen, zouden veel eerder moeten plaatsvinden dan nu het geval is - misschien zelfs op universiteiten of scholen als onderdeel van de biologiecurricula. Dit is vooral het geval als nieuwe ECPR- en orgaantransplantatiemethoden in de kliniek worden geïntegreerd.
Inzet op rechtvaardigheid. Ten slotte moeten ECMO en andere perfusietechnologieën zo gelijkwaardig mogelijk beschikbaar worden gemaakt - samen met voldoende personeel, opleiding en de meest recente protocollen.
Volgens een Amerikaans onderzoek is het gebruik van ECMO per hoofd van de bevolking het hoogst in het noordoosten van het land, ook al sterven er in het relatief armere zuiden meer mensen aan hartziekten en acute ademnoodsyndroom. En het enige deel van het land waar het sterftecijfer is gestegen na de toepassing van ECMO in kritieke en spoedeisende-hulpcentra is het Midwesten - een gebied dat ook over minder middelen beschikt dan het noordoosten.
Het testen en implementeren van OrganEx - vooral als een manier om de recuperatie van organen te vergemakkelijken - zal waarschijnlijk eerst in Europa gebeuren, als het al ergens gebeurt. In de Verenigde Staten heerst veel wantrouwen rond orgaandonatie, vooral onder gekleurde mensen, en niet meer dan 20 van de ongeveer 250 transplantatiecentra doen aan NRP. In geen enkel protocol in de VS is het gebruik van ECMO voor ECPR en NRP momenteel geïntegreerd.
Maar ongeacht waar OrganEx bij mensen op een dag kan worden gebruikt, moeten onderzoekers, artsen en beleidsmakers stappen ondernemen om ervoor te zorgen dat het niet iemands postcode is die bepaalt of hij dankzij ECPR overleeft, of dat hij orgaandonor wordt.
Niemand heeft voorlopig antwoorden op de vele vragen die de laatste bevindingen van het Yale-team oproepen. Het opnieuw onderzoeken van de manier waarop artsen vandaag de circulatietechnologie in de kliniek gebruiken, is de eerste stap om ze op te lossen.
