Валерий Иванович Шумаков родился 9 ноября 1931 года в Москве. Отец — Шумаков Иван Андреевич (1900-1965). Мать — Шумакова Наталья Алексеевна (Барскова) (1900-1975). Супруга - Калитиевская Наталья Михайловна. Дочь — Шумакова Ольга Валерьевна (1963 г. рожд.). Сын — Шумаков Дмитрий Валерьевич (1967 г. рожд.). Внуки: Наташа (1993 г. рожд.), Кирилл (1996 г. рожд.), Маша (1996 г. рожд.), Валерий (1998 г. рожд.)
Когда родился Валерий, семья Шумаковых жила в одном из Крестовских переулков у Рижского вокзала в Москве. Затем перебрались поближе к центру, на Покровку. Иван Андреевич был инженером-строителем, Наталья Алексеевна - домохозяйкой. В 1941 году Иван Андреевич ушел на фронт. Ему повезло - прошел всю войну и остался живым. А Валера все военные годы жил в Москве с матерью. Непростой для многих молодых людей вопрос «Кем быть?» никогда не был для Валерия мучительным. Свое предназначение он понял в восьмом классе, когда начали изучать «Физиологию и анатомию человека».
Взял в руки учебник, полистал — и словно прозрение какое-то наступило. Все мне было интересно: как непросто, оказывается, устроен человек. Отчего-то уже тогда подумал, что людей с больными органами лечить надо.
После окончания 330-й московской средней школы в 1950 году поступил в 1-й Московский медицинский институт имени И.М. Сеченова Минздрава СССР.
Имея твердое намерение стать хирургом и специалистом высокого класса, В.И. Шумаков на третьем курсе стал членом научного студенческого кружка при кафедре топографической анатомии и оперативной хирургии. Там он активно осваивал хирургическую технику и опубликовал свою первую научную работу «О применении 2 % раствора новокаина в операциях на сосудах» в журнале «Хирургия» № 9 за 1955 год. Вторая работа «Об «опасных зонах» сердца» доложена в 1955 году на XVI итоговой сессии научного студенческого общества 1-го Московского медицинского института имени И.М. Сеченова Минздрава СССР, а затем опубликована в журнале «Экспериментальная хирургия» № 1 за 1956 год.
Окончив в 1956 году институт с отличием В.И. Шумаков поступил в аспирантуру на кафедру топографической анатомии и оперативной хирургии, которую возглавлял в те годы ректор института профессор В.В. Кованов (позднее академик АМН СССР). Это был период бурного развития кардиохирургии во всем мире, и поэтому в аспирантуре Валерий Иванович продолжил работу над проблемами хирургии сердца. Им был разработан новый метод паллиативного лечения одного из приобретенных пороков сердца - недостаточности митрального клапана.
Предложенный В.И. Шумаковым хирургический метод был настолько оригинален, что привлек внимание прославленного хирурга, одного из пионеров отечественной кардиохирургии, академика Бориса Васильевича Петровского, который считал полезным применить этот метод в клинической практике. В последующем надобность в паллиативных операциях быстро отпала: наступил период осуществления радикально корригирующих операций на открытом сердце. Но встреча В.И. Шумакова с Б.В. Петровским стала переломным этапом в его дальнейшей судьбе.
По окончании в 1959 году аспирантуры, Валерий Иванович успешно защитил кандидатскую диссертацию на тему «Хирургическое исправление недостаточности митрального клапана», после чего академик Б.В. Петровский пригласил его - молодого врача - к себе на работу в академическую группу при АМН СССР на должность младшего научного сотрудника.
Не имея никакого опыта в лечебной работе, я сразу же окунулся в сердечную хирургию, одним из пионеров которой был Борис Васильевич. Петровский восхищал всех, кто с ним работал, своей потрясающей хирургической техникой. Он был хирургом поливалентным, которых сейчас осталось очень мало: делал операции на конечностях, брюшной полости, желудке, легких, а во время войны на фронте проводил и нейрохирургические вмешательства. У него легкая рука, он поистине хирург от Бога!
В.И. Шумаков проработал рядом со своим Учителем – великим хирургом Б.В. Петровским около 15 лет.
Это были годы, когда только приступали к операциям на открытом сердце, когда внедрялись в клинику операции с искусственным кровообращением. Именно поэтому Валерию Ивановичу было поручено осваивать работу аппаратов «сердце-легкие». Для ознакомления с последними достижениями медицины Запада В.И. Шумаков в составе ведущих советских кардиохирургов в 1961 году направлен в шестимесячную командировку в США, где изучал новые методы диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, работу аппаратов искусственного кровообращения при операциях на открытом сердце, а также современные аспекты разработки и применения моделей искусственных клапанов. Кроме того, он ознакомился с работой ведущих кардиохирургов Америки: У. Лиллехай, Р. Варно, Р. Лиллехай, Р. Де Уолл (Миннеаполис), А. Блекока, Г. Ватсона, Д. Сабистона, Э. Эндрюсона (Балтимор), Д. Морроу, Д. Блейдса, Г. Хуфнагеля (Вашингтон), Д. Джонсона (Пенсильвания), П. Гиббона (Филадельфия), Г. Харкена (Бостон), Д. Бейли (Нью-Йорк) и др.
После успешной стажировки В.И. Шумакова в медицинских центрах США Б.В. Петровский доверил своему ученику первые самостоятельные операции на открытом сердце. Это время стало для Валерия Ивановича началом долгого пути к осуществлению своей мечты - трансплантации сердца.
В начале 60-х годов XX столетия в клиниках СССР стали применять искусственные клапаны сердца. Первые отечественные образцы, к сожалению, значительно уступали зарубежным, и тогда Б.В. Петровский поручил В.И. Шумакову заняться новой проблемой в отечественной кардиохирургии: разработкой высококачественных искусственных клапанов сердца совместно с ведущими специалистами предприятий военно-промышленного комплекса. В результате с 1963 года в отечественной хирургии сердца стали применять разработанный В.И. Шумаковым совместно с Б.П. Зверевым шаровой протез митрального клапана.
Конструкция этого клапана оказалась настолько удачной, что ей не было равных около 20 лет, пока не появились протезы клапанов сердца следующего поколения.
За эту разработку Валерий Иванович в 1966 году получил свое первое из 200 авторских свидетельств на изобретение, за которые позднее в 1978 году ему было присвоено почетное звание: заслуженный изобретатель РСФСР.
В 1963 году Валерия Ивановича избирают на должность старшего научного сотрудника Всесоюзного научно-исследовательского института клинической и экспериментальной хирургии (ВНИИКиЭХ) Минздрава СССР, которым руководил Борис Васильевич Петровский. Активно занимаясь в эти годы применением искусственных клапанов сердца в клинической практике, В.И. Шумаков подготовил докторскую диссертацию на тему «Протезирование клапанов сердца», которую успешно защитил в 1965 году. В следующем году выходит его первая монография «Протезирование клапанов сердца», написанная совместно с Б. В. Петровскими Г.М. Соловьевым.
В середине 60-х годов в ведущих клиниках США и Западной Европы стали развертываться исследования по созданию систем механической поддержки кровообращения в организме с помощью искусственного сердца и аппаратов вспомогательного кровообращения.
Оценив перспективность этого нового направления в хирургии сердечной недостаточности, В.И. Шумаков сумел убедить Б.В. Петровского в необходимости развития этих исследований в нашей стране. В 1966 году приказом директора создана экспериментальная лаборатория искусственного сердца и вспомогательного кровообращения, а руководителем ее назначен В.И. Шумаков. С этого времени он собирает своих единомышленников (В. Толпекина, Г. Иткина, Э. Могилевского, В. Прейгера, О. Ицеховского, В. Кузнецову, А. Куваева и др.), многие из которых впоследствии стали его учениками, и вместе с ними, а также ведущими инженерами технических институтов и конструкторских бюро, в чрезвычайно тяжелых условиях начинает вести работу по созданию технических систем частичной и полной замены сердца, по созданию исполнительных устройств (насосы-баллончики, желудочки сердца), по проверке их физиологических характеристик в острых и хронических экспериментах на крупных животных (телятах, собаках). В результате уже к концу 60-х годов можно было с уверенностью говорить, что проблема создания искусственного сердца и систем вспомогательного кровообращения может быть решена в ближайшие 15-20 лет при условии достаточного финансирования данных разработок.
В 1965 году Б.В. Петровский выполнил первую успешную пересадку почки от родственного донора, дав толчок развитию отечественной трансплантологии. Вскоре организовано несколько специализированных центров трансплантации почки (приказ Минздрава СССР № 464 от 25 июля 1969 года), которые стали осуществлять пересадку почки как от родственных, так и от трупных доноров.
Во ВНИИКиЭХ Минздрава СССР создается отдел трансплантации, возглавить который Борис Васильевич поручает В.И. Шумакову.
В 1969 году Валерий Иванович обосновал целесообразность объединения двух направлений - разработки искусственных органов и трансплантации органов. И по его инициативе организован отдел трансплантации и искусственных органов, которым он стал руководить.
С этого времени В.И. Шумаков стал уделять пристальное внимание не только проблемам создания искусственного сердца и систем вспомогательного кровообращения, но и вопросам консервации органов, поскольку эта проблема становится одной из самых актуальных при трансплантации трупной почки. Уже в 1970 году он вместе со своими сотрудниками внедряет в клиническую практику сначала перфузионный, а затем и бесперфузионный методы консервации почек, внедряет в практику рецептуру первого отечественного консервирующего раствора (раствор ВНИИКиЭХ), который многие годы успешно применялся в отечественных трансплантационных центрах. В это время Валерий Иванович предложил оригинальный метод анастамозирования мочеточника донора с мочевым пузырем реципиента, который вошел в специальную литературу под названием «Метод Мебеля-Шумакова» и также внедрен в клиническую практику трансплантационных центров страны. Кроме того, он много времени уделял проблемам диагностики кризов отторжения, разработке комбинированных схем иммуносупрессии, а также разработке мероприятий по профилактике хирургических и урологических осложнений.
В результате в 1971 году Валерий Иванович в коллективе ведущих отечественных ученых-клиницистов во главе с академиком Б.В. Петровским получил свою первую правительственную награду: Государственную премию СССР за разработку и внедрение в клиническую практику пересадки почки.
В один из своих официальных визитов в США в 1971 году Борис Васильевич Петровский при встрече с всемирно известным кардиохирургом Майклом Дебейки предложил объединить усилия ученых двух стран в изучении проблем, связанных с разработкой искусственного сердца. Это предложение было одобрено М. Дебейки, а впоследствии получило поддержку на правительственном уровне. В результате в 1972 году состоялось подписание Межправительственного советско-американского соглашения по разработке и исследованию искусственного сердца. Этот документ дал мощный импульс финансированию дальнейших научных разработок систем механической поддержки кровообращения.
В.И. Шумаков вместе со своими сотрудниками (В.Е. Толпекиным, Г.П. Иткиным, Е.Ш. Штенгольдом, А.К. Чепуровым, А.Е. Куваевым и др.) интенсивно работает над проблемами физиологичности конструкций разрабатываемых систем и условий их применения. В опытах на животных, а также на специально созданных гидродинамических стендах, они изучают особенности гемодинамики при использовании механических систем, проблемы регуляции кислородного баланса миокарда, гемосовместимости и тромборезистентности полимерных материалов, используемых для изготовления насосов-баллончиков и искусственных желудочков сердца. Они развертывают приоритетные исследования в области физиологического и математического моделирования системы кровообращения для разработки методов и систем автоматического управления работой сердца и аппаратов вспомогательного кровообращения.
К решению этих проблем привлекаются квалифицированные специалисты ряда научных и технических центров страны (Институт проблем управления РАН, ОКБ имени П.О. Сухого, МЗЭМА и др.).
В этот период Валерий Иванович проявляет не только чрезвычайную работоспособность, но и незаурядный организаторский талант. Он становится центром психологического единения коллектива, а авторитет руководителя способствует созданию в отделе атмосферы творческого подъема.
Деловое сотрудничество сравнительно быстро привело к первым значительным результатам. Созданы клинические прототипы отечественных насосов новой конструкции, первый отечественный парный стимулятор и кардиомассажер, первые отечественные пневмоприводы и впервые предложен алгоритм управления искусственным сердцем на основе разработанной математической модели системы кровообращения (Г.П. Иткин).
Уже в мае 1969 года впервые в клинике применен метод внутриаортальной контрпульсации (у больного с острым инфарктом миокарда, осложненным кардиогенным шоком), что позволило приступить к регулярному использованию этого метода для лечения тяжелых форм сердечной недостаточности различного генеза (В.Е. Толпекин).
Достигнутые успехи способствовали признанию В.И. Шумакова лидером отечественной трансплантологии и разработки искусственных органов. В результате в июле 1974 года приказом министра здравоохранения СССР Б.В. Петровского Валерий Иванович назначен директором ранее созданного Института пересадки органов и тканей АМН СССР (1969), куда он перешел вместе со своим отделом для продолжения начатых разработок. С этого времени начинается новый этап научной и клинической деятельности профессора В.И. Шумакова, позволивший ему в полной мере раскрыть свой творческий потенциал в борьбе за жизнь людей.
Планируя проводить широкомасштабные исследования по проблемам трансплантации и применения искусственных органов, Валерий Иванович постепенно, но неуклонно проводит ряд организационных мероприятий. Он осуществляет реорганизацию и корректирует структуру института. С июня 1978 года институт переименован в НИИ трансплантологии и искусственных органов МЗ РФ. На базе института создается научный совет по трансплантации органов, тканей и созданию искусственных органов при президиуме АМН СССР, который координирует исследования в стране по этим проблемам. Кроме того, он создает прочную экспериментальную базу, а также виварий для длительного наблюдения за животными в хроническом эксперименте; существенно расширяет клиническую базу института (к концу 1982 года завершается строительство нового здания института), что позволяет создать не только отделения трансплантации почки и печени, почки и поджелудочной железы, но и три кардиохирургических отделения с целью повышения хирургической активности института (до 500 операций в год на открытом сердце в условиях искусственного кровообращения), а также для выполнения реконструктивных операций у больных с наиболее тяжелой патологией сердца, при которых часто в послеоперационном периоде возникает необходимость в применении систем механической поддержки кровообращения.
— Подбирая команду, — делится опытом Валерий Иванович, — я оцениваю врачей только по профессиональным качествам. Потому что «хороший парень» — это для застолья высшая категория оценки. А для дела главнее, что он хороший специалист, даже если у него плохой характер. И потом — мало, чтобы он только операцию сделал, он должен и после нее заниматься своим больным. Сделал — доведи до хорошего состояния.
Создавая организационную базу для проведения полномасштабных исследований в институте, В.И. Шумаков анализирует причины, тормозящие развитие трансплантологии в нашей стране, выступает сторонником правовой и юридической регламентации трансплантационных методов лечения обреченных на гибель больных, является сторонником строгой правовой регламентации работы трансплантационных центров и донорских бригад. Вместе со своими сотрудниками А.Г. Долбиным, Н.В. Тарабарко и Э.М. Балакиревым он разъясняет медицинскую необходимость и биологическую важность принятия концепции - «смерть мозга» как смерть индивидуума - для использования трупных доноров с констатированной смертью мозга и бьющимся сердцем в качестве источника донорских органов. Только на пути развития интенсивного (мультиорганного) донорства, а также расширения экстенсивного (субоптимального) донорства, Валерий Иванович видит возможность ослабления повсеместной нехватки донорских органов (прежде всего почек), расширения перечня пересаживаемых органов, прежде всего, непарных органов (сердце, печень и др.), повышения качества трансплантатов (резкое ослабление повреждающего действия ишемии на трансплантаты), а также эффективности самих операций.
Результатом этих усилий явилось сначала утверждение Минздравом СССР приказа № 236 от 17 февраля 1987 года и «Временной инструкции по констатации смерти на основании диагноза «смерти мозга», а затем принятие Верховным Советом РФ 22 декабря 1992 года закона РФ «О трансплантации органов и/или тканей человека» и утверждение приказом Минздрава РФ № 189 от 10 августа 1993 года инструкции «О порядке изъятия органов человека у доноров-трупов». Два последних документа по сей день служат правовой базой, регламентирующей условия осуществления трансплантации органов и тканей в нашей стране.
Наряду с правовым регулированием трансплантологии В.И. Шумаков вместе со своими учениками много работает над оптимизацией хирургической техники изъятия донорских органов при мультиорганном заборе, оптимизирует режимы инициальной перфузии изъятых органов (Я.Г. Мойсюк, Н.В. Тарабарко), разрабатывает программу кондиционирования и селекции донора (коррекция гомеостаза донора с восполнением дефицита гормональных и метаболических факторов, И.А. Козлов), предлагает новый метод трансплантации сердца, разрабатывает показания для отбора реципиентов донорского сердца (использование функциональной пробы с ингаляционной окисью азота для оценки обратимости предтрансплантационной легочной гипертензии, И.А. Козлов, В.Н. Попцов), а также тактику борьбы с дисфункцией миокарда в раннем посттрансплантационном периоде (И.А. Козлов, А.В. Алферов), исследует возможности новых иммунодепрессантов, в частности, циклоспорина А, отрабатывает схемы применения их в комбинации с другими иммуносупрессантами и противоишемическими препаратами (Э.Р. Левицкий, Н.А. Томилина и Ф.С. Баранова), разрабатывает мероприятия по противобактериальной и противовирусной защите доноров и реципиентов, особенно реципиентов на фоне проведения иммуносупрессивной терапии (Р.Я. Войлокова).
В результате ко второй половине 2001 года в институте накоплен опыт выполнения 100 трансплантаций сердца, 11 пересадок печени и более 3000 пересадок почек, причем все пересадки сердца и печени и более тысячи пересадок почек выполнены непосредственно Валерием Ивановичем.
К приоритетным разработкам института относится также лечение больных с диабетической нефропатией путем трансплантации почки одновременно с трансплантацией островковых клеток поджелудочной железы (Н.В. Тарабарко, Н.Н. Скалецкий). В последние годы в клинике института благодаря накопленному опыту, обеспечивающему максимальную безопасность живых доноров, вновь стали более широко осуществлять родственные трансплантации почки (Я.Г. Мойсюк).
Несмотря на заинтересованную поддержку в клинике трансплантаций различных органов и тканей, трансплантация сердца всегда оставалась в центре профессиональных интересов В.И. Шумакова, так как к осуществлению этих операций он шел всю свою жизнь, отдавая подготовке к ним весь запас своих душевных и физических сил, а своим больным - весь свой врачебный опыт и мастерство. Валерий Иванович тщательно изучал опыт ведущих западных трансплантологических центров, отрабатывал детали операций в прозекторской вместе со своими ближайшими помощниками, коллегами и учениками (А.Ш. Хубутия, М.В. Семеновский, Э.Н. Казаков, Э.М. Николаенко, Ю.Г. Матвеев, В.В. Честухин, Г.М. Могилевский, А.Я. Кормер), обсуждал этапы предстоящих операций, готовность всех служб. Не удивительно, что сразу же после первых разрешительных приказов Минздрава СССР, а именно 12 марта 1988 года, В.И. Шумаков осуществил первую успешную пересадку сердца в СССР, и с этого времени он регулярно проводит подобные операции. Первая больная после успешной пересадки сердца (через год была социально реабилитирована) прожила около 9 лет, несколько больных после трансплантации сердца продолжают здравствовать уже более 10 лет, а один больной живет более 13,5 лет.
В 1997 году за разработку и внедрение в клиническую практику операций по пересадке сердца В.И. Шумакову с группой сотрудников института была присуждена премия Правительства России.
В зависимости от исходного состояния реципиентов трансплантации сердца выполнялись в двух вариантах: в виде одноэтапной трансплантации (92 операции, в том числе одна ретрансплантация после 4,5 лет после первичной трансплантации сердца; в двух наблюдениях перед трансплантацией сердца был устранен клапанный порок сердца) и двухэтапной трансплантации сердца (8 операций) с вынужденным предварительным подключением реципиента к системам механической поддержки кровообращения из-за отсутствия трансплантата сердца, пригодного для трансплантации. Среди них было одно наблюдение с использованием внутриаортальной контрпульсации, одно с использованием искусственного сердца и шесть с проведением обхода левого желудочка центробежным насосом «Biopump» (США).
Наряду с разработкой проблем клинической трансплантологии В.И. Шумаков всемерно поддерживает фундаментальные теоретические исследования в этой области. В 1976 году он организует на базе НИИТиИО кафедру «Физика живых систем» при Московском физико-техническом институте, в том же году избирается заведующим кафедрой, которой руководит по настоящее время. В НИИТиИО проводятся исследования по изучению механизмов повреждающего действия на трансплантаты ишемии и длительной гипотермии, используемой в качестве основного средства противоишемической защиты органов, исследуются энергетические и молекулярные механизмы реализации защитного действия консервирующих растворов, в том числе кардиоплегических, изучаются эффекты различных фармакологических препаратов при введении их в организм донора и реципиента. В хронических модельных опытах на животных с децентрализацией органа (почки) В.И. Шумаковым и Н.А. Онищенко вскрыт важнейший патогенетический механизм индукции острых кризов и хронической реакции отторжения трансплантата. Выдвинуто положение, согласно которому именно прогрессирующий дистрофический процесс в трансплантате вследствие его денервации и делимфатизации запускает клинические проявления реакции отторжения, а существующая гистонесовместимость в аллогенных трансплантатах выступает в роли фактора, который усугубляет выраженность клинических проявлений реакции отторжения.
По мнению В.И. Шумакова и Н.А. Онищенко, дистрофический процесс лежит в основе прогрессирования нефропатии отторжения трансплантированных почек, коронарной кардиопатии трансплантированных сердец, а также обуславливает снижение клинической эффективности иммуносупрессантов из-за гибели рецепторов на клеточных мембранах децентрализованного трансплантата. Ими впервые 1981 году было заявлено, что трансплантация органов является особой операцией, так как при ней моделируется типовой патологический процесс - дистрофия трансплантата, который и предопределяет последовательность (стадийность) проявлений жизнеспособности и функциональной активности трансплантатов в послеоперационном периоде независимо от степени их гистосовместимости и органной принадлежности.
В середине 70-х годов В.И. Шумаков инициировал в институте развитие нового направления трансплантологии - клеточной трансплантации. Началось с того, что сотрудникам группы цитологии и культур тканей (с 1985 года - лаборатория культур тканей), которой руководил В.Н. Блюмкин, в 1975 года поручено изучить возможность трансплантации культур островковых клеток плодной поджелудочной железы для лечения инсулинзависимого сахарного диабета. В многочисленных экспериментах на животных с моделированием сахарного диабета исследователям этой группы (В.Н. Блюмкин, Р.А. Бабикова, Н.Н. Скалецкий и др.) в 1975-1979 годах с помощью функциональных и гистологических методик удалось показать эффективность клеточной терапии при сахарном диабете. Уже в октябре 1979 года В.И. Шумаковым осуществлена первая в СССР и одна из первых в мире успешная клиническая трансплантация островковых клеток: больной с лабильным течением сахарного диабета, осложненного ангиопатией и нейропатией, введены культуры островковых клеток, выделенных из поджелудочной железы нежизнеспособных плодов человека. Пересадка привела к ослаблению тяжести течения заболевания и регрессу осложнений у реципиента. Следует отметить, что эта больная в дальнейшем получала повторные трансплантации культур островковых клеток и до сих пор (спустя 22 года после первой пересадки при 50-летней (!) длительности заболевания сахарным диабетом) находится в удовлетворительном состоянии. В дальнейшем пересадки культур островковых клеток стали проводиться регулярно, причем, помимо аллотрансплантаций (от плодов человека), стали выполняться ксенотрансплантации (от плодов животных). С 1989 года, когда лабораторию культур тканей возглавил ученик В.И. Шумакова и В.Н. Блюмкина - Н.Н. Скалецкий, основным источником культур островковых клеток для трансплантации стала служить поджелудочная железа новорожденных кроликов. При этом, благодаря повышению качества культур островковых клеток (метод их получения запатентован В.И. Шумаковым в соавторстве) и отсутствию проблем в обеспечении донорским материалом, удалось существенно улучшить результаты клинических трансплантаций и увеличить их количество.
Двадцатилетний опыт экспериментальных и клинических исследований по трансплантации культур островковых клеток, проведенных в НИИТиИО под руководством В.И. Шумакова, обобщен в монографии, многочисленных публикациях и докторской диссертации Н.Н. Скалецкого.
В конце 70-х годов много внимания уделяется хирургическим проблемам трансплантации печени. Валерий Иванович совместно с Э.И. Гальпериным разрабатывает оригинальный метод пересадки левой доли печени, проводит многочисленные эксперименты на животных, а в 1977 году впервые в клинике осуществляет гетеротопическую пересадку левой доли печени в левую подвздошную область. Накопленный экспериментальный и клинический опыт обобщен В.И. Шумаковым и Э.И. Гальпериным в монографии «Трансплантация печени», которая вышла в свет в 1981 году.
После принятия регламентирующих документов по констатации «смерти мозга» и мультиорганному изъятию органов с 1989 года в институте организуется клиническая программа по ортотопической пересадке печени, и уже 5 апреля 1990 года В.И. Шумаков на заседании общества хирургов Москвы и Московской области демонстрирует первую в СССР больную после успешной трансплантации печени по поводу иноперабельной опухоли, которую он выполнил 27 февраля 1990 года.
Следует особо отметить, что начало работ по трансплантации печени относится к периоду, когда в стране полностью отсутствовала правовая и юридическая база для осуществления трансплантации непарных органов (печень, сердце). Поэтому В.И. Шумаков, обладая даром научного предвидения, поручил А.А. Писаревскому, а затем Н.А. Онищенко разработать способ лечения печеночной недостаточности путем экстракорпорального подключения больному живых донорских гепатоцитов, культивируемых в биореакторе перфузионных систем «Вспомогательная печень».
Подключение систем вспомогательной печени и биодетоксикация организма с помощью изолированных гепатоцитов помогли спасти жизни многих сотен больных, особенно с острой печеночной недостаточностью, развившейся у хирургических больных в послеоперационном периоде. Подключение систем биоискусственной поддержки печени больным хронической печеночной недостаточностью различной этиологии, в том числе болезнью Коновалова - Вильсона, способствовало формированию у этих больных пролонгированной клинической ремиссии.
С 1983 года в институте получают развитие работы по созданию систем вспомогательной селезенки для лечения тяжелых гнойно-септических и аутоиммунных заболеваний, которые, по предложению В.И. Шумакова, возглавил А.Б. Цыпин.
При поддержке В.И. Шумакова А.Б. Цыпин с сотрудниками внедрил метод спленотерапии в его различных модификациях в практику многих специализированных клиник. Этот метод так же, как метод трансплантации островковых клеток и метод экстракорпорального подключения изолированных гепатоцитов, нашел последователей во многих городах России.
Развернувшиеся в институте работы по клеточной трансплантации индуцировали разработку биологических и клинических аспектов создания низкотемпературного банка клеток печени, селезенки и некоторых других органов, а также способствовали разработке и углублению теоретических представлений о регулирующем воздействии клеточных трансплантатов на организм.
В результате в недрах трансплантологии и ее нового аспекта - клеточной трансплантации - в институте родилось новое направление медицины - пептидная терапия, в частности, иммунопептидная биорегуляция восстановительных процессов в поврежденных органах. Это направление открывает новые возможности в практической медицине эффективного лечения многочисленных заболеваний и критических состояний, а также хронических и геронтологических болезней, что является достаточно актуальной проблемой поддержания здоровья и социального баланса в современном обществе. В основу развития этого направления были положены современные представления о роли тканевых пептидов, и особенно иммунопептидов, в поддержании клеточного гомеостаза на уровне межклеточных взаимодействий за счет восстановления с их помощью связей между нейроиммуногормональной регуляцией организма и геномом клеток (Н.А. Онищенко, B.C. Сускова).
Для восстановления нарушенных межклеточных взаимодействий в органах и тканях при различных патологических состояниях в институте разработан препарат «Спленопид» (А.Б. Цыпин, В.И. Шумаков, И.М. Иванов и др.), лечебные возможности которого в настоящее время исследуются.
Большое значение В.И. Шумаков придавал развитию исследований по эпидемиологии хронической почечной недостаточности для научного обоснования развития службы хронического гемодиализа и центров трансплантации почки. Это направление исследований в институте возглавил Э.М. Балакирев, который обосновал пути дальнейшего развития службы трансплантации почки в стране и участвовал в организации более десяти трансплантационных центров в стране, а также в решении некоторых проблем социальной реабилитации больных после трансплантации почки.
Внедрение трансплантации почки в широкую клиническую практику привело к возникновению новой области современной медицины - трансплантационной нефрологии, развивавшейся на стыке клинической трансплантологии и нефрологии. Ее возникновение и успешное развитие в нашей стране тесно связано с именем Валерия Ивановича. Он совместно с профессором М.Я. Ратнер - выдающимся нефрологом страны - выступил инициатором создания первого отечественного отделения нефрологических проблем трансплантации почки, которое организовано и функционирует в НИИТиИО МЗ РФ уже более четверти века. В последние 15 лет это отделение возглавляет ученица В.И. Шумакова и М.Я. Ратнер - Н.А. Томилина.
Благодаря активной работе Н.А. Томилиной и ее сотрудников, отделение накопило уникальный материал клинических наблюдений: нескольких тысяч реципиентов с аллогенной почкой, анализ которых позволил сформулировать представление о закономерностях течения трансплантационных нефропатий и выработать новые подходы к их диагностике, профилактике и лечению. Дальнейшим этапом развития реабилитационного направления деятельности института стала организация диспансерного наблюдения за реципиентами аллогенной почки, разработка принципов амбулаторной помощи этим больным, а также подготовка врачей для работы на местах в отдаленных регионах нашей страны.
Итогом последовательного решения проблем трансплантационной нефрологии явился значительный прогресс в результатах трансплантации почки, которые ставят институт в один ряд с ведущими мировыми центрами.
Став директором института в 1974 году и всемерно поддерживая экспериментальные исследования, особенно в области разработки и применения искусственных органов, В.И. Шумаков никогда не упускал из вида перспективу быстрого клинического применения новых технических разработок.
Вместе с сотрудниками клинических подразделений он занимается разработкой отечественных оксигенаторов, которая завершилась созданием мембранного оксигенатора стационарного типа «Мост», совместная разработка А.А. Писаревского и З.Р. Каричева (Государственное научно-производственное предприятие «Квант»), работает над совершенствованием и применением новых методов внепочечного очищения организма (методы диафильтрации, гемодиафильтрации, гемоперфузии и плазмафереза), а также новых отечественных мембран для гемодиализа, новых марок активированных углей и новых составов ионообменных смол. В институте систематически осуществляется клиническая апробация новой аппаратуры для гемодиализа, плазмафереза и пр.
С начала 70-х годов В.И. Шумаков со своими учениками, сначала А.А. Сеид-Гусейновым, а затем А.Л. Скляником и А.Н. Шариковым, стал разрабатывать и применять в эксперименте, а затем в клинике приборы, обеспечивающие непрерывное программное введение быстродействующего инсулина (искусственная поджелудочная железа) и других лекарственных средств.
В 1985 году в институте создана автоматизированная система «Биостатор» - ЭВМ-дозатор, в которой «Биостатор» выполнял функцию датчика глюкозы, а управление введением инсулина через дозатор осуществляла персональная ЭВМ по индивидуально выявленному алгоритму регуляции сахара в крови больного.
Применение в клинической и амбулаторной практике получили дозаторы инсулина, конструктивно представляющие собой многорежимный насос инсулина. В.И. Шумаков активно участвует в разработке таких дозаторов и уже в 1975 году провел первые две имплантации отечественных многорежимных дозаторов инсулина, а в 1976 году осуществил еще одну имплантацию отечественного однорежимного фреонового дозатора, опередив тем самым зарубежных коллег на целых пять лет.
В конце 80-х годов началось производство и выпуск первых отечественных паракорпоральных дозаторов инсулина типа «Электроника-УВИ-01», которые представляли собой совместную разработку НИИТиИО МЗ СССР и производственного объединения «Коралл» (г. Гомель).
Последние годы под руководством В.И. Шумакова его ученик В.И. Севастьянов с сотрудниками лаборатории биоматериалов разработал новый метод трансдермальной доставки инсулина в организм больного сахарного диабета. Новая лекарственная форма инсулина успешно прошла доклинические испытания, и уже начата ее апробация в клинике.
Однако как бы ни были широки исследовательские интересы В.И. Шумакова в проблемах создания искусственных органов, любимым детищем его оставалось создание искусственного сердца и систем механической поддержки его работы.
Не прекращая экспериментальных исследований, с 1975 по 2000 годы системы механической поддержки сердца применены В.И. Шумаковым и его сотрудниками почти у 280 больных с тяжелой и крайне тяжелой сердечной недостаточностью, причем внутриаортальная контрпульсация выполнена у 210 больных, обход правого желудочка у двух, левого желудочка у 48 больных с максимальным сроком до 55-57 суток, бивентрикулярный обход у шести и полное искусственное сердце у тринадцати больных с максимальным сроком до 16 суток.
Установлены показания и противопоказания для применения каждого метода, оптимизированы сроки их применения, налажен контроль и коррекция нарушений важнейших гомеостатических параметров организма, возникающих во время и после работы систем механической поддержки кровообращения. Все это привело к существенному увеличению выживаемости обреченных на гибель больных (выживаемость после применения внутриаортальной контрпульсации в 1969-1980 годах составляла лишь 8,3%, а в 1991-2000 годах она возросла до 38,9%, при сочетанном применении этого метода с обходом левого желудочка выживаемость достигла уже 43%).
Сегодня достижения института в области применения систем механической поддержки кровообращения являются общепризнанными.
Однако признанию лидерства института предшествовал тяжелый, длиной в несколько десятилетий, путь. Путь напряженного труда, выполнения нескольких сотен модельных и стендовых экспериментов, а также экспериментов на животных, путь огорчений, разочарований, терзаний и новых экспериментов в новых модификациях с непрерывным многосуточным дежурством около оперированных животных.
Работа проводилась по нескольким стратегическим направлениям:
-разработки различных типов исполнительных устройств механической поддержки кровообращения и способов их подключения в организме;
- разработки приводов и систем управления, обеспечивающих адекватную работу исполнительных устройств;
- отбора полимерных материалов биомедицинского назначения с тромборезистентными свойствами, пригодных для изготовления отдельных конструкций насосных устройств искусственного сердца и вспомогательного кровообращения;
- контроля и коррекции нарушений гомеостатических параметров в организме при использовании систем механической поддержки кровообращения.
И всей этой экспериментальной работой руководил В.И. Шумаков, а рядом с ним были его ближайшие сподвижники и ученики и, прежде всего, В.Е. Толпекин, Г.П. Иткин, Е.Ш. Штенгольд, А.А. Дробышев и Н.К. Зимин.
Уже на раннем этапе работ по программе создания искусственного сердца и систем вспомогательного кровообращения (с 1972 по 1992 год работа проводилась в рамках Межгосударственного советско-американского договора), В.И. Шумаков уделял большое внимание проблемам математического, физического и экспериментального моделирования систем кровообращения для разработки принципов конструирования и совершенствования насосных устройств, а также для разработки приводов и систем управления ими.
При непосредственном участии инженера Г.П. Иткина разработаны алгоритмы автоматического управления искусственным сердцем и вспомогательным кровообращением на основе математического моделирования системы кровообращения, которое позволило изучить особенности взаимодействия насосных устройств и системы кровообращения в условиях частичной и полной замены сердца, оценить энергетическую разгрузку сердца, а также избрать наиболее адекватный метод автоматического управления искусственным сердцем (насосными устройствами и приводом).
Впоследствии разработанные в институте алгоритмы автоматического управления признаны наиболее физиологичными, использовались при построении систем автоматического управления искусственным сердцем в Германии, Австрии и США.
В опытах с физическим моделированием работы насосных устройств на гидродинамических стендах (гидравлических имитаторах системы кровообращения) количественно оценены и оптимизированы требования к конструкции насосов, в частности, к расходно-напорным и локальным характеристикам потока, создаваемыми насосными устройствами. Результаты этих исследований положены в основу разработки стандартизированных методик стендовых испытаний искусственного сердца, которыми и по настоящее время пользуются во многих научных центрах мира.
Параллельно со стендовыми исследованиями В.И. Шумаков вместе с Г.П. Иткиным участвует в создании информационно-вычислительного комплекса, а также в разработке комплекса аппаратуры для привода и автоматического управления насосными устройствами со стационарным и автономным источниками питания, среди них: «Синус-ВК-2», «Синус-ИС», ранцевый вариант пневмопривода и др.
Выполнению всех этих работ активно способствовали лучшие исследовательские и инженерные силы страны: НИИ физиологии имени И.П. Павлова АН СССР, Институт проблем управления АН СССР, ВНИИ радиационной техники, МЗЭМА, МЗ при ОКБ имени П.О. Сухого и другие учреждения.
Одновременно с проведением технических и кибернетических исследований совершенствовались конструкции и технология изготовления исполнительных устройств, возможности которых оценивались в острых и хронических экспериментах на животных.
Изготовление искусственных желудочков сердца (ИЖС) для длительного левожелудочкового обхода поручено группе сотрудников во главе с инженером-технологом А.А. Дробышевым. Исследования по имплантации ИЖС для осуществления длительного вспомогательного кровообращения возглавил В.Е. Толпекин. Исследования по имплантации первых моделей искусственного сердца - сначала Е.Ш. Штенгольд, а затем (с 1981 года) - Н.К. Зимин.
В период с 1975 по 1983 годы В.И. Шумаков особенно много времени и сил уделял экспериментам на животных, проверке в них клинических возможностей различных моделей ИЖС, приводов и систем управления. Он сам много оперировал, регулярно организовывал обсуждение экспериментов совместно с врачами и инженерами-разработчиками, участвовал в анализе полученных результатов, в выяснении причин все еще коротких сроков выживания экспериментальных животных, требовал постоянной готовности и четкости в работе всех основных и вспомогательных служб.
Только в начале 1982 года стали увеличиваться сроки жизни телят, находившихся на левожелудочковом обходе, и только к середине 1982 года получен убедительный результат: срок жизни телят достиг 15 суток (при использовании моделей ИЖС «Поиск»), что позволило МЗ СССР в том же году дать разрешение на клиническое использование метода.
Опыты по имплантации искусственного сердца с внешним приводом проходили еще более драматично, так как, несмотря на все усилия сотрудников, убедительный результат, свидетельствующий о принципиальном решении проблемы создания искусственного сердца, получен лишь два года спустя. В 1984 году теленок Олимп после имплантации искусственного сердца «Поиск-ЮМ» (разработка А.А. Дробышева) прожил 102 дня, и этот долгожданный результат связан с именем Н.К. Зимина, заведующего лабораторией искусственного сердца.
В 1986 году ученый совет Минздрава СССР на основании подробных отчетов проведенных экспериментальных исследований дал институту разрешение на подключение искусственного сердца больным по жизненным показаниям.
Высокая гемодинамическая эффективность искусственного сердца, с одной стороны, и травматичность подключения сердечного протеза, высокая опасность развития инфекционных и других несовместимых с жизнью осложнений, с другой, побуждали В.И. Шумакова продолжать исследования по двум направлениям: по пути создания полностью имплантируемого сердца с использованием в качестве ИЖС насосов роторного (аксиального) типа и по пути коррекции реакций дезадаптации организма, возникающих в результате технического, технологического и регуляторного несовершенства конструкций имплантируемых протезов сердца (ИЖС, искусственное сердце). Опасность развития стресса с типичными проявлениями критических состояний (развитие системной воспалительной реакции, вторичного иммунодефицита, полиорганной недостаточности, а также гнойно-септических осложнений) при использовании систем механической поддержки кровообращения, а также аппаратов искусственного кровообращения во время кардиохирургических операций требовали раннего контроля явлений дезадаптации, а также разработки методов коррекции, возникающих при этом нарушений. Под руководством Валерия Ивановича в институте развернуты исследования по химической идентификации спектра острофазных белков для диагностики системной воспалительной реакции (О.П. Шевченко), по расширенной диагностике состояния иммунной системы, включая контроль спектра цитокинов для прогнозирования развития гнойно-септических осложнений. Впервые предложено использовать показатели иммунного статуса больных (например, выраженность спонтанного и индуцированного апоптоза лимфоцитов) в качестве маркеров апоптотических процессов в организме для прогнозирования опасности развития полиорганной недостаточности (B.C. Сускова, Н.А. Онищенко).
Впервые в клинической медицине органные дисфункции и полиорганная недостаточность при использовании систем механической поддержки кровообращения стали рассматриваться как результат дефицитости лимфоидного звена иммунной системы в регуляции восстановительных процессов в органах. На основе этой концепции разработан метод спленопептидотерапии (препарат «Спленопид») как для коррекции дисфункции иммунной системы, так и для лечения (но особенно профилактики) полиорганной недостаточности.
Понимая важность использования высококачественных гемосовместимых биоматериалов при изготовлении искусственных органов, В.И. Шумаков в начале 80-х годов на базе института создает первую в стране лабораторию биоматериалов во главе с В.И. Севастьяновым. Лаборатория особое внимание уделяет разработке первых отечественных гемосовместимых полимерных материалов, нашедших применение при создании систем искусственного и вспомогательного кровообращения. При участии лаборатории создан ряд высококачественных материалов, таких, как «Гемотан», «Витур», «Силурем», «Силаплен» и др.
В 1986 году при инициативе и непосредственном участии Валерия Ивановича на базе лаборатории биоматериалов НИИТиИО МЗ СССР организован единственный в стране Всесоюзный центр по экспериментальному исследованию гемосовместимых биоматериалов для искусственных органов. В 1991 году он преобразован в Российский центр по исследованию биоматериалов, в который вошли лаборатория биоматериалов и испытательная лаборатория биологической безопасности медицинских изделий (аккредитован Госстандартом РФ и Минздравом РФ).
Занимаясь разработкой искусственного сердца, В.И. Шумаков никогда не прекращал исследований в области клапанного протезирования. Так, в конце 70-х годов он участвует в создании двух моделей протезов клапанов с механической фиксацией для митральной и аортальной позиции, изготовленных из титановых сплавов методом полировки для снижения опасности тромбообразования на их поверхности.
В 1982 году Валерий Иванович впервые в СССР имплантировал отечественный «секвенциальный» «ЭКС-425» с миокардиальными электродами, после чего в клинике института стали имплантироваться практически все виды отечественных электрокардиостимуляторов (ЭКС), включая ЭКС последнего поколения с телеметрическими функциями («Юниор»).
Кроме электрокардиостимуляторов, используемых для лечения брадиаритмий (М.Ш. Хубутия, Е.В.Колпаков и др.), в клинике под руководством В.И. Шумакова проводились также исследования по коррекции ритма и стабилизации гемодинамики при тахикардиях. Первые работы по этой проблеме начаты им еще в 1969 году совместно с А.Е. Куваевым и В.Е. Толпекиным и основывались на разработке метода урежающей парной стимуляции в режиме ведения ритма сердца. Эта методика сначала использовалась для нормализации ритма при баллонной внутриаортальной контрпульсации, а затем после усовершенствования, в результате которого созданы новые стимуляторы («ЭКСК-02» и «ЭКСК-04»), стала использоваться для расширенного применения при тахикардиях. Этот метод позволял стабилизировать гемодинамику у больных с некупирующейся тахикардией и выводить пациентов из тяжелой сердечной недостаточности. Первые положительные клинические результаты получены в 1976 году.
В последующие годы Валерий Иванович с сотрудниками создали методику радиочастотной стимуляции сердца для купирования пароксизмов тахикардии с помощью имплантируемых «ЭКСР-01м». Затем стали использовать автоматические антитахикардические стимуляторы типа «Tachylog», отечественным аналогом которого стал «ЭКС-700». Для топической диагностики расположения аномальных проводящих путей и очагов эктопического возбуждения создана система со специальными электродами для эпикардиального картирования («ЭКС-64» на основе IBM PC семейства «Intel Pentium II»).
Можно смело сказать, что практически все научные и технические разработки выполнялись Валерием Ивановичем с учетом требования времени и поэтому внедрены в практику лечебных учреждений страны. Проводниками его идей и разработок в жизнь были его многочисленные ученики, которые и составляют школу академика В.И. Шумакова.
Теперь эта школа многочисленна (50 докторов наук и свыше 120 кандидатов наук) и ее представляют разные специалисты (медики, биологи, инженеры, математики и физики), в разных регионах России и ближнего зарубежья которых объединило вокруг В.И. Шумакова горячее желание способствовать решению проблем кардиохирургии и трансплантации различных жизненно важных органов, способствовать разработке и применению искусственных органов.
В.И. Шумаков - автор более 55 открытий и 500 научных работ. В 1995 году под его редакцией вышло первое в России «Руководство по трансплантологии». В том же году Валерий Иванович получил свидетельство об открытии «Свойство углекислого газа ингибировать генерацию активных форм кислорода клетками тканей человека и животных» в соавторстве с А.Б. Цыпиным, А.Х. Коганом и Н.И. Лосевым, в 1997 году - свидетельство об открытии «Явление переноса антигенного материала эритроцитами реципиента при развитии трансплантационного иммунитета» в соавторстве с В.Т. Василенко и А.Б. Цыпиным, в 1998 году - свидетельство об открытии «Явление образования винтового потока крови в сердечно-сосудистой системе человека и животных» в соавторстве с В.Н. Захаровым, в 2001 году - свидетельство об открытии «Явление обратного блокирования жизнедеятельности организма человека и животных слабыми растворами метиленгликоля» в соавторстве с В. Д. Развадовским и А. П. Безруковой. С 1994 года В.И. Шумаков по совместительству работает главным редактором научного журнала «Трансплантология и искусственные органы», с 1999 года - журнала «Вестник трансплантологии и искусственных органов».
Валерий Иванович в 1978 году избран членом-корреспондентом, а в 1988 году - академиком Российской академии медицинских наук; в 1992 году - академиком Российской академии медико-технических наук. В 1993 году стал академиком Российской академии наук. В 1998 году избран академиком Российской академии естественных наук, в 2002 году - академиком Европейской академии наук.
В 1998 году избран президентом Межрегионального общественного объединения «Научное общество трансплантологов», в 2002 году - почетным профессором Российского научного центра хирургии.
В последние годы Шумаков жил в знаменитом «доме на набережной». Однако городской квартире предпочитал дом в Переделкино.
"Дача — лучшее место на земле, там я отдыхаю душой и телом. Среди родных можно позволить себе как следует расслабиться: погреться у камина, что-нибудь выпить из домашнего бара, почитать детективы, так хорошо отвлекающие от операций, или посмеяться от души, слушая внука. Он иногда выдает такие выражения, что хоть стой, хоть падай!.."
У Валерия Шумакова один внук и три внучки. По его собственному признанию, в работе он всегда шел по грани возможного, придерживался своего девиза: «Вперед и ни шагу назад!». В жизни любил азарт и скорость, однако в машине за руль сам не садился: «Мне риска за операционным столом хватает!»
Праздники любил отмечать в кругу семьи и друзей. Особенно отмечал дни рождения близких, Новый год, Рождество и Пасху. Любил иногда выкурить хорошую сигару и выпить виски с содовой, поесть раков, борщ, баранье рагу. В погожий летний день не упускал возможности поплавать в озере или реке. Например, не раз переплывал Волгу.
Из прозаиков выделял А. Толстого, Чехова, Стендаля, Дж. Лондона. Из поэтов - Пушкина, Есенина, Байрона. Из живописцев - Тициана, Манэ, А. Иванова, Саврасова. Из композиторов - Шопена, Штрауса, Чайковского, Бородина.
В мужчине Валерий Иванович ценил смелость и ум, в женщине - верность и женственность. Восхищался Жанной Д’Арк, женами декабристов.
Его супруга, Наталья Михайловна, много лет проработавшая анестезиологом, ныне на пенсии. Дочь Ольга — искусствовед, работает в Третьяковке. Сын Дмитрий пошел по стопам отца, стал прекрасным хирургом и ныне возглавляет отделение в НИИ трансплантологии и искусственных органов.
По материалам http://www.biograph.ru/bank/shumakov.htm
