Рисунок 1.5: А. Александр Флеминг. Б. Оригинальная чашка Петри.
Флеминга злило, что он не в состоянии изолировать активный компонент плесени, а когда он смешивал ее в пробирке с кровью, бактерицидный эффект, похоже, исчезал. Написав короткую статью на эту тему в 1929 году, он оставил исследования – в итоге тысячи пациентов продолжили умирать от простых хирургических инфекций.
Вернемся в Оксфорд. В 1937 году Говард Флори, талантливый молодой выпускник одного из австралийских университетов, был назначен руководителем Школы патологии сэра Уильяма Данна. Во время войны Флори заинтересовался борьбой с сепсисом и принял на работу еврейского биохимика Эрнеста Чейна, бежавшего из нацистской Германии. Изучая медицинскую литературу, они обнаружили статью Флеминга, а затем получили образец пенициллина и возобновили исследования механизма его действия. Однако это было непросто. Они столкнулись с теми же трудностями по выделению активного вещества из плесени, поскольку чистый пенициллин составлял менее одной двухмиллионной части. Тем не менее Норману Хитли, биохимику из их команды, все же это удалось, и в мае 1940 года пенициллин впервые протестировали в лаборатории.
Восемь мышей получили смертельную дозу стрептококка, и четырем из них сделали инъекцию пенициллина. На следующий день мыши, получившие антибиотик, хорошо себя чувствовали, в то время как остальные были уже мертвы. Результат оказался черно-белым. Оксфордским ученым стала очевидна значимость проведенного эксперимента, и 24 августа 1940 года в журнале Lancet появилась статья «Пенициллин как химиотерапевтический агент». Флори, Чейн и Хитли видели огромный потенциал использования пенициллина для лечения боевых ран и старались вырастить как можно больше плесени в медицинских суднах.
Первым пациентом, получившим пенициллин, стала умиравшая от рака Эльва Акерс, которая благородно вызвалась принять экспериментальную дозу. У нее появилось лишь незначительное раздражение кожи, но других побочных эффектов не было.
Вскоре после этого 43-летнему полицейскому Альберту Александру, умиравшему от инфекционного целлюлита[26] и сепсиса, развившихся от простого повреждения кожи шипом розы, ввели сначала 200 мг пенициллина, а затем еще 100 путем инъекций раз в три часа. В течение суток температура его тела значительно снизилась, а состояние в целом улучшилось. К несчастью, у пациента случился рецидив, и через несколько дней он скончался, поскольку запас антибиотика иссяк, несмотря на то что исследователи изолировали пенициллин из его мочи и использовали повторно. Второй инфицированный реципиент, 15-летний мальчик с септицемией[27], быстро отреагировал на лечение и выжил.
Команда, воодушевленная первым успехом, неустанно работала над производством препарата, но, как ни странно, ни британская фармацевтическая промышленность, ни правительство не желало спонсировать их работу. В отчаянии Флори и Хитли пересекли Атлантику и обратились за помощью к американскому правительству. Вскоре производство пенициллина стало финансироваться наряду с разработкой атомной бомбы. Хитли остался в Америке, где пенициллин производился в достаточных количествах, чтобы лечить раненых на войне. Любопытно, что Флеминг, не интересовавшийся работой в Оксфорде, попросил у Флори немного пенициллина для умирающего друга. Когда мужчина выздоровел, газета The Times написала о первоначальном открытии Флеминга и представила все так, будто он единолично разработал чудодейственное лекарство. В итоге Флеминг, Флори и Чейн разделили Нобелевскую премию за свою работу, в то время как Хитли остался без внимания. Вскоре появилось больше антибиотиков, которые изменили взгляд на бактериальные инфекции.
Следующим шагом на пути к успешным операциям на сердце стало переливание крови. Ранения сердца и обильная кровопотеря идут рука об руку, как клубника и сливки. По этой причине выживание многих пациентов зависело от восполнения объема кровообращения.
Переливание крови в современном представлении зародилось в 1818 году, когда британский акушер Джеймс Бланделл перелил истекающей кровью роженице кровь ее мужа.
Забрав шприцем приблизительно «четыре унции» крови из руки мужчины, Бланделл ввел ее женщине, и та в итоге выжила. Воодушевленный, он сделал то же самое еще десять или более раз, при этом пять случаев счел успешными. О группах крови в то время не было известно, а соответственно, и о совместимости крови тоже.
За новаторской работой Бланделла последовал перерыв, пока врач Сэмюэль Армстронг Лейн из больницы Святого Георгия не стал переливать цельную кровь для лечения гемофилии. Его попытки также увенчались успехом, но за этим открытием снова ничего не последовало. Так, известно, что после этого американские врачи стали переливать истекающим кровью пациентам молоко вместо крови, игнорируя опыт Лейна. Скорее всего, их решение было обусловлено дефицитом крови, но использование при переливании коровьего, козьего и даже грудного молока привело к настоящей катастрофе. Эта процедура неизбежно влекла за собой тяжелые и зачастую смертельные побочные эффекты, и в 1884 году молоко заменили солевым раствором.
В 1900 году австрийский врач Карл Ландштайнер выделил три группы крови, которые он назвал А, В и С. Это было очень ценное, хотя и не окончательное открытие, и вскоре он изменил группу С на 0. Затем была охарактеризована группа АВ, и в 1930 году за свою работу Ландштейнер получил Нобелевскую премию. Гематолог Рубен Оттенберг из Нью-Йорка доказал наследование группы крови внутри семьи, определил универсальность доноров с группой крови 0 и провел первую гемотрансфузию на основании перекрестного сопоставления. Перекрестное сопоставление стало огромным достижением, которое сделало возможным переливание большого количества крови и значительно повысило безопасность реанимации после травм и сложных операций, особенно на сердце.
Преждевременное свертывание донорской крови до того, как она успевала попасть в кровоток реципиента, оставалось серьезной проблемой, пока американский хирург Ричард Льюисон не применил первый антикоагулянт – раствор цитрата натрия. После этого кровь можно было хранить в холодильнике, а не сразу переливать от донора к реципиенту. Хотя это был серьезный шаг, прошло еще десять лет, прежде чем использование цитрата натрия стало общепринятой практикой. Затем в раствор цитрата натрия добавили глюкозу, что продлило безопасное хранение крови до нескольких дней после ее забора. В результате были созданы банки крови, которые использовались британской армией во время Первой мировой войны. Первый больничный банк крови появился в больнице округа Кук в Чикаго в 1937 году, после чего они стали возникать по всей территории США. Затем Ландштейнер открыл резус-фактор и признал его причиной большинства проблем с переливанием крови.
В 1940 году Эдвин Кон, профессор биохимии в Гарварде, разработал процесс расщепления плазмы крови на отдельные компоненты. Процедура, названная фракционированием холодным этанолом, позволила изолировать и сделать доступными для пациентов альбумин, гамма-глобулин и фибриноген. Она имела решающее значение во время Второй мировой войны, когда правительство США обратилось к гражданам с призывом стать донорами крови. В ответ американский торакальный хирург Чарльз Дрю, служивший в больнице Святого Георгия, организовал инициативу «Plasma for Britain», чтобы переправлять кровь и плазму через Атлантический океан к театру военных действий в Европе. Благодарая усилиям Американского Красного Креста, более 13 миллионов единиц крови были использованы для спасения раненых солдат после высадки в Нормандии.
Во время нападения японцев на Перл-Харбор, когда донорская кровь для переливаний закончилась, выдающийся хирург из Филадельфии Исидор Равдин лечил шок введением раствора альбумина непосредственно в кровоток. Альбумин поддерживал коллоидно-осмотическое давление, выводя жидкость из тканей и поддерживая артериальное давление. Разумеется, для переноса кислорода были необходимы эритроциты, но хранение и транспортировка крови в хрупких стеклянных бутылках были проблематичны в зоне боевых действий. Пластиковые пакеты для донорской крови вошли в медицинский обиход лишь в 1950 году, после чего в Великобритании и Европе тоже были созданы больничные банки крови. Однако нигде не требовалось столько крови, сколько в кардиохирургии.
Во время Второй мировой войны в американском военном «Терапевтическом руководстве для медицинских работников» было предложено мягкое и весьма оптимистичное лечение предполагаемых ранений сердца. Во-первых, нужно было «удалить кровь из перикарда с реберно-мечевидным доступом путем, если это возможно». В случае рецидива процедуру «следовало повторить». Наконец, при еще одном рецидиве рекомендовалось «провести хирургический дренаж через экстраплевральный[28] доступ». По сути, это позволяло врачу избежать преждевременного коллапса легкого. Доктор Пол Сэмсон из французской Второй вспомогательной хирургической бригады назвал тампонаду сердца редким явлением якобы из-за больших пулевых отверстий в перикарде. В реальности большинство солдат умирали от ранений сердца. Тем, кто попадал в больницу живым, обычно не ставили диагноз до вскрытия грудной клетки, поскольку тампонада сгустками крови успевала остановить кровотечение. Даже в середине ХХ века большинство хирургов неохотно накладывали швы на бьющееся сердце. За исключением одного человека.
Любопытно, что начало кардиохирургии было положено в сельской местности Котсуолда, недалеко от моего дома в Вудстоке.
Приблизительно в 25 км к западу от Оксфорда, в Глостершире, находится поместье Стоуэлл-Парк, где ранее располагался огромный американский военный госпиталь. Этот временный объект с собственной взлетно-посадочной полосой был построен для приема тысяч раненых после операции «Нептун» и последующей операции «Кобра» в ходе высадки в Нормандии в 1944 году.