В 1900 году австрийский ученый Карл Ландштейнер принялся систематически исследовать вопрос о возможности переливания человеческой крови. В отличие от прежних безумных попыток (переливание крови овцы или теленка обескровленному мальчику или психически больному человеку), Ландштейнер применил научный метод. Кровь – это жидкая ткань, которая свободно перемещается по телу. Почему ее нельзя так же свободно перелить из тела одного человека в тело другого?
Ландштейнер смешивал кровь одного человека (назовем его А) с сывороткой крови другого (В) и следил за их взаимодействием в пробирке и на предметном стекле12. Сыворотка и плазма – не одно и то же. Сыворотка – это жидкость, остающаяся после свертывания крови. В сыворотке содержатся белки, включая антитела, но в ней нет клеток[73]. Очевидно, что смешивание сыворотки человека А с кровью человека А не вызывало реакции – это признак совместимости. “Результат был точно такой же, как если бы клетки крови смешивали с собственной сывороткой”, – отмечал Ландштейнер13. Смесь оставалась жидкой. Но в другой ситуации, когда кровь пациента А смешивали с сывороткой пациента В, в смеси возникали крохотные полутвердые сгустки (мой профессор гематологии сравнивал их с семечками в клубничном соке). Эта несовместимость возникает не из-за того, что клетки А отторгают клетки В, поскольку, напомним, в сыворотке клеток нет. Скорее дело в белке (впоследствии было показано, что речь идет об антителе), который присутствует в сыворотке В и атакует клетки А, что является признаком иммунной несовместимости[74].
В конечном итоге, смешивая и сопоставляя кровь разных доноров, Ландштейнер установил, что человеческую кровь можно разделить на четыре группы: А, В, АВ и 0[75]. Эти группы указывали на совместимость при переливании крови. Люди с группой крови А могут принимать кровь только от других людей с группой крови А (а также с группой 0). Люди с группой крови В принимают кровь только от других людей с группой крови В (и с группой 0). Самой странной оказалась группа 0: эта кровь не вызывала реакции при смешивании с кровью группы А или В. Люди с такой группой крови могут отдавать кровь людям с любым типом крови, но не могут принимать кровь ни от кого Другого, кроме как от людей с такой же группой 0. Вскоре была обнаружена четвертая и последняя группа крови – АВ. Люди из этой группы могут принимать кровь от любого донора, но отдавать свою кровь могут исключительно людям из своей группы. В бытовой речи эти четыре группы называют универсальными донорами (группы А, В, 0) и универсальными реципиентами (АВ). Ландштейнер свел все эти группы в единую таблицу (которая была воспроизведена в сборнике его статей и позднее опубликована в 1936 году) и заложил основы практики переливания крови. Это достижение имело для медицины и биологии такое значение, что одной этой таблицы оказалось достаточно для присуждения Ландштейнеру в 1930 году Нобелевской премии по физиологии и медицине.
Со временем система групп крови уточнялась. Добавились новые факторы, такие как резус (Rh; если он положительный, значит, на поверхности эритроцитов есть наследуемый белок, названный резус-фактором, а если отрицательный, значит, резус-фактора нет), для спецификации совместимости внутри каждой группы: А +, В —, АВ— и так далее.
Открытие факторов совместимости крови коренным образом изменило систему переливания. В 1907 году врач Роберт Оттенберг из госпиталя Маунт-Синай в Нью-Йорке первым использовал реакцию Ландштейнера на совместимость крови для проведения безопасного переливания между людьми. Сопоставляя кровь доноров и реципиентов до переливания, Оттенберг показал, что кровь можно безопасно переливать между совместимыми людьми. Переливание крови постепенно стало рутинной и безопасной процедурой. В 1913 году, когда минуло больше пяти лет с начала экспериментов по совместимости крови, Оттенберг написал: “После переливания крови достаточно часто возникали проблемы, так что многие медики колебались, назначая переливание, за исключением безнадежных случаев, [однако] после того, как мы начали исследовать этот вопрос в 1908 году, стало возможным предотвращать подобные несчастные случаи за счет проведения тщательных предварительных тестов… Наши наблюдения более чем в ста двадцати пяти случаях подтвердили эту идею, и мы совершенно уверены в том, что подобные симптомы можно предотвратить”14.
И все же первые переливания крови были чрезвычайно сложной процедурой. Жизненно важно было правильно рассчитать время: переливание крови представляло собой лихорадочную гонку с наполненным кровью шприцем в качестве эстафетной палочки. Один человек должен был многократно откачивать пинты крови из руки донора с помощью иглы, другой переносил ярко-красную жидкость через комнату так быстро, как только мог. А третий вводил кровь в руку реципиента. В другом варианте хирург обеспечивал физическую связь между артерией донора и веной реципиента, в буквальном смысле связывая их кровью, так что жидкость перетекала из системы кровообращения донора в систему кровообращения реципиента, не вступая в контакт с воздухом. Без подобных ухищрений жидкая кровь вне тела быстро портилась. Оставаясь на воздухе хотя бы на несколько минут, она свертывалась, превращаясь из спасительной жидкости в бесполезный комок желе.
Нужны были дополнительные технические усовершенствования, которые позволили бы переливать кровь в полевых условиях. Добавление обычной соли, содержащейся в лимонном соке, – цитрата натрия – предотвращало свертывание крови и увеличивало срок ее сохранности. В 1914 году, когда началась Первая мировая война, аргентинский врач Луис Аготе перелил кровь с цитратом от одного человека другому, что было крупным достижением в развитии этой чрезвычайно нужной технологии. “Этот большой скачок вперед в технологии переливания крови столь точно совпал с началом войны, – писал британский хирург Джеффри Кейнс в 1922 году, – что могло показаться, будто исследования стимулировались предвидением необходимости этой технологии для лечения раненных в военных действиях”15. Изобретение холодильника также способствовало увеличению срока сохранности крови. К дополнительным усовершенствованиям относилось создание покрытых парафином емкостей для хранения крови и добавление простого сахара (декстрозы) для предотвращения ее порчи. Количество переливаний крови в больницах всего мира резко возросло. В 1923 году в госпитале Маунт-Синай было выполнено сто двадцать три переливания крови, а к 1953-му ежегодно проводилось около трех тысяч переливаний16.
Реальные испытания процедуры переливания крови, в буквальном смысле в полевых условиях, происходили на полях кровавых сражений Первой и Второй мировых войн. Оторванные снарядами конечности, внутренние кровотечения, разорванные пулями артерии – подобные ранения приводили к летальной кровопотере за считаные минуты. К 1917 году, когда Соединенные Штаты присоединились к союзникам в борьбе против Германии и других Центральных держав, два военных медика, майор Брюс Робертсон и капитан Освальд Робертсон, осуществили новаторские переливания крови при острой кровопотере и шоке. Для лечения тяжелораненых солдат также активно использовали плазму крови. Плазма служила временным решением при потере крови, поскольку ее легче хранить и с ней не возникает проблемы несовместимости.
Робертсоны не были родственниками. Освальд служил в американской военной части на французском фронте. Он рассуждал о крови как о подвижной ткани, которая способна циркулировать не только внутри тела человека или между людьми, но также пересекать национальные границы и поля битв. Он брал кровь у поправлявшихся солдат с группой крови 0 и отправлял на поля сражений стерильные двухлитровые стеклянные бутыли с кровью с добавками цитрата и декстрозы в ящиках из-под боеприпасов со льдом и опилками. Можно сказать, что капитан Освальд Робертсон организовал один из первых в истории банков крови (первый формальный банк крови был создан в Ленинграде в 1932 году).
Их труд был оценен по достоинству. “Тринадцатого июня вы отрезали мне ногу выше колена, – писал один солдат майору Робертсону в 1917 году, – и до того, как я получил чью-то кровь, вы оценивали мои шансы выжить как один к трем… Не могли бы вы найти время и сообщить мне имя и адрес того человека, который дал мне кровь? Я бы очень хотел ему написать”17.
Всего через два десятилетия, к началу Второй мировой войны, банки крови, проверка совместимости и переливание стали рутинной полевой практикой. По сравнению с Первой мировой войной уровень смертности среди раненых солдат, доставленных в полевые госпитали, сократился почти вдвое – отчасти благодаря переливанию крови. В начале 1940-х годов Соединенные Штаты при помощи Американского Красного Креста запустили национальную программу по сбору крови. К концу войны Красный Крест собрал тринадцать миллионов единиц крови, и за несколько лет в американских госпиталях было создано пятнадцать тысяч банков крови18. Было организовано сорок шесть местных и тридцать один региональный центр сдачи крови.
В 1965 году один автор писал в журнале Annals of Internal Medicine'. “Война никогда не делала людям подарков; возможным исключением является продвижение и распространение использования крови и плазмы… во время гражданской войны в Испании, Второй мировой войны и корейского конфликта”19. Вероятно, переливание и хранение крови – варианты клеточной терапии – остаются самым важным медицинским наследием войны.
Невозможно вообразить развитие современной хирургии, безопасного деторождения или противоопухолевой химиотерапии без возможности осуществлять переливание крови. В конце 1990-х годов я реанимировал человека с отказавшей печенью, у которого было одно из самых тяжелых кровотечений, какие я когда-либо видел. Мужчина шестидесяти с лишним лет из Южного Бостона страдал от цирроза печени, причину которого гепатологи так и не сумели установить. Раньше он работал в ресторане и употреблял алкоголь, но, по его утверждению, в таком количестве, какое не могло вызвать поражение печени. У него не было хронической вирусной инфекции. Вероятно, имела место какая-то генетическая предрасположенность, усугубившая последствия от употребления спиртного и вызвавшая хроническое воспаление, в конечном итоге приведшее к сжатию и отказу печени. Белки глаз у него были желтушными, а уровень альбумина в крови – опасно низким. Его кровь не свертывалась нормальным образом – еще один признак болезни печени, поскольку этот орган производит некоторые факторы, необходимые для образования кровяных сгустков. Мужчина оказался в госпитале в ожидании пересадки печени. Но в целом он чувствовал себя хорошо и был помещен под стандартный мониторинг.