Мы понятия не имели, что с ним такое, поэтому отвезли его в хирургический блок, дали наркоз и ввели камеру в его легкие, взяв несколько крошечных фрагментов ткани легких для биопсии в надежде поставить диагноз. Сейчас-то понятно, что ответ был непосредственно в его прошлом, как и почти все диагнозы в медицине.
Мы узнали, что летом наш пациент сделал то, что сделали тысячи молодых людей по всей стране, – он отправился на рок-концерт под открытым небом, тот, на котором присутствовали почти 100 000 человек, и все они находились в одном облаке воздуха. Музыкальные фестивали – это одно из наиболее вероятных мест распространения инфекционных заболеваний: множество людей со всего света собираются в тесном пространстве с передвижными местами общего пользования. Под такое описание подпадают и некоторые города, особенно 100 и более лет назад.
Мы сделали бронхоскопию, получили ткань для анализа и вскоре после этого поставили диагноз: у молодого человека был туберкулез, и в немалых объемах. После этого пациента изолировали в палате, чтобы он не мог непреднамеренно распространять бактерии, и согласно протоколу и закону мы сообщили о случае заболевания в отдел здравоохранения Филадельфии. Казалось, все прошло гладко. Наш молодой пациент начал принимать лекарства, жар спал, кашель стал проходить. Его отправили домой, и каждую неделю он получал новую партию таблеток в городской клинике. Казалось, на него можно было положиться, и в амбулаторном отделении он заявлял, что принимает все свои лекарства без каких-либо проблем.
Однако дома у пациента снова поднялась температура, вернулись кашель и одышка. Он приехал в приемный покой, где обнаружили, что его дыхание было настолько затрудненным, что в итоге ему вставили трубку в горло, подключили к аппарату искусственной вентиляции легких и положили в отделение реанимации и интенсивной терапии. Когда его состояние удалось стабилизировать, все стали пытаться выяснить, что же случилось с пациентом, который принимал лекарства и, казалось, находился на пути к выздоровлению.
Мы сделали ему компьютерную томографию (более детальный рентгеновский снимок), которая показала, что воспаление в грудной клетке усилилось – и это после месяца лечения. Более того, когда мы сделали еще одну бронхоскопию, то увидели, что в легких у него по-прежнему активно размножаются туберкулезные микроорганизмы.
Мы связались с департаментом здравоохранения по поводу его бактерии, чтобы убедиться, что она восприимчива к антибиотикам, которые он принимал по нашему назначению. Департамент здравоохранения в каждом штате не только регистрирует все случаи туберкулеза, но и анализирует фармакочувствительность (насколько хорошо штамм бактерий реагирует на лекарства). Нас заверили, что штамм туберкулеза у него чувствительный и что наш пациент получал свои лекарства. Затем мы проверили его на основные иммунодефициты и снова ничего не обнаружили.
Вычеркнув очевидные причины, мы обратились к области медицины, где в игру вступают суждение и опыт. К счастью, мы получили здравые советы и рекомендации от врачей-инфекционистов. «Используйте основные методы, – подчеркнули они, – только действуйте эффективнее». Мы продолжили давать пациенту противотуберкулезные препараты первой линии, которые он принимал, но на этот раз в несколько большей дозе, и добавили одну дозу внутривенно, так как из-за воспаления в животе бóльшая часть принимаемых им лекарств, вероятно, не всасывалась. Мы помогали его иммунной системе калориями, вводя ему питание через питательный зонд, и поддерживали низкое давление в легких аппаратом ИВЛ. В этом случае мог возникнуть порыв радикально изменить план, поменять противотуберкулезные препараты или назначить стероиды или другие иммуномодуляторы. Искусство медицины заключается в том, чтобы знать, когда нужно сдаться и начать все заново, а когда придерживаться базового плана, но выполненного качественнее. В данном случае мы придерживались базового плана.
Постепенно воспаление в груди и животе прошло. Мы смогли провести пациенту сеансы физической терапии и реабилитации, отключили его от аппарата ИВЛ и перевели в терапевтическое отделение. Мы придерживались базового подхода, давая ему антибиотики и питание, и он пошел на поправку. В медицине в случае сомнений используй базовые методы – это основной принцип, которым нужно руководствоваться.
Хотя мы начали понимать это лишь недавно, инфекционные организмы веками распространяются по воздуху и проникают в наши легкие. Легочные заболевания, например грипп, сибирская язва, корь и туберкулез, оказывали огромное и разнообразное воздействие на жизнь и культуру человека. Было доказано, что новые заболевания – вирус тяжелого острого респираторного синдрома (SARS) в Азии и вирус ближневосточного респираторного синдрома (MERS) в Саудовской Аравии – так же как и вирус COVID-19 из китайского города Ухань, впервые появившийся в декабре 2019 г., тоже распространяются по воздуху. Атмосфера – это пространство общего пользования, а легкие являются его продолжением. Бактерии и другие организмы веками перескакивали от человека к человеку через это общее пространство и незримо размножались.
Для нас это не новость, и большинство осознает, что потенциально смертельная болезнь может появиться из легких другого человека и проникнуть в наши. Если кто-нибудь покашляет в метро, от этого покашливания все метнутся в другой конец вагона. Нам говорят, что нужно прикрывать рот при кашле, чихать в сгиб локтя, а потом мыть руки. Легкие, работу которых мы в основном не замечаем, наиболее известны в современной культуре как чашка Петри и средство передачи смертельных болезней.
Недавно было изучено, что именно происходит в воздухе, когда мы кашляем, чихаем или разговариваем, но мы до сих пор многого не знаем о том, как наши выделения перемещаются или как бактерии и вирусы используют преимущества различных условий окружающей среды, чтобы переходить от хозяина к хозяину. Бóльшая часть первых исследований по этому вопросу была проведена в конце XIX и начале XX в., когда было признано, что инфекции распространяются по воздуху; это была единственная область, на которой эксперты в области общественного здравоохранения могли сосредоточиться для контроля заболеваний, не имея эффективных лекарств или вакцин. В связи с кризисом COVID-19 многие из этих исследований в настоящее время пересматриваются, и интерес к механике распространения инфекции возрос.
Немецкий врач-инфекционист Карл Флюгге одним из первых продемонстрировал передачу микроорганизмов в капельках наших выделений. В 1897 г. Флюгге попросил добровольцев прополоскать рот раствором, содержавшим безвредную бактерию Bacillus prodigiosus, после чего документировал наличие бактерии в капельках, окружавших этих испытуемых, после того как они поговорили или покашляли{93}. Сегодня под капельками понимаются скопления молекул диаметром десять микрометров, содержащие исходную жидкость из наших выделений, а также потенциальные возбудители инфекции. Благодаря своим размерам и массе после выделения из наших тел они, как правило, улетают не дальше чем на два метра, а затем оседают на близлежащих поверхностях. Капельки могут оставаться заразными в течение от нескольких часов до нескольких дней, но инфекция распространяется главным образом когда кто-то касается выделений, после чего дотрагивается до собственного рта или носа; риск непосредственно вдохнуть капельки обычно существует лишь в радиусе не более двух метров. Учитывая их относительно большой размер, сами капельки отфильтровываются прежде, чем попадут в легкие, но микроорганизмы, содержащиеся в капельке, могут попасть в легкие, размножившись в носу или горле.
В 1930-х гг. доктор Уильям Уэллс из Гарвардского университета сделал еще один шаг вперед в исследованиях распространения инфекции. В своей лаборатории он построил камеру, в которой распылял различные жидкости, и, проецируя сильный луч света, продемонстрировал их быстрое рассеивание. Затем он добавил в капли бактерии, и в то время как некоторые, например Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк), быстро пропадали из воздуха, другие, такие как Bacillus subtilis (сенная палочка), сохранялись даже спустя три дня, что было невозможным, согласно существовавшим в то время знаниям о капельках. Доктор Уэллс также проводил уникальные эксперименты в Гарвардской школе общественного здравоохранения, распыляя чихательный порошок в аудитории, а затем собирая обычные бактерии, которые выделялись его аспирантами и распространялись по всему помещению. Кроме этого, он загрязнил кишечными балантидиями Balantidium coli кондиционер, установленный в подвале, и позже обнаружил их в каждом коридоре трехэтажного здания{94}. На основании полученных результатов он ввел термин каплеобразные ядра, частицы меньшего размера, менее десяти микрометров (в современных определениях может использоваться размер менее пяти микрометров), в которых жидкость в значительной степени испарилась из капельки, оставив инфекционную частицу, которая не опускается на землю. Очевидно, что такая частица может долго находиться в воздухе во взвешенном состоянии, часто перемещаясь на большие расстояния. Учитывая их меньший размер и возможность часами оставаться во взвешенном состоянии, каплеобразные ядра могут легко проникать в наши легкие при вдохе, избегая системы фильтрации в носу и горле, и начинать размножаться, сразу вызывая пневмонию.
Расстояние, на которое перемещаются капельки и каплеобразные ядра, зависит от нескольких факторов: местонахождения выделяющего их человека (в помещении или на открытом воздухе); условий окружающей среды – температуры, влажности и вентиляции; а также от того, каким именно образом выделения попали в воздух из организма человека. Чихание является самой мощной формой выдоха, при этом за один раз в воздух может выбрасываться до 40 000 капелек, движущихся со скоростью до 100 м/с. При кашле в воздух мож