Как кровь перестала быть привязана к донору

Как цитрат натрия превратил переливание крови из сложной хирургической процедуры в основу современной трансфузиологии

Палата № 14 и трое участников медицинской истории

9 ноября 1914 года. Буэнос-Айрес, Аргентина.

В Европе уже несколько месяцев продолжалась Первая мировая война. Военные госпитали столкнулись с огромным количеством раненых, умиравших от кровопотери. Переливание крови могло спасать таких пациентов, но само по себе оставалось технически сложным и рискованным вмешательством.

На другом конце света, в Институте клинической медицины при больнице Роусона, готовилась процедура, которая должна была изменить эту ситуацию.

Пациентом стал мужчина с туберкулёзом лёгких, находившийся в палате Фернандес, на койке № 14. Его имя в доступных исторических описаниях не сохранилось.

Кровь предоставил Рамон Москера, привратник медицинского учреждения. Переливание непосредственно выполнил молодой врач Эрнесто Мерло под руководством профессора Луиса Аготе.

Необычным был не сам факт передачи крови от одного человека другому. Такие процедуры проводили задолго до 1914 года.

Принципиальное отличие заключалось в том, что кровь до переливания собирали в специальный сосуд, содержащий раствор цитрата натрия. После смешивания она оставалась жидкой, и врач мог вводить её пациенту без непосредственного соединения кровеносных сосудов донора и реципиента.

Согласно историческим свидетельствам, процедура прошла успешно. Последующие исследования крови пациента убедили команду Аготе, что метод заслуживает публичного представления.

Важно понимать: речь не шла о лечении туберкулёза переливанием крови. Главным результатом стало подтверждение возможности использовать обработанную цитратом донорскую кровь у человека.

Почему переливание раньше требовало почти хирургической операции

В начале XX века врачи уже понимали, что донорская кровь способна восполнять тяжёлую кровопотерю. Но практическое применение этого знания ограничивали два самостоятельных препятствия.

Первым была несовместимость крови разных людей.

В 1900-1901 годах австрийский исследователь Карл Ландштейнер открыл основные группы крови системы ABO. Это открытие позволило объяснить многие опасные реакции, возникавшие при переливании несовместимой крови.

Второе препятствие оказалось не менее серьёзным.

Кровь, извлечённая из кровеносного русла, начинает свёртываться. В сосуде или трубке могут образовываться сгустки, делающие дальнейшее переливание невозможным или опасным.

Чтобы избежать этого, врачи применяли прямое переливание либо устройства, требовавшие быстрого переноса крови от донора к пациенту.

Некоторые методики предполагали хирургическое соединение артерии донора с веной реципиента. Это требовало специальных навыков, создавало риск повреждения сосудов, тромбозов и инфекций.

При прямом соединении сосудов было трудно точно определить объём переданной крови. Донор фактически становился участником хирургического вмешательства, а не человеком, который мог просто сдать кровь.

Для массовой медицинской помощи такая система подходила плохо.

Особенно очевидной её ограниченность становилась при катастрофах, военных ранениях и тяжёлых акушерских кровотечениях, когда помощь требовалась немедленно.

Как обычная химическая соль изменила медицинскую практику

Решение нашлось в свойствах цитрата натрия.

Цитрат способен связывать свободные ионы кальция. В организме кальций участвует в нескольких этапах каскада свёртывания крови — последовательности биохимических реакций, приводящих к образованию фибринового сгустка.

Если концентрация доступного кальция в образце крови уменьшается, нормальная работа этой системы нарушается и образование сгустка предотвращается.

Такое действие называется антикоагуляцией.

Сама идея использовать химические вещества для предотвращения свёртывания крови существовала и раньше. Однако медицинская задача была сложнее, чем сохранение жидкости в пробирке.

Требовалось подобрать вещество и его количество так, чтобы кровь не сворачивалась вне организма, но после переливания не вызывала неприемлемых осложнений.

Слишком высокая концентрация цитрата могла нарушать кальциевый баланс пациента. Недостаточная концентрация не гарантировала предотвращения свёртывания.

Аготе работал над этой проблемой совместно с коллегами, в том числе с лабораторным врачом Игнасио Имасом Аппатие. Исследования включали лабораторные опыты и эксперименты на животных.

Исторические материалы также сообщают, что Аготе проверял переносимость цитрата на себе. По современным стандартам такие самостоятельные эксперименты не могли бы заменить полноценную оценку безопасности, но они отражают особенности медицинских исследований той эпохи.

К ноябрю 1914 года команда располагала методом, который можно было применить у пациента.

Пять дней между экспериментом и публичным признанием

История Аготе часто пересказывается так, будто вся его работа завершилась единственным переливанием.

В действительности важнейших событий было два.

Первое состоялось 9 ноября 1914 года, когда Эрнесто Мерло выполнил переливание пациенту с туберкулёзом, используя кровь Рамона Москеры.

Второе произошло 14 ноября.

На этот раз Аготе представил метод публично, в присутствии руководителей университета, представителей медицинского сообщества и городских властей Буэнос-Айреса.

Пациенткой стала женщина с тяжёлой анемией вследствие острой кровопотери при предлежании плаценты — осложнении беременности, при котором плацента расположена в нижней части матки и может вызывать опасное кровотечение.

Ей перелили около 300 мл крови.

Согласно историческим публикациям, через три дня пациентку выписали из больницы в удовлетворительном состоянии.

Донором во время этой демонстрации, по свидетельству историка медицины Ноэля Сбарры, выступил мастер-плотник по фамилии Маккья.

Таким образом, за пять дней медицинская новация прошла путь от первого успешного клинического применения в исследовательской группе до открытой демонстрации перед профессиональным сообществом.

Именно второе событие обеспечило методу широкую известность.

Почему у открытия оказалось несколько авторов

Значение работы Аготе не вызывает сомнений, однако история цитратного переливания значительно сложнее привычного рассказа об одном изобретателе.

Ещё в марте 1914 года бельгийский врач Альбер Юстен применил цитрат при непрямом переливании крови человеку.

Его метод предполагал значительное разведение крови дополнительными растворами. Аготе разрабатывал собственный подход, позволявший проводить переливание без столь выраженного разведения.

В 1915 году американский хирург Ричард Льюисон исследовал концентрации цитрата, необходимые для надёжного предотвращения свёртывания при приемлемой безопасности для пациента. В развитие подобных методов внёс вклад и Ричард Вейл.

Между исследователями впоследствии возникли споры о научном приоритете.

В 1940 году Льюисон специально обратился к этому вопросу на страницах журнала Journal of the American Medical Association, указав, что Юстен применил цитрат при переливании за несколько месяцев до аргентинского эксперимента.

Поэтому исторически некорректно называть Аготе единственным или первым в мире исследователем, использовавшим цитрат для переливания крови.

Но его работа остаётся самостоятельным и хорошо документированным достижением. Она показала практическую применимость метода и помогла распространению новой технологии.

В истории медицины несколько исследовательских групп нередко приходят к сходному решению почти одновременно. Значение открытия определяется не только первенством, но и тем, насколько убедительно продемонстрирована его польза и насколько широко оно затем применяется.

Кровь перестала свёртываться, но ещё не научилась долго храниться

Здесь возникает важное различие, которое часто теряется в популярных пересказах.

Предотвратить свёртывание крови и обеспечить её длительное хранение — не одно и то же.

Цитрат сохраняет кровь жидкой, но не останавливает старение её клеток.

Эритроциты, отвечающие за перенос кислорода, продолжают расходовать энергетические ресурсы. Со временем меняются их свойства, снижается жизнеспособность, может повреждаться клеточная мембрана.

Кроме того, необходимо предотвращать бактериальное загрязнение и поддерживать подходящую температуру.

В 1916 году американские исследователи Пейтон Раус и Джозеф Тёрнер разработали подход с добавлением глюкозы к антикоагулянтному раствору.

Глюкоза обеспечивала эритроциты источником энергии и помогала дольше сохранять их функциональные свойства.

В сочетании с охлаждением это позволило перейти от кратковременной подготовки крови к её хранению для последующего переливания.

Во время Первой мировой войны такие достижения начали менять организацию помощи раненым.

Появилась возможность заранее собирать кровь, доставлять её в медицинские учреждения и использовать тогда, когда она действительно необходима.

Позднее возникли специализированные службы заготовки и хранения крови.

В 1930-е годы стали формироваться системы банков крови, а в 1937 году врач Бернард Фантус организовал один из первых больничных банков крови в США и способствовал распространению самого названия blood bank.

Технология, начавшаяся с управления свёртыванием, постепенно превратилась в самостоятельную медицинскую инфраструктуру.

Аготе и решение не превращать метод в частную собственность

У этой истории есть ещё одно измерение.

В 1914 году Европу охватила война. Массовые ранения и кровотечения сделали развитие переливания крови особенно актуальным.

Аготе понимал, что его метод может быть полезен далеко за пределами аргентинской больницы.

После публичной демонстрации он стремился распространить сведения о процедуре через прессу и дипломатические каналы.

Аргентинские исторические источники сообщают, что информация направлялась представителям государств, участвовавших в Первой мировой войне.

Аготе не стал патентовать разработку, полагая, что она должна служить человечеству.

Это не означает, что его метод немедленно стал общепринятым стандартом. Для внедрения требовались дальнейшие исследования, совершенствование техники, медицинского оборудования и контроля безопасности.

Но решение открыто сообщить о разработке сделало её доступной для изучения и воспроизведения другими исследователями.

Почему эта история важна сегодня

Современная трансфузиология практически полностью построена на принципе, который в 1914 году только начинал утверждаться: донор и пациент не обязаны находиться рядом в момент переливания.

Сегодня донорская кровь проходит заготовку, лабораторное исследование, разделение на компоненты, хранение и доставку.

Эритроцитарные компоненты используют при определённых видах анемии и значительной кровопотере. Тромбоциты необходимы пациентам с тяжёлой тромбоцитопенией или нарушениями их функции. Плазму применяют при отдельных нарушениях системы свёртывания.

Эти компоненты имеют разные требования к обработке, условиям хранения и срокам использования.

Цитратные антикоагулянты по-прежнему входят в состав растворов, применяемых при заготовке крови и проведении некоторых процедур афереза — разделения крови на компоненты с возвращением части из них донору или пациенту.

Но современная безопасность переливания зависит не только от антикоагулянта.

Необходимы определение группы крови и других значимых антигенов, проверка совместимости, обследование доноров на инфекции, контроль качества компонентов и прослеживаемость всей цепочки от донора до реципиента.

Есть и важное физиологическое ограничение. При массивных переливаниях поступающий цитрат способен временно уменьшать концентрацию ионизированного кальция в крови пациента. Поэтому в соответствующих клинических ситуациях врачи контролируют кальциевый баланс и при необходимости корректируют его.

Для медицинской практики история Аготе показывает, что устранение одного технологического препятствия не отменяет остальных требований к безопасности, но может сделать принципиально возможной новую систему лечения.

Для фармацевтической и биомедицинской индустрии вывод ещё шире.

Ценность инновации определяется не только свойствами вещества или медицинского изделия. Она раскрывается тогда, когда появляется возможность применять технологию воспроизводимо, в нужном масштабе, с контролируемым качеством и там, где в ней нуждаются пациенты.

Именно так небольшое биохимическое решение постепенно стало частью сложной системы медицинского снабжения.