«Тем, кто выжил в ходе первых экспериментов, просто повезло»: как разгадывали главную тайну крови

Многих первых участников опытов по переливанию крови удача явно обошла стороной. Это и понятно: тогдашние экспериментаторы не видели разницы даже между человеческой кровью и кровью животных. «Вокруг света» публикует отрывок из книги гематолога Михаила Фоминых «Пять литров красного», рассказывающей увлекательную историю изучения крови.

Переливание — лишь для безнадежных больных

В 1666 году английский анатом Ричард Лоуэр (1631‒1691) успешно перелил кровь одной собаки другой. В 1667 году профессор философии и личный врач короля Людовика XIV Жан-Батист Дени (1643‒1704) вместе с хирургом Полем Эммерезом (? ‒1690) успешно перелили кровь ягнят двоим больным. Надо сказать, что тем, кто выжил в ходе этих экспериментов, просто повезло, что им влили небольшие дозы овечьей крови.

Следующие двое подопытных оказались не столь везучими, и после смерти одного из них, хотя и вызванной тем, что его травила мышьяком жена, подобные эксперименты во Франции запретили. Впрочем, идея продолжала жить в умах медиков.

С 1818 по 1830 год британский врач Джеймс Бланделл (1790‒1878) после серии опытов на собаках выполнил десяток задокументированных переливаний крови от человека к человеку, пять из которых удались.

Он опубликовал результаты своих исследований, где отмечал, что основными проблемами являются свертывание крови, воздушная эмболия и несовместимость крови в ряде случаев. И если часть проблем Бланделл смог разрешить благодаря изобретенной им аппаратуре для облегчения процедуры переливания, то причина несовместимости оставалась загадкой, а значит, переливание крови можно было применять лишь к безнадежным больным.

Загадка несовместимости

В России методику Бланделла успешно использовал петербургский акушер Андрей Мартынович Вольф, который спас жизнь роженице с кровотечением, перелив ей кровь ее мужа. Это случилось 20 апреля 1832 года, поэтому Национальный день донора в России приурочен к этой дате, тогда как Всемирный день донора крови отмечается 14 июня (дальше я расскажу почему).

Но четыре последующие операции переливания закончились неудачей. В 1865 году в Медико-хирургической академии (так тогда называлась моя альма-матер) врач Василий Васильевич Сутугин (1839‒1900) защитил диссертацию о переливании крови, в которой предложил метод ее консервирования. Но предпринятая им попытка спасти умирающую роженицу путем переливания крови не удалась. Разгадку причины несовместимости пришлось ждать еще долго.

Сначала удалось поставить точку в вопросе об использовании крови животных для переливания человеку. В 1869 году гейдельбергский студент-медик Адольф Крейт (1847‒1921) описал агглютинацию (склеивание в комочки и выпадение в осадок) эритроцитов в крови кролика или человека при добавлении туда чужеродной сыворотки (кошки, собаки и т. д.), наблюдая реакции под микроскопом.

Более широкую известность, однако, приобрели аналогичные опыты немецкого физиолога Леонарда Ландуа (1837‒1902), результаты которых были опубликованы в 1875 году. Таким образом, биохимическая видовая специфичность, связанная, как доказал Крейт, с белками сыворотки, делала невозможным использование животной крови для переливания.

Антитела и антигены: против кого воюем?

В 1890 году немецкий бактериолог Эмиль фон Беринг (1854‒1917), вместе со своим японским коллегой Китасато Сибасабуро (1853‒1931) проводивший опыты по заражению морских свинок дифтерией, выяснил, что у подопытных вырабатывается иммунитет и при действии на них токсинов (химических веществ, вырабатываемых бактериями), а не живых бактерий. И если сыворотку крови перенесших дифтерию морских свинок ввести другим, то те приобретают пассивный иммунитет.

Значит, в крови переболевших появляется какой-то антитоксин, который нейтрализует дифтерийный токсин.

Химическую природу этих антитоксинов выяснили в 1891 году итальянские исследователи Гвидо Тиццони (1853‒1932) и Джузеппина Каттани (1859‒1914): изучая столбнячный антитоксин, они смогли определить, что это глобулярный белок. В том же году немецкий бактериолог и химик Пауль Эрлих (1854‒1915) употребил в отношении антитоксинов термин «антитело» (Antikörper), так как бактерии по-немецки в то время именовались Körper («тельца»).

В 1897 году Эрлих предположил, что в организме и до попадания инфекционного агента уже присутствуют антитела в форме так называемых боковых цепей (подробнее о его теории мы расскажем в главе 28). В 1899 году венгерский микробиолог Ласло Детре (1874‒1939) ввел в научный оборот термин «антиген» для обозначения чужеродных веществ, в ответ на которые организм вырабатывает антитела.

Так терминологически оформилась концепция антител и антигенов, которая удивляет всех сталкивающихся с ней в первый раз нелогичностью обозначений: против какого тела и какого гена действуют антитела и антигены?

За дело берется детектив Карл Ландштейнер

Взаимодействие антител и антигенов вне организма может выражаться в разных формах — от нейтрализации (блокировки активного центра антигена) до преципитации (помутнения раствора из-за образования комплекса антиген‒антитело) и агглютинации. В последнем случае антитела называются агглютининами, а антигены — агглютиногенами.

Открытие бактериальных агглютининов вызвало всплеск интереса к агглютининам, воздействующим на эритроциты в человеческой крови: обнаружилось, что в ряде случаев человеческая сыворотка склеивает чужие человеческие эритроциты. Однако все эти исследования исходили из того, что сывороточные агглютинины были результатом инфекционных заболеваний и являлись специфичными для конкретного заболевания.

Окончательно элементы головоломки сложились, когда в 1900 году Карл Ландштейнер (1868‒1943), ассистент директора Патолого-анатомического института при Венском университете, страстный (но тайный) поклонник детективных романов, занялся изучением реакции человеческой сыворотки крови с чужими человеческими эритроцитами.

Хотя его основной обязанностью было проводить вскрытия, он не забросил свои исследования крови, которыми занимался ранее. Так что же убивало эритроциты?

Во всем виноват «дворецкий»

По всем канонам детективного жанра в итоге подозрение пало не на «гостей» (агглютинины крови, вырабатывавшиеся для борьбы с инфекцией), а на «дворецкого» (родные агглютинины крови, изначально присущие организму).

То есть, возможно, специфичность присуща не только видам (кроликам нельзя перелить сыворотку кошки), но и группам особей одного вида. Такой подход изрядно облегчал задачу, не давая отвлекаться на гипотезы о бактериальных агглютининах у различных людей и диктуя простой план исследования.

Взяв образцы крови у себя и у четверых вроде бы здоровых коллег (потом круг испытуемых расширится до 29), Ландштейнер отделил сыворотку крови от эритроцитов и исследовал их поведение при смешении в 144 разных комбинациях. Оказалось, что одни смеси дают реакцию агглютинации (склеивания), а другие — нет.

Реакция при смешении плазмы крови и эритроцитов позволяла выявить разные типы антигенов, присущих эритроцитам, взятым от разных людей. Одни эритроциты обладали такими антигенами — белками на своей поверхности, что склеивались с антителами чужой плазмы и выпадали в осадок.

Если бы такое происходило при реальном переливании крови, то все закончилось бы плачевно. Тогда как другие эритроциты отказывались склеиваться с антителами чужой плазмы — у них не было соответствующих антигенов. И тогда переливание могло пройти успешно. Таким образом, группы крови определяются иммунным ответом организма на антигены (агглютиногены) чужих эритроцитов.

От А до С плюс «исключение»

Исходя из результатов опытов, Ландштейнер выделил три группы крови, а через два года его сотрудники Адриано Стурли (1873‒1964) и Альфред фон Декастелло (1872‒1960) описали четвертую, правда сочтя ее каким-то странным исключением. За свое открытие в 1930 году Ландштейнер, уже работая в Рокфеллеровском институте медицинских исследований в Нью-Йорке, удостоился Нобелевской премии. Кстати, это его день рождения отмечается как Всемирный день донора крови.

Первые три группы в статье Ландштейнера «Об агглютинативных свойствах нормальной человеческой крови», вышедшей в 1901 году, были названы А, В и С, а четвертая сначала именовалась особой группой, но в 1910 году работавшие в Гейдельбергском институте экспериментальных исследований рака Людвик Гиршфельд (1884‒1954) и Эмиль фон Дунгерн (1867‒1961) назвали эту группу АВ, а группу, которую Ландштейнер назвал С, переименовали в нулевую.

Такую кодировку группы крови получили по признаку отсутствия или наличия определенных антигенов на поверхности эритроцитов. В крови нулевой группы их нет, в случае группы А есть только А-антигены, группы В — лишь В-антигены, а в крови группы АВ присутствуют оба антигена.

Кавардак с обозначением групп крови

Важное значение имеет так называемый резус-фактор, открытый в 1937 году Ландштейнером и Александром Винером (1907‒1976) в ходе экспериментов на обезьянах макак-резус. Кровь обезьян, введенная кроликам, приводила к выработке у последних антител, так что иммунная кроличья сыворотка склеивала эритроциты обезьян (что неудивительно) и 85% людей (вот это было неожиданностью).

Получалось, что эритроциты 85% людей содержат антиген (его назвали антиген D), который отсутствует в эритроцитах остальных людей с отрицательным резусом. Филип Левин (1900‒1987) и Руфус Стетсон (1886‒1967) выявили клиническую значимость этой системы двумя годами позже при изучении гемолитической желтухи новорожденных: оказалось, она возникает из-за того, что у матери и ребенка разные резус-факторы.

Открытие групп крови сделало переливание практически безопасным, и оно быстро вошло в клиническую практику. Правда, какое-то время царил кавардак с обозначением групп крови.

В 1907 году чешский врач-психиатр Ян Янский (1873‒1921) предложил нумерацию групп римскими цифрами, где группа без антигенов обозначалась единицей, с одним антигеном — соответственно двойкой (A) и тройкой (B), а с двумя антигенами — четверкой. А в США в 1910 году Уильям Мосс (1876‒1957) предложил обратную нумерацию, которую переняли и англичане, и французы.

Первая мировая война с ее внедрением в практику полевой хирургии переливания крови, требовавшей в больших количествах донорской крови, все же не привела к выработке унифицированной системы обозначений. В каждой армии были свои правила.

Надо сказать, что самыми продвинутыми в плане переливания крови оказались американские экспедиционные силы: там, хоть и не додумались до нашивок, врачей снабжали ампулами с сыворотками для определения групп крови у раненых и доноров и стали первыми использовать консервированную донорскую кровь.

Разнобой в обозначениях продолжался до тех пор, пока в 1937 году в Париже на съезде Международного общества переливания крови не была официально рекомендована буквенная система, которая четко указывает на наличие или отсутствие специфических антигенов. Но повсеместно систему АВ0 стали использовать с середины 1950-х годов.

А в СССР упорно продолжали придерживаться системы Янского, и эту традицию унаследовали многие постсоветские государства, в том числе и Россия, где до сих пор используется цифровая нумерация групп крови, впрочем дублируемая международной. В боевых условиях такое дублирование информации на нашивке может оказаться и полезным.

_{Из книги М. Фоминых «Пять литров красного: Что необходимо знать о крови, ее болезнях и лечении». М.: Альпина Паблишер, 2022}