Кровь не водица: почему ее так сложно заменить
После сотен лет экспериментов и неудач медики научились делать переливание крови от человека к человеку, и это ежегодно спасает миллионы жизней. Однако донорской крови, как и донорских органов, по-прежнему остро не хватает даже в развитых странах, не говоря уже о развивающихся. Проблему могли бы решить искусственные заменители крови, и наука активно занимается этим вопросом — в начале июля журнал Science сделал большой обзор перспективных разработок, дающих надежду на исправление ситуации.
Мы с тобой одной крови
То, что кровь и жизнь тесно связаны, было очевидно людям с древних времен. Однако если многие древние народы выводили эту связь из мифов и религиозных верований, древние греки подходили к вопросу более практично. Еще в гомеровские времена (VIII век до н.э.) они знали, что кровь это центр жизни, потеря крови ведет к смерти, разделяли кровь на светлую и темную (артериальную и венозную, в современной терминологии), а также полагали, что кровь связывает семью и род, пишут в своей работе «Верования, мифы и реальность, окружающие слово «кровь» от Гомера до наших дней» Джон Мелетис и Костас Константопулос (греки, естественно).
Они отмечают, что в гомеровской “Одиссее» есть сцена, наводящая на мысли о воскрешении мертвых с помощью крови, в которой Одиссей поит умершего прорицателя Тиресия кровью овец, чтобы тот напророчил ему будущее. А древнеримский врачеватель греческого происхождения Гален (I-II в. н.э.) первым поднял вопрос о поиске способов «избавиться от испорченной крови в человеческом теле и влить вместо нее здоровую кровь».
Первое надежно задокументированное переливание крови человеку было сделано многие столетия спустя — 15 июня 1667 года французский медик Жан-Батист Дени перелил страдающему лихорадкой подростку 12 унций (около 360 мл) крови ягненка, и мальчик выздоровел. Дени сделал еще три подобных переливания, но после кончины двух его пациентов эту практику запретили.
В 1818 году лондонский акушер-гинеколог Джеймс Бланделл сделал первое переливание крови от человека к человеку, что помогло спасти жизнь умиравшей от послеродового кровотечения пациентке. Донором стал ее муж. Эксперименты с переливанием крови продолжались в XIX веке с переменным успехом — иногда пациенты выздоравливали, а иногда тяжело болели или даже умирали, поэтому процедура считалась очень рискованной, «своего рода лотереей», отмечает Science.
Почему — стало ясно после 1901 года, после того, как австрийско-американский ученый Карл Ландштейнер открыл группы крови. Оказалось, что человеку без риска тяжелых последствий можно переливать кровь только совместимых с его иммунной системой групп. Это исследование заложило основы современной трансфузиологии, за что Ландштейнер в 1930 году получил Нобелевскую премию.
Посреди «бескровной пустыни»
За минувшие годы переливание крови стало рутинной медицинской процедурой, которая ежедневно спасает жизни людей с травматическими повреждениями, акушерскими кровотечениями и детскими анемиями.
«Для врачей в странах с высоким уровнем дохода сделать переливание крови пациенту относительно просто: делается заказ, и банк крови отправляет кровь в больницу. Однако для большинства врачей и пациентов в странах с низким и средним уровнем дохода получение крови для переливания совсем не гарантировано», — пишут авторы статьи «Оценка глобального бремени кровотечений: снабжение, дефицит и потенциальные решения».
По их данным, в мире ежегодно собирается 117 млн единиц (стандартный пакет около 350 мл) донорской крови, однако половина этого объема приходится на развитые страны, в которых проживает всего 20% населения Земли. Глобальный дефицит крови авторы статьи оценивают в 100 млн единиц.
«Как травматолог в Бостоне, я не могу себе представить, чтобы у наших пациентов не было крови, когда они поступают с серьезными травмами. К сожалению, реальность не такова в большинстве стран мира, и люди умирают, хотя это можно было бы предотвратить”, — полагает доцент кафедры хирургии бостонской Harvard Medical School Накул Райкар.
По оценке Science, геморрагический шок (следствие тяжелой кровопотери) ежегодно убивает около 2 млн человек.
Местности, в которых пациенты в 75% случаев не могут вовремя получить необходимую им донорскую кровь, называют «бескровными пустынями», и в них проживают миллиарды человек.
Проблема в том, что донорскую кровь сложно и дорого собирать, обрабатывать и хранить, а транспортировка должна осуществляться в специальных низкотемпературных условиях, что сильно сокращает ее доступность в удаленных от банков крови регионах.
Нехватка крови проблема не только стран «третьего мира», — в начале 2024 года американский Красный Крест объявил «чрезвычайную ситуацию» в связи с недостатком донорской крови, потому что количество доноров упало до минимума за последние 20 лет.
Ответом на эти вызовы могли бы стать искусственные заменители крови, но создать их оказалось совсем непросто.
Порошок целебный людям он везет
Пионером в сфере поиска кровезаменителей считается американский гинеколог Томас Гэйллард, который в 1875 году сделал пациентке с тяжелым кровотечением инъекцию 175 мл коровьего молока. Впоследствии он провел еще семь таких процедур, о чем написал подробную статью. Несмотря на его оптимизм, практика не прижилась — вскоре был открыт физиологический раствор (вода с 0,9% обычной соли), который до сих пор используется для повышения количества жидкости в кровотоке, не создавая при этом таких рисков аллергической реакции, как молоко.
Однако физраствор — это полумера, он не может выполнять главную функцию: снабжать организм кислородом так, как это делает кровь. До сих пор в США нет одобренных заменителей крови. Причина в том, что кровь — очень сложная структура. Чуть больше половины крови — это плазма, желтоватая жидкость, состоящая из воды, белков и солей. Остальное — клетки: тромбоциты, необходимые для свертывания после пореза или раны; белые кровяные клетки, которые борются с инфекцией, и красные кровяные тельца (эритроциты), которые не только придают крови красный цвет, но и содержат белок гемоглобин, переносящий кислород.
В общем-то логичной казалась идея использовать в качестве кровезаменителя сам гемоглобин, и такие попытки в 1990-х годах прошлого века были сделаны. Самым успешным оказался препарат Hemopure, который производился путем извлечения гемоглобина из крови коров. Hemopure завоевал определенную популярность, включая одобрение в Южной Африке в 2001 году — где эпидемия ВИЧ/СПИДа сделала переливание человеческой крови слишком рискованным. Но в 2008 году вышло исследование, которое показало, что применение Hemopure и его аналогов плохо влияет на сердце и создает на 30% повышенный риск смерти по сравнению с обычным переливании крови.
Дело в том, что гемоглобин — сложная молекула, токсичная для тканей и сосудов, и просто впрыскивать его в кровоток — слишком рискованно, отмечает Science. Журнал обращает внимание на препарат следующего поколения — ErythroMer, который создает американская компания KaloCyte. Его отличие в том, что гемоглобин заключен в липидные (жировые) микрочастицы, имитирующие клеточную мембрану эритроцитов. По сути, это искусственные эритроциты, которые, в отличие от донорской крови (срок годности которой даже в условиях охлаждения составляет всего 42 дня), могут храниться в виде порошка до двух лет при комнатной температуре, и к тому же подходят для переливания вне зависимости от группы крови получателя (реципиента).
Достаточно развести порошок обычным физраствором — и получится готовый к немедленному введению кровезаменитель. Оснащение таким препаратом обычных машин «скорой помощи» помогло бы поддерживать жизнь в испытавших кровопотерю пациентах, пока их не доставят в больницу.
Новый кровезаменитель пока находится на стадии исследования на животных, но в него уже поверила американская армия — в прошлом году руководитель проекта Аллан Доктор получил грант $46,4 млн от Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США.
