Голубая кровь. Последняя трагедия советской науки

В начале 2004 года американские ученые заявили об открытии века: изобретен универсальный заменитель человеческой крови. Это известие за считанные часы облетело весь мир. Но мало кто знал, что у американского ноу-хау есть предшественники. Один из них – перфторан – был создан еще двадцать лет тому назад в биофизической лаборатории Подмосковного города Пущино.

Из цикла «Жизнь замечательных идей»

Пущино, 1985 год

Обыск на даче Белоярцева следственная группа должна была проводить в присутствии хозяина. На даче предполагали найти украденный спирт и присвоенные деньги. Кстати, и сама дача в деле фигурировала как дом, построенный на уворованные средства. А какой там дом? Старая деревянная развалюха. Феликс Федорович не был здесь уже несколько лет. Слишком много работы, да и дорога не близкая — двести километров от Пущино.
На обыск Белоярцеву разрешили ехать в собственной машине. Все-таки не уголовник какой-нибудь, а профессор. Следственная группа ехала следом на служебной волге.
Обыск длился два часа. В результате, конечно же, не нашли ничего.
Феликс Федорович попросил разрешения заночевать на даче. Cледователи не возражали.
Утром тело Белоярцева обнаружил сторож дачного поселка.

А через несколько дней друг Белоярцева – Борис Федорович Третьяк – получил письмо Феликса Федоровича, отправленное накануне самоубийства: «Я не могу больше жить в атмосфере этой клеветы и предательства некоторых сотрудников…»

История вопроса
В древности кровь считалась лечебным средством, но ее не переливали, а давали пить. В трудах Гиппократа встречается упоминание о применении крови здоровых людей для лечения больных. Такое лечение кровью практиковалось вплоть до средних веков.
В 1498 году папе Иннокентию, страдавшему на старости лет целым букетом болезней, дали выпить кровь трех десятилетних мальчиков. Лечение не помогло, понтифик умер вслед за обескровленными детьми, принесенными ему в жертву.

Москва, 1979 год
В 1979 году Вице-президент Академии Наук СССР Юрий Овчинников поручил директору Института биологической физики АН СССР Генриху Романовичу Иваницкому заняться созданием универсального кровезаменителя – синтетической крови.
Академия наук пообещала институту Иваницкого любую помощь. К проекту подключили биофизиков, биохимиков и клиницистов. А также химиков из школы академика Ивана Кнуняца.
Для этого проекта на базе института была создана специальная лаборатория биофизики. В том же 1979-ом году в лаборатории появился новый сотрудник – профессор, доктор медицинских наук Феликс Федорович Белоярцев. Иваницкий и Белоярцев немедленно приступили к разработке нового препарата.

Впервые об универсальном заменителе крови советские биохимики задумались еще в сороковых годах. Сразу же после Великой Отечественной войны. Опыт военно-полевой хирургии показал, что количество жертв от кровопотери сопоставимо с количеством жертв от смертельных ранений.

В семидесятые годы, в самый разгар холодной войны, когда мир, возможно, стоял на пороге ядерной катастрофы, проблема создания универсального заменителя крови вновь стала достаточно острой.

Комментарий — Симон Эльевич Шноль: «При любой войне и особенно при ядерной, жизнь уцелевшего в первые секунды населения зависит в первую очередь от запасов донорской крови. Но даже в мирное время ее не хватает. И без мировых катастроф сохранение донорской крови – чрезвычайно сложное дело. Еще одна проблема – донорская кровь может быть заражена смертельно опасными вирусами. Мысль, что от всех этих проблем можно избавиться посредством безвредной, незараженной, лишенной групповой индивидуальности синтетической крови казалось спасительной».

К слову говоря, не только в Советском Союзе были озадачены этой проблемой. В начале семидесятых годов более 40 различных мировых фирм взялись за разработку безопасных кровезаменителей. Первыми о своих успехах заявили японские ученые.

Для справки:
Три главные функции крови.

Первая — защитная. Это заживление ран, а также система «свой-чужой», которая распознает чужеродный белок.
Вторая — регуляторная. Это сохранение гормонального баланса организма и терморегуляция.

Третья функция – транспортно-энергетическая. Это перенос питательных веществ и кислорода внутрь организма и вынос отходов к фильтрующим органам.

Япония, 1974 год
Транспортно-энергетическая функция крови стала настоящим камнем преткновения для ученых. С одной стороны, кровезаменитель должен был эффективно переносить кислород. Значит, его нужно было создавать на основе гемоглобина. Потому что именно гемоглобин, который содержится в эритроцитах, является переносчиком кислорода. Но искусственный эритроцит создать невозможно. А гемоглобин без оболочки работает плохо и дает массу побочных эффектов. Охранная система тут же распознает чужеродное вещество и начинает его уничтожать. Где выход? Как выполнить два условия, противоречащих друг другу?

Группа японских ученых под руководством доктора Наито решила использовать для кровезаменителя неорганический носитель – перфторуглерод. В то время о фантастических свойствах перфторуглеродов уже говорил весь мир. Знаменитый химик Джозеф Саймонс называл их «веществами с алмазным сердцем». Биологи восхищались химической устойчивостью перфторуглеродов и их способностью растворять газы.

В 1974 году кровезаменитель «Флюозол-DA» на основе жидкого перфторуглерода увидел свет. Через пять лет его разрешили вводить людям. А в 1982 году он поступил в широкую продажу.
И вот тут-то разгорелся жуткий скандал! Во время клинических испытаний японского препарата в США выяснилось, что в 35% случаев из ста наблюдается реактогенность, то есть, ответ имунной системы пациента на введение препарата. Японских ученых обвинили в фальсификации данных, так как они заявляли, что реактогенность препарата возможна не более, чем в пяти процентах случаев.

Пройдет много лет, прежде чем ученые обнаружат, что чувствительность людей монголоидной расы к перфторуглеродным препаратам гораздо ниже, чем у европейцев и белых жителей США. Но в восемьдесят втором году наука еще не располагала этими данными и «Флюозол-DA» был запрещен.

История вопроса
«Кровь – совсем особый сок!» — говорил гетевский Мефистофель. Европейские врачи средневековья так не считали и кровью не дорожили.
«Было время, когда во Франции так мало ценили кровь, что королю Людовику 13 в последние десять месяцев его жизни 47 раз пускали кровь…» Кристоф Гуфеланд, немецкий врач-клиницист, 1795 год.

Кровопускание считалось лекарством от всех болезней и широко практиковалось вплоть до конца восемнадцатого века. Кстати, гениальный итальянский художник Рафаэль стал жертвой именно такого лечения.

Пущино, 1982 год
В то время, когда в США кипели страсти вокруг японского «Флюозола», в Пущино вовсю шло испытание нового препарата. Правда, пока опыты проводили только на животных. По двору института уже бегала собака, у которой 70 процентов крови было заменено на синтетическую эмульсию. Более того, собака не просто бегала, она вовсю радовалась жизни и даже принесла щенков.

Новый препарат, разработанный Белоярцевым и Иваницким получил официальное название «перфторан», но неофициально его называли «голубая кровь». За специфический цвет этой эмульсии, созданной на основе перфторуглеродов.

Перфторан, как и японский Флюозол, содержал два разных перфторуглеродных компонента. Но только один из них был такой же, как в японской синтетической крови. Кроме того, был существенно уменьшен размер перфторуглеродных частичек, теперь они не превышали 100 нанометров и по сути своей были крохотными контейнерами для газов. Изменения дали фантастический результат: токсичность препарата снизилась на целых пятнадцать процентов, а эффективность так называемого кислородного транспорта возросла в полтора раза. То есть, перфторан в полтора раза эффективней Флюозола снабжал органы и ткани кислородом.

После двух тысяч опытов на животных Белоярцев и Иваницкий получили разрешение испытать перфторан на людях. 26 февраля 1984 года началась первая фаза клинических испытаний перфторана.
Японский «Флюозол» к тому моменту уже был снят с производства. А исследования американских ученых по разработке аналогичных препаратов зашли в тупик. Американцы не смогли подобрать нужную композицию составляющих материалов и создать оптимальный для композиции размер частиц …

Дело в том, что любой кровезаменитель должен был отвечать ряду условий. Во-первых, конечно же, быть медицински безопасным.

Во-вторых, не влиять на имунную защиту организма.

В-третьих, эффективно снабжать ткани кислородом.

Все перфторуглеродные кровезаменители в равной мере успешно справлялись с этими тремя условиями. Но было еще и четвертое: препарат должен выводиться из организма.
Преследуя эту четвертую цель американские ученые готовили перфторуглеродную эмульсию из крупных капель. Чем капли крупнее, тем они заметнее для «чистильщиков» крови – макрофагов. Однако если капли быстро выводятся из кровотока, то они не успевают выполнить свою функцию газопереноса и бесполезно оседают в тканях организма, слипаются. Животные, на которых проводились эксперименты, погибали либо от ишемии, либо от многочисленных побочных эффектов.

А в лаборатории Белоярцева эмульсию готовили из мелких частиц. Эти капли по размеру были в 100 раз меньше эритроцитов. И соответственно, могли пролезть через любые, даже самые тонкие капилляры.

Для справки:
Размер эритроцитов и их способность к деформации позволяет красным кровяным тельцам протискиваться через капилляры диаметром менее 3 микрометров – это три тысячных доли миллиметра.

В процессе работы над голубой кровью Белоярцев и Иваницкий выяснили, что размер частиц влияет также на имунный ответ организма. Чем крупнее частицы, тем быстрее включается механизм «свой-чужой». А вот мелкие капли охранная сигнализация не распознает.
Но платой за все эти преимущества перфторана перед зарубежными аналогами было то, что он выводился из организма гораздо медленнее. Одна из перфторуглеродных компонент препарата оседала в печени.

Пройдет несколько лет, прежде чем ученые заметят: это побочное действие перфторана на самом деле достоинство препарата, а не его недостаток. С помощью перфторуглеродов в печени происходит синтез определенных химических веществ. Что способствует ее очищению. А это означает, что «голубая кровь» может лечить цирроз печени и гепатит.

История вопроса
Первое успешное переливание крови провел лондонский анатом Ричард Лоуэр. В 1666 году он выпустил из шейной вены собаки почти всю кровь, довел ее до судорог, а потом ввел ей кровь другой собаки. Через несколько часов хвостатая пациентка пришла в себя.
В том же году французский исследователь Жан Батист Дени повторил опыт Лоуэра. А потом он рискнул испробовать этот метод и на людях. 15 июня 1667 года Жан Батист Дени ввел больному, страдавшему лихорадкой, девять унций крови ягненка. Лечение было упешным и Дени продолжил эксперименты. Но четвертая гемотрансфузия закончилась смертью пациента. Переливания крови человеку были прекращены почти на сто лет.

Пущино, 1985 год
15 марта 1985 года Фармкомитет СССР дал разрешение на проведение второй фазы клинических испытаний кровезаменителя перфторана. Эта работа была выдвинута на соискание Государственной премии СССР.
И тут вдруг начались чудеса.
Пущинской лабраторией биофизики заинтересовалось местные органы КГБ и Прокуратуры. Против Феликса Федоровича Белоярцева было возбуждено уголовное дело. Его обвинили в том, что он испытывает на людях препарат, официально не зарегистрированный Минздравом.
Белоярцев не стал отрицать. Да, такие случаи были.

Пятилетняя Аня Гришина попала в реанимационное отделение Филатовской больницы в очень тяжелом состоянии. Сначала ее сбил троллейбус, а потом в отделении ближайшей больницы, куда девочку доставили с множественными переломами и разрывами органов, ей перелили кровь не той группы. Ребенок умирал.
Но тут вдруг детский хирург профессор Михельсон вспомнил, что у его друга Феликса Белоярцева есть какой-то чудодейственный препарат.
Феликс Федорович сам примчался в Москву с двумя ампулами перфторана.
Девочка выжила…

Перфторан использовали и в Афганистане, во время военного конфликта. Это было уже после разрешения Фармкомитета на клинические испытания. Однако полевых госпиталей Афганистана не было в списке клинических учреждений, предложенных Фармкомитетом. Военный врач полковник Виктор Мороз взял перфторан в Афганистан на свой страх и риск. Он вез препарат в пластмассовых сосудах, а не в стеклянных ампулах. На тот случай, если пришлось бы прыгать с парашютом…

Все эти истории легли в основу уголовного дела против Феликса Федоровича Белоярцева. Попутно его обвинили в краже казенного спирта на сумму 10 тысяч рублей, в воровстве денег и вымогательстве.
Всю осень в институте шли массовые проверки. Сотрудников лаборатории Белоярцева таскали на многочасовые допросы. У Феликса Федоровича устроили несколько обысков.
В конце декабря 1985 года Белоярцев не выдержал…

Комментарий — Генрих Романович Иваницкий: «Почему он не выдержал? Думаю, он был недостаточно закален, морально не готов к подобному испытанию. Чтобы жить в те годы и заниматься научной деятельностью, недостаточно было только блестящего ума. Необходима особая закалка, дипломатический дар. Иначе легко угодить в опалу партруководства и КГБ. Эти люди не любили чужих успехов.…»

В день похорон Белоярцева Генрих Романович Иваницкий подал протест Генеральному прокурору СССР. Он потребовал завести уголовное дело по доведению до самубийства профессора Белоярцева.
В Пущино приехала новая комиссия, которая провела проверку и вынесла заключение: «Белоярцев покончил с собой под тяжестью улик…»

История вопроса
Первое переливание крови от человека человеку провел в 1819 году английский физиолог и акушер Джеймс Бланделл. Он же придумал специальный аппарат для гемотрансфузий.
Русские врачи впервые рискнули применить гемотрансфузию в 1832 году. Доктор Андрей Мартынович Вольф перелил кровь женщине, умиравшей после родов от маточного кровотечения. Женщина выжила и полностью выздоровела.

Москва, 1989 год
Следствие по делу профессора Белоярцева постепенно затухло. Вместе со следствием закончились и работы над перфтораном.

В 1989 году была создана межведомственная комиссия, которая проанализировала ситуацию с созданием и применением кровезаменителей в СССР.
«Пока в стране нет препаратов на основе перфторуглеродных эмульсий, предназначенных для практического использования как в качестве кровезаменителя – переносчика кислорода, так и в качестве перфузионной среды…» Из заключения межведомственной комиссии, Вестник АН СССР. (1989. №6, стр. 62)

Через три года перфторан исследовала другая комиссия – независимые эксперты американской Фармацевтической корпорации «Альянс». Мнения американских и советских специалистов, как водится, не совпали.

«It would seem that you have a very good emulsion» (похоже, у вас есть хорошая эмульсия). Доктор Файтфул, вице-президент фирмы «Альянс».

История вопроса
В начале двадцатого века были открыты четыре группы крови. С этого момента начался новый этап в науке гемотрансфузий – переливание совместимой крови. Первым, кто применил учение о группах крови на практике, был американский хирург Джордж Крайл. В 1907 году он провел 61 успешное переливание совместимой крови.
В 1919 году русские врачи — хирурги Владимир Николаевич Шамов и Николай Николаевич Еланский, и патофизиолог Иоаким Романович Петров, — создали стандартные методики для определения групп крови.

Америка, 2004 год
В начале 2004 года американские ученые объявили об открытии мирового значения. Группа биохимиков под руководством профессора Дана Кауфмана из университета Минессоты изобрела синтетическую кровь.
Через несколько месяцев о подобном изобретении сообщили японские ученые. Искусственный кровезаменитель на основе альбумина стал результатом совместной работы специалистов трех японских университетов.

Сегодня учеными разных стран мира создано уже примерно полтора десятка кровезаменителей. Синтетическую кровь выращивают из стволовых клеток эмбрионов, создают на основе гемоглобина и альбумина. Британская пластиковая кровь, которую окрестили «жидким медом», сделана из полимера полиэтиленгликоля. Американский Гемопур (Hemopure) – это порошок, который производят из коровьих эритроцитов. А Оксицит (Oxycyte), внешне похожий на молоко – это комплекс нескольких жидких перфторуглеродов.

Однако ни один из этих препаратов, как, впрочем, и перфторан, не является полноценным заменителем крови. Хотя бы потому, что у крови много других функций помимо газопереноса.

На самом деле главная задача любого кровезаменителя – оказание временной неотложной помощи пострадавшему. Полимерная кровь вовсе не должна брать на себя все функции настоящей. Достаточно того, что ее можно перелить прямо на месте аварии или на поле боя. Спасая пострадавшего до того момента, пока он будет доставлен в клинику, где ему окажут полноценную медицинскую помощь и перельют настоящую донорскую кровь. Точнее, ее компоненты. Универсальность – еще одно достоинство синтетической крови. Ее не нужно проверять на совместимость, следовательно, не нужно в экстренных ситуациях тратить время на определение группы крови и резуса. При тяжелых травмах, при обильной кровопотере требуется очень много крови. Запасы донорской, как правило, ограничены. А синтетическую кровь можно производить в любых количествах.

Для справки:
В организме человека примерно 5 литров крови. Катастрофической считается потеря трех литров. При обильном кровотечении у пострадавшего есть не более 20 минут до финишной черты, за которой уже нет никакой надежды на спасение.

Может быть, межведомственная комиссия 1989-го года не нашла в нашей стране кровезаменителя, потому что не вполне ясно представляла себе цели и задачи перфторана?

Более ста лет гемотрансфузия, как когда-то кровопускание, считалась почти панацеей. Сегодня цельная донорская кровь почти не используется. Берутся только ее компоненты.

«Традиционное переливание крови во многих случаях приносит больше вреда, чем пользы». Профессор Брюс Списс, директор реанимационного инженеринга университета штата Вирджиния.

Донорская кровь в подавляющем большинстве случаев – единственный шанс на спасение. Но она же источник серьезных инфекций.

«Кровь – самое опасное из используемых в медицине веществ». Профессор Лизандер, Швеция.

Тем не менее, современный мир нуждается в донорской крови, как никогда раньше. Военные конфликты, техногенные катастрофы, серьезные дорожно- транспортные происшествия, стихийные бедствия – все это требует примерно 60 миллионов переливаний в год. Одной только России требуется ежегодно один миллион литров донорской крови.

В 1996 году препарат перфторан был разрешен для медицинского применения. А в 1998-ом – экспертная комиссия, созданная Главным военно-медицинским управлением Министерства обороны России, рекомендовала перфторан для использования в армии.

В 1995 году перфторан был запущен в производство в Пущино, но в ограниченном количестве.

В 1999 году профессор Белоярцев посмертно стал лауреатом премии Правительства Российской Федерации…

Комментарий — Генрих Романович Иваницкий: «Перфторуглеродные эмульсии – это не кровь в медицинском смысле этого слова и не панацея от всех бед при потере крови. Это препарат медицины катастроф, поэтому широкое промышленное производство перфторана для России это одно из решений проблемы с понижением смертности людей, а также с нехваткой донорской крови.
Три причины сдерживают пока широкое распространение перфторана: консерватизм, свойственный медицине; конкуренция с зарубежными фармакологическими фирмами и стоимость препарата.
Однако круг врачей, которые начинают использовать перфторан в своей практике, год от года растет. Наука не стоит на месте. Сегодня перфторан становится не только препаратом медицины катастроф, но постепенно превращается в массовый терапевтический препарат с широкой сферой его применения при лечении заболеваний, связанных с ухудшением кровоснабжения организма».

P.S. В марте 2009 года новый Президент США Барак Обама снял запрет на финансирование государством проектов, связанных со стволовыми клетками эмбрионов. Это означает, что американская компания «Advanced Cell Technology» возобновит работы над созданием универсальной синтетической крови, приостановленные из-за недостатка финансирования.
По слухам, эта кровь будет очень дешевой. Может быть, тогда и мы сможем закупать ее в количествах, необходимых нашей медицине.

Фильм «Голубая кровь» был снят в 2003 году.

Режиссер Татьяна Малова
Консультант: Научный консультант Г.Р.Иваницкий (один из создателей перфторана)
Комментарии в фильме: С.Э.Шноль и Г.Р.Иваницкий