"Если выпить крови поверженного врага, то можно приобрести все его достоинства, а недостатки выбросить в мусор". Да, в истории человечества был период, когда именно это считалось основной функцией крови. Для чего она нужна на самом деле? Могут ли "вырасти рога" от искусственного гемоглобина? И когда уже медицина научится печатать кровь на принтере, чтобы спасать больных от любого кровотечения? Давайте разберемся.
Кровь нужна нам для того, чтобы взять из легких кислород и перенести его по всему организму. Каждая живая клетка нуждается в некотором количестве кислорода, чтобы жить. Поэтому, сколько ни вливай в вены физраствор и прочие чудесные водички, кислород они переносить не умеют и проку от них в качестве эрзац-крови мало. Люди друг друга успешно убивают, несмотря на попытки врачей иногда не давать им это делать. Переливания крови, как мы говорили, получили очень мощный толчок во время Первой мировой войны, когда их научились делать не разово, а массово и относительно безопасно. А поиски искусственной крови тоже велись с незапамятных времен, но эпидемия СПИДа подхлестнула их основательным образом.
А что же с кровью? Кровь имеет цвет томатного сока не потому, что у них общее происхождение. А потому, что в крови присутствует в большом количестве гемоглобин. Он сконцентрирован в красных кровяных тельцах, эритроцитах, и, пожалуй, то, что гемоглобин умеет лучше всего делать, это забирать молекулу кислорода из легких, и отдать ее на пропитание клеткам. Каким? Да куда его с кровотоком занесет, туда и отдаст. А клетки что мозга, что любого другого органа без кислорода умирают. И мы вместе с ними.
Стало быть, если нам нужно пациенту перелить кровь, а подходящей крови нет, надо бы придумать что-то такое, что принесет клеткам кислород на блюдечке с красненькой каемочкой, и при этом не убьет хозяина. И тут, конечно, напрашивается идея просто взять гемоглобин без всяких эритроцитов и перелить его внутрь пациента. Что уж проще? Казалось бы. Ан нет. Потому что иначе придется предположить, что наш Создатель идиот и специально все усложняет либо что мы чего-то там недопоняли.
И тогда мы выясняем, что гемоглобин - штука очень сложная и по-своему даже гениальная, поскольку он должен уметь в нужный момент быстро хватать кислород, сильно его держать, а потом в другой нужный момент так же быстро выдать. Короче, держать и отдавать одновременно - это нетривиальная задача. Мы это по деньгам знаем. Но гемоглобин справляется. И справляется потому, что находится внутри эритроцита в очень уютном и удобном для себя окружении. Если его извлечь, сунуть в шприц и ввести внутрь пациента, оказывается, что он, во-первых, крайне нестоек, и в крови, вовне эритроцита, очень быстро разваливается на кусочки, во-вторых, очень больно бьет по почкам. И получается, что мы хотели дать пациенту гемоглобин и кислород, а на самом деле дали почечную недостаточность. Нехорошо. Ну и вдобавок большие концентрации искусственного гемоглобина в крови пациента мешают лабораториям проводить анализы. Иными словами, данные анализов искажаются, и мы, доктора, можем оказаться в ситуации, когда лечим одно, а надо лечить совсем другое. А это совсем небезопасно.
Коммерческие препараты гемоглобина есть, несколько компаний в разных странах производят их. Для этого пришлось перекроить молекулярную структуру, как бы сконструировать не совсем человеческий гемоглобин. Бычий модифицированный, кстати, тоже пытаются изучать. Но пока результаты только обнадеживают, поскольку коммерческие препараты далеки от совершенства, очень дороги, недостаточно изучены их побочные эффекты, в том числе долгосрочные. Практически можно считать, что их нет. И попытки заставить капризную молекулу гемоглобина ходить строем можно считать экономически себя пока не оправданными. Иногда вообще выходило так, что в попытках модифицировать молекулу гемоглобина, чтобы она могла выживать самостоятельно в крови, ученые делали ее токсичной или нестабильной. Или неэффективной.
Поэтому никакой революции в медицине, по крайней мере, до сегодняшнего дня, препараты гемоглобина не произвели. Исследования показали, что при их применении процент летальных исходов выше, чем без них. В большинстве стран эти препараты сейчас не разрешены к применению на людях. Хотя были в разных государствах периоды, когда это официально было разрешено. Американская армия, для которой вопрос трансфузии крови - вопрос больших денег и логистики, - провела несколько исследований, которые натолкнулись на всем лету на побочные эффекты такого гемоглобина и слили идею напрочь.
Это я еще не заикаюсь про такие штуки, как "бычий гемоглобин вызовет изменения моего ДНК, и у меня от него рога выросли", что, конечно, чушь собачья, но эпидемия коронавируса показала, что люди и не на такое способны и верят более идиотским вещам. И про риск вирусных инфекций, свести который к нулю, видимо, не удастся, я тоже не заикаюсь. Ученые, которые этой проблемой занимаются, - тоже. Полностью искусственный гемоглобин "из пробирки", видимо, этих недостатков будет лишен, но другие останутся.
Ладно, сказали ученые. Если такая проблема создать искусственный гемоглобин, который плавал бы по крови туда и сюда и раздавал кислород всем на радость, давайте создадим искусственные эритроциты. И они были созданы. Сделать мембрану, похожую на клеточную, мы можем. Давайте, сказали ученые, загоним в нее гемоглобин - и будет нам искусственный эритроцит без всяких фокусов, которые выдает гемоглобин свободно плавающий. Получилось. Искусственные эритроциты похожи на настоящие, как индийское кино на Тарантино. Они поют и пляшут что-то невнятное, но очень цветастое, и выглядят почти как настоящие. Но эффект не совсем такой, как нам хотелось бы. Короче, "Оскара" этому кино тоже не взять.
Организм создает свои эритроциты в костном мозге. Который не мозг вообще, просто похож внешне, если не сильно приглядываться. Доктора, когда название давали, еще мало что понимали, давно это было, вот и попутали. Потом доктора поумнели и нашли в костном мозге так называемые стволовые клетки. Это такие штуки, которые немного похожи на пчелиных маток. Матки дают начало целому рою. А стволовые клетки - всей крови. Большую часть времени они проводят в костном мозге, безостановочно делясь. Если представлять себе их жизнь упрощенно, то одна клетка остается стволовой, а вторая делится еще и еще, и из этих ее потомков образуются и созревают клетки крови.
Из костного мозга, даже из периферической крови, стволовые клетки можно выделить и заставить их жить, делиться и производить эритроциты в искусственно созданных условиях. Технологически этот процесс довольно сложен. В исследовательских лабораториях повторить его получается. Но сделать доступным для широкого применения, дешевым и воспроизводимым, коммерчески оправданным - нет. Хотя было бы шикарно, если бы в каждой больнице стоял такой принтер. Задал ему параметры - и он тебе через пару минут щелк… и выдает порцию крови. Даже не обязательно точно подходящей для пациента. О минус вполне подойдет всем. А если еще пофантазировать, то можно сделать эритроциты, на которых вообще не будет маркеров групп крови, и переливать их можно будет всем без разбору. Даже людям с редкой группой крови вроде Бомбей.
А можно пойти совсем другим путем. Не пытаться скопировать природу, а поискать что-то, что сможет сделать ту же работу, что естественные механизмы. Поискали и нашли, разумеется. Есть такие соединения - перфторуглероды или перфтораны. Если не вдаваться в подробности того, как они работают с химической точки зрения, можно просто сказать, что они умеют переносить кислород подобно гемоглобину. Именно "подобно" - потому, что механизм там совершенно иной, но нас это мало интересует сейчас.
Может, вам попадались в прессе или в сети сообщения про крысу, которую поместили в раствор перфторана, и она дышала им. Это было. На правильном языке это называется "жидкостная вентиляция". Или про собаку, у которой слили всю кровь, а вместо нее заполнили сосуды перфтораном - и она ожила, лаяла и виляла хвостом.
Коммерческие препараты перфторанов пытались внедрить несколько раз, но результаты (эффективность) в качестве заменителей крови тут тоже оказались ниже плинтуса.
Они оказались недостаточно эффективными в качестве "чистых" кровезаменителей при травме или массивных кровотечениях. Единственное, что удалось продемонстрировать, - снижение количества использованных порций крови. Экономически - плюс. Но никакого улучшения выживаемости или снижения серьезных осложнений продемонстрировано не было. А вот свои осложнения перфтораны имеют.
Есть публикации о том, что перфтораны или препараты гемоглобина использовались в качестве "мостика" при тяжелых анемиях или у пациентов с очень редкими группами крови, для которых найти правильную кровь дико тяжело и иногда приходится везти самолетом с другого конца света. Вот в таких ситуациях единичные сообщения об эффективности перфторанов (или искусственного гемоглобина) действительно существуют. Но здесь речь идет не о массовом применении, а о спасении жизни. Поэтому любой результат, кроме гибели пациента, воспринимается как удача, а произвести на свет мало-мальски приемлемую статистику невозможно по той причине, что (1) очень мало одинаковых или похожих ситуаций и (2) мы не знаем, сколько пациентов не пережило попыток дать им кровезаменители. Ведь никто не пишет статью о том, как они дали перфторан пациенту, а тот все равно умер.
И остается экономическая составляющая проблемы. Порция крови в США стоит около 300 долларов. Адекватная порция кровезаменителя в два или в три раза дороже. Добавим побочные эффекты. Добавим недостаточную изученность темы. Добавим, что производство искусственных кровезаменителей - штука наукоемкая и дорогая. Первоначальный вклад может не окупиться, и это выброшенные на ветер сотни миллионов долларов. Начинать бизнес с нуля без реальных перспектив заработать - нереально. Поэтому исследования есть, планы строятся, продвижение… скажем так, могло быть более серьезным.
В реальности результатов - ноль без палочки. Конечно, куш велик. Если будет прорыв, мы получим искусственную кровь без крови. Не надо будет ни проверять группу, ни совместимость, не надо будет бояться инфекций: гепатитов, сифилиса, СПИДа. Да и цена такой крови снизится рано или поздно. Коммерческие кровезаменители есть, но они еще далеки от совершенства, дороги, недостаточно изучены, поэтому можно считать, что их пока нет. Но графу Дракуле придется довольствоваться заменителями вместо полезных натуральных продуктов.