Дополнение в жилу

Единственную в мире искусственную кровь, реально применяемую на практике, делают в бывшем гараже в ста километрах от Москвы

В бесчисленных историях об этой жидкости самым большим преувеличением выглядит приставшее к ней прозвище «голубая кровь». На самом деле цветом она больше похожа на опал - молочно-белая на непрозрачном фоне, лунно-желтая на просвет. Все остальное - правда. Что в начале 80-х в подмосковном «наукограде» Пущино был создан заменитель крови - перфторан. Что результаты пробного применения нового препарата в клиниках (а затем и прямо на поле боя в Афганистане) превзошли все ожидания. И, наконец, что он и до сих пор превосходит все зарубежные аналоги, то есть фактически их не имеет. В таком изложении все это походит на дежурную легенду про великую отечественную науку, которая постоянно опережает весь мир по части перспективных разработок, почему-то никогда не доходящих до массового производства. История с перфтораном - тот редкий случай, когда эта легенда не противоречит истине. Хотя последняя значительно интереснее.

Догнали и перегнали Идея создания искусственных заменителей донорской крови возникла еще в конце 50-х. Отчасти она была порождена духом времени, головокружением от технологических успехов человечества, научившегося создавать небывалые вещества и материалы. Но были и куда более рациональные соображения. Искусственная кровь заведомо ничем не заражена, не нуждается в подборе по антигенным группам, менее чувствительна к условиям хранения. И самое главное ee производство не зависит от доброй воли и дисциплинированности доноров и в случае необходимости может быть резко увеличено. Конечно, никто не надеялся создать субстанцию, способную выполнять все многочисленные функции крови. Главное, что должен был уметь делать будущий кровезаменитель, - это разносить по тканям тела кислород.

В натуральной крови этим занимается белок гемоглобин, упакованный в специальные дискообразные клетки-эритроциты. И первое, что попытались сделать ученые, - это создать искусст венные эритроциты, мембранные пузырьки, начиненные гемоглобином. Несколько позже родилась идея сшивать молекулы гемоглобина в большие «батареи». Эти работы, начатые в разных странах, оказались сродни усилиям алхимиков, они позволили узнать много нового о молекулярных механизмах кислородного транспорта, но так и не дали заветного результата. В искусственных системах капризный белок либо не работал вовсе, либо переносил кислород с неприемлемо низкой эффективностью. Работы в этом направлении продолжаются, и в последние годы сразу несколько исследовательских групп сообщили о том, что у них на подходе пригодные для клинических испытаний препараты. Никто не сомневается, что рано или поздно кровезаменитель на основе гемоглобина будет создан. Но до сих пор говорить о нем приходится в будущем времени.

Однако уже в начале 60-х американец Генри Словитер предложил другой путь: использовать эмульсию перфторуглеродов (ПФУ) веществ, основу молекул которых образуют атомы углерода, а все оставшиеся свободными валентности заняты атомами фтора. (К этому классу соединений относится, например, всем известный тефлон.) О них уже давно было известно, что они легко поглощают большие объемы любых газов и так же легко расстаются с поглощенным. Они химически инертны и физиологически нейтральны. В воде они практически нерастворимы, но при добавке поверхностно-активных веществ (ПАВ; действующее начало любого моющего средства, начиная с обычного мыла) могут образовывать эмульсии взвеси мелких жидких частиц. Каждая такая частица-мицелла - это окруженная одним слоем молекул ПАВ капелька жидкого перфторуглерода. В ней-то и растворяется кислород.

Работы с эмульсиями ПФУ начались в США и Японии еще в 1969 году, однако после первых неудач вышли из моды. Исчезновение публикаций на эту тему из научной печати вполне логично было воспринято советскими аналитиками в рамках их параноидально-милитаристской модели мира как «засекречивание работ». В конце 70-х Академии наук было поручено в кратчайшие сроки создать отечественный перфторуглеродный кровезаменитель. Головным учреждением был определен пущинский Институт биофизики, который (как и весь научный центр) возглавлял профессор Генрих Иваницкий. Специально под проблему в институте была создана лаборатория во главе с доктором медицинских наук Феликсом Белоярцевым. Впрочем, в работах над кровезаменителями участвовало около 40 учреждений и подразделений, среди которых надо особо выделить лабораторию академика Ивана Кнунянца - классика химии фторорганических соединений. Возможно, именно Кнунянц и его школа, синтезировавшие и детально изучившие огромное число ПФУ, сыграли решающую роль в том, что советские исследователи, включившись в работу над кровезаменителями с опозданием на несколько лет, быстро догнали своих коллег. Уже в 1979 году Белоярцев начал эксперименты с промыванием ПФУ изолированных органов животных. Затем настал черед самих животных перелитая им эмульсия исправно разносила по телу кислород, не причиняя организму никакого вреда и постепенно покидая его через легкие. В 1984-м препарат, получивший имя «перфторан», был допущен к клиническим испытаниям. И тут выяснилось, что синтетический кровезаменитель в своей ограниченной роли переносе кислорода - иногда оказывается даже эффективнее натуральной донорской крови.

Дело в том, что пущинцы с самого начала сделали эмульсию очень тонкой - средний диаметр частиц в ней составлял около 60 нанометров, на порядок меньше, чем у эритроцита. Это было вызвано технологическими соображениями: ПФУ намного тяжелее воды; предоставленная самой себе эмульсия постепенно оседает и расслаивается, но чем меньше мицеллы, тем медленнее это происходит. Неожиданно оказалось, что при тяжелых травмах размер частиц часто имеет решающее значение. Организм реагирует на травму усилением кровоснабжения пораженного места. Однако возникающий при этом отек сдавливает мелкие капилляры, делая их непроходимыми для эритроцитов. Кислородное снабжение поврежденной ткани ухудшается, в ней накапливается молочная кислота - и капилляры сжимаются еще сильнее... Особенно быстро и страшно эта ловушка срабатывает при отеках мозга - самой чувствительной к кислородному голоданию ткани. Но маленькие, скользкие, невосприимчивые к физиологическим регуляторам капельки ПФУ-эмульсии разрывают этот порочный круг, проникая в задыхающуюся ткань при любом состоянии капилляров и принося ей спасительный кислород.

Другой постоянной угрозой при тяжелых механических травмах является жировая эмболия: попадающие в кровяное русло (прежде всего из костного мозга раздробленных костей) частицы жира все время норовят слипнуться, и образующиеся жировые капли часто закупоривают сосуды. Но если в кровь примешан перфторан, мицеллы с оболочкой из ПАВ и перфторуглеродным содержимым поглощают жир из крови. Вдобавок перфторан снижает вязкость крови, облегчая тем самым работу сердца (что в некоторых случаях тоже важно), и обладает еще целым рядом полезных эффектов. Все это вкупе с ожидаемыми достоинствами (заведомым отсутствием инфекции, иммунологической нейтральностью и т. д.) делало его незаменимым препаратом для «скорой помощи», военной медицины, медицины катастроф...

То, что произошло во второй половине 1985 года, строго говоря, не имеет отношения ни к механизму действия перфторана, ни к опыту его применения в клинике. Упоминать об этом приходится только потому, что иначе невозможно объяснить, почему после успешного прохождения перфтораном двух фаз клинических испытаний все работы по нему были прерваны на семь лет. Впрочем, оно и к лучшему слишком уж часто в последнее время приходится слышать иеремиады о былом процветании наук под сенью просвещенной деспотии КПСС. В данном случае эта «сень» выразилась в уголовном деле по линии КГБ против создателей

перфторана - так отметила благодарная Родина успешное выполнение ими ее срочного задания, разработку препарата, действительно не имевшего аналогов в мире. Обвинения выдвигались самые разнообразные - от «опытов на людях» до нецелевого расходования казенного спирта. До суда дело так и не дошло: в декабре 1985 года его «главный фигурант» Феликс Белоярцев после очередного обыска покончил с собой. А еще через год с небольшим Генриха Иваницкого (который и после смерти соавтора пытался защитить его доброе имя и их общее дело) с треском выгнали из партии и сняли с должности директора. В стране шла перестройка, «Огонек» и «Литературка» помещали большие статьи в защиту «голубой крови», но в судьбе ее ничего не менялось. На том же месте Работы были возобновлены лишь в 1992 году. В 1996-м перфторан по новой прошел клинические испытания и был допущен к применению на практике. Выпуском препарата занимается сегодня созданное специально для этого ОАО «Научно-производственная фирма «Перфторан». Формально она не имеет отношения к Институту биофизики (разделенному вскоре после описанных событий на два института). Но ее вице-президентом является Генрих Иваницкий (возглавляющий ныне одну из двух половинок своего прежнего института - Институт теоретической и экспериментальной биофизики), а научным руководителем ближайший сотрудник Белоярцева Евгений Маевский. Фирма располагается все в тех же помещениях бывшего академического гаража, где когда-то Иваницкий и Белоярцев разместили экспериментальное производство. Здесь-то и делается сегодня весь перфторан - около трех тонн в год.

- По-хорошему одной только России нужно тонн 350, - говорит генеральный директор «Перфторана» Сергей Пушкин. - Допустим, что у половины нуждающихся в нем нет денег - литр перфторана стоит долларов двести. Все равно получается, что потребность в десятки раз больше, чем мы можем дать. А препарат сегодня покупает еще и Украина, только что мне сообщили, что он зарегистрирован в Казахстане. Мы сейчас патентуем его в США - у них до сих пор нет ПФУкровезаменителя, одобренного FDA; фирма Alliance уже который раз сообщает, что вот-вот выпустит свой препарат. Но для выхода на западные рынки наше производство должно иметь сертификат GMP (good manufacturing practice, своего рода «предприятия высокой производст венной культуры». – «Журнал»), а с этим помещением мы его никогда не получим. У нас есть проект завода мощностью 40 тонн в год. Проект прошел экспертизу, под него выделен участок земли. В ближайшее время начнем строить... если сумеем привлечь достаточные инвестиции.

Впрочем, и без сертификата GMP требования к производству здесь выдерживаются предельно жесткие. Компоненты - перфторуглероды (перфторметилциклогексилпиперидин, чаще именуемый ПМЦП, и перфтордекалин, продукт фторирования всем известного нафталина), эмульгатор проксанол и воду - здесь фильтруют, доочищают, стерилизуют и в экструзионных головках превращают в концентрированную эмульсию, которую затем разводят до нужной концентрации раствором специально подобран ных солей. Закавыка в том, что эмульсию стерилизовать уже нельзя она очень чувствительна к температуре. В замороженном виде она может храниться годы (выдерживая по нескольку циклов перемораживания), в холодильнике - неде ли. Держать ее при обычных температурах больше нескольких часов не рекомендуется. При температуре же стерилизации она распадается мгновенно. А поскольку вводить человеку в вену нестерильный раствор тоже нельзя, в зону непосредственного производства не должна проско чить ни одна бактерия. Отсюда - двойные шлюзы, воздушные фильтры, спецодежда... От сухого воздуха и обилия пластика одежда и волосы электризуются. «Знаете, какими мы отсюда выходим после смены? - смеется Ирина Мазенко, отвечающая на «Перфторане» за технический контроль. - Волосы дыбом панки отдыхают!» И все же почему за прошедшие почти двадцать лет никто в мире (где после первых публикаций о перфторане интерес к ПФУ-кровезаменителям резко вырос) так и не создал достойного конкурента пущинской «голубой крови»?

- Конечно, не потому, что мы настолько умнее всех, - размышляет над этим вопросом Генрих Иваницкий. Сделают, непременно сделают, и, вероятно, скоро. Но, во-первых, благодаря школе Кнунянца с самого начала у нас были и куда более богатый выбор исходных компонентов, и культура работы с ними. Когда мы уже опубликовали формулы используемых ПФУ, многих смущало, что это производные пиперидина и нафталина - очень токсичных веществ. Но мы еще в начале работы знали, что полное фторирование делает их безопасными. Во-вторых, наши конкуренты с самого начала пошли по неверному пути - например, старались сделать частицы в эмульсии покрупнее, чтобы они быстрее выводились из организма, а сейчас над ними довлеет инерция того давнего выбора. Ну и, наконец... Мне кажется, важно то, что на этапе поиска мы не были связаны требованием коммерческой успешности нашего препарата.