Открытия, которые изменили мир. Как 10 величайших открытий в медицине спасли миллионы жизней и изменили наше видение мира Кейжу Джон

ГЛАВА 5. Вижу тебя насквозь: открытие рентгеновских лучей

Тайны, секреты и загадки: четыре правдивые истории

Случай 1. Всего два дня назад этот полуторамесячный мальчик был здоровым, бодрым и активным, но, когда его левая ножка неожиданно начала отекать, обеспокоенная мать принесла его в пункт неотложной помощи. Отвечая на стандартные вопросы докторов, она сообщила, что ребенок не мог получить травму в результате неосторожной игры или другой случайности. Что же послужило причиной отека — опухоль, тромб, инфекция? Ответ на вопрос дал один-единственный рентгеновский снимок: на туманном темном фоне проступал призрачно-белый силуэт бедренной кости, аккуратно переломленной надвое. Дальнейшее рентгеновское исследование обнаружило еще более отвратительные тайны: у ребенка были найдены срастающиеся переломы правого предплечья, правой ноги и черепа. Диагноз поставлен, лечение назначено. Мальчику наложили ортопедическую повязку и вместе с двумя старшими братьями отправили в приют, чтобы уберечь от домашнего насилия.

Случай 2. Семидесятисемилетняя китайская бабушка Цзинь Гуанъин много лет страдала от мигрени. Иногда боль становилась настолько сильной, что она в отчаянии начинала бить себя по голове кулаком и что-то бессвязно бормотать. Когда семья наконец собрала достаточно денег, чтобы отвезти ее в больницу, доктор сделал рентгеновский снимок головы Гуанъин. Снимок оказался в целом непримечательным: тусклый серовато-белый пейзаж с проступающими очертаниями мозга и костей черепа. За исключением одной невероятной детали: недалеко от центра мозга светился белый силуэт пули. В ходе четырехчасовой операции доктора удалили пулю и вскоре узнали всю историю целиком. В 1943 г., во время Второй мировой войны, когда тринадцатилетняя Гуанъин относила еду своему отцу, в нее выстрелил японский солдат. Она выжила и забыла о ране на следующие 60 лет — пока простой рентгеновский снимок не раскрыл и загадку прошлого, и причину ее головных болей.

Случай 3. Шестидесятидвухлетнего мужчину привезли в пункт неотложной помощи с жалобами на боль в животе, невозможность есть и отсутствие стула. Кроме того, докторам сообщили, что он страдает психическим расстройством. Но это вряд ли подготовило их к тому, что они вскоре увидели на рентгеновском снимке органов грудной клетки и брюшной полости больного. Врачи рассматривали волнистые очертания внутренних органов и тени ступенек позвоночника, но их взгляды быстро привлек огромный ярко-белый мешок в нижней части живота. Его форма не соответствовала ни одному из известных внутренних органов. Однако, как выяснилось во время операции, это был желудок пациента, в котором находилось 350 монет и десятки металлических цепочек. Пяти килограммов металла оказалось достаточно, чтобы желудок опустился глубоко вниз, в тазовую полость. Это объясняло загадочные симптомы и одновременно свидетельствовало о том, что психическое расстройство пациента намного серьезнее, чем полагали его близкие.

Случай 4. Тридцатилетняя Ло Цуйфэнь из сельской провинции Китая много лет страдала от депрессии, тревожного расстройства и неспособности заниматься физическим трудом. Но только увидев кровь в своей моче, она отправилась в больницу, чтобы сдать анализы. Какое же дорогостоящее чудо медицинской техники помогло объяснить ее симптомы? Всего лишь простой рентгеновский снимок. На фоне затемненных очертаний ее позвоночника и таза ярко светились 23 швейные иголки, пронизывающие легкие, печень, мочевой пузырь и почки. Во время подготовки к операции доктора узнали подробности мрачной тайны, которую раскрыл рентгеновский снимок. Скорее всего, Цуйфэнь еще в детстве кололи иголками дед и бабка. Неудачная попытка детоубийства была связана с тем, что в Китае традиция не позволяла девочкам, в отличие от мальчиков, наследовать имя семьи или поддерживать состарившихся родителей. Поэтому новорожденных девочек часто тайком убивали.

Зловещий и всепроникающий: невидимый свет, который потряс и изменил мир

Эти правдивые истории, заимствованные из недавних медицинских журналов и выпусков новостей, весьма необычны, но наглядно показывают, почему рентгеновские лучи продолжают привлекать нас и через 100 лет после их открытия. На первый взгляд, дело в том, что они могут обнаружить самые глубокие тайны организма, продемонстрировать невидимые увечья и болезни, подсказать стратегию лечения. Но, как мы убедились на примере этих историй, иногда рентгеновские лучи открывают и более мрачные человеческие тайны, рассказывая о насилии над детьми, ужасах военного времени, психических болезнях или постыдных культурных традициях. Сегодня мы изумляемся — и иногда побаиваемся — скромного рентгеновского луча, способного открыть правду, которая в считаные секунды изменит всю жизнь человека.

Открытие рентгеновских лучей в 1895 г. стало для мира чем-то средним между наукой и магией. Глядя на снимок своего тела, мы сталкиваемся с тревожным парадоксом. Мы получаем наглядное подтверждение того, что у нас есть внутренний механизм и он занят важной работой — и одновременно видим скелет, напоминающий о неизбежности смерти. И все же в этих изображениях есть особая магия: наметанный глаз без труда увидит в облачных пятнах и игре теней историю конкретной болезни и определит, как вылечить травму. Эта благородная уловка за прошедшее столетие помогла спасти или улучшить миллионы жизней.

Загадка рентгеновских лучей, или икс-лучей (X-rays), отражена даже в их названии — таинственной букве «икс», как будто подразумевающей: эта сила столь далека от обыденного мира, что ей невозможно найти подходящее название. Действительно, в рентгеновских лучах есть что-то жутковатое. Они пронзают наше тело со скоростью света, открывая все наши внутренние тайны, но сами при этом остаются невидимыми, неслышными и неосязаемыми.

В отличие от остальных прорывов в медицине, открытие рентгеновских лучей не стало кульминацией ряда последовательных шагов в биологии и медицине. Скорее это был результат десятилетий прогрессивной работы в области электричества и магнетизма. Поэтому в данном случае мы начнем с момента открытия рентгеновских лучей и проследим за тем, как они шаг за шагом превратились в медицинское достижение.

И эти шаги поистине примечательны. Волна изумления прокатилась по миру после их открытия: обнаружены всевозможные способы их использования, вскоре подтвердившие свою беспрецедентную ценность в диагностической медицине; выяснилось, что лучи могут излечивать рак и другие болезни; наконец, состоялось трагическое знакомство с опасным, даже смертоносным аспектом их воздействия. В то же время лучи помогли произвести переворот в сознании, изменили наши представления о реальности. Они появились как раз в то время, когда ученые с головой ушли в исследование природы физического мира, открывая структуру атома и квантовую физику, и долгие годы никто точно не знал, что представляют собой эти лучи и как вообще возможно их существование. Как однажды сказал аудитории Вильгельм Рентген, в 1901 г. получивший Нобелевскую премию по физике[9] за открытие лучей, названных в его честь: «Даже увидев своими глазами, как лучи проходят сквозь различные предметы, в том числе мою руку, я не мог поверить, что не стал жертвой какого-то обмана».

Но все же Рентген вскоре поверил в реальность лучей, а вслед за ним, увидев первый снимок, поверил и весь мир. Ничего подобного этой туманной фотографии, запечатлевшей руку жены ученого, где кости и мягкие ткани просматривались так же отчетливо, как обручальное кольцо на пальце, люди раньше не видели. Во всем мире немедленно поднялась буря восторга, ужаса, безудержных слухов и домыслов. Как позже вспоминал Рентген, мир увидел первый снимок, тайна выплыла наружу, и, как он выразился, «разверзлись бездны».

Веха № 1

Как человек, допоздна засидевшийся на работе, открыл примечательный «новый вид лучей»

Пятничным вечером в ноябре 1895 г. уважаемый немецкий физик Вильгельм Рентген, оставшись в одиночестве в своей лаборатории, решил немного подурачиться. Он задумал пропустить электричество через закупоренную грушевидную стеклянную трубку и посмотреть, как ее края начнут испускать зловещее флуоресцентное свечение. Рентгена никак нельзя было назвать легкомысленным человеком. Пятидесятилетний ректор Вюрцбургского университета опубликовал уже более 40 научных работ, посвященных разным физическим вопросам. До недавнего времени он не проявлял интереса к экспериментам с «электрическими разрядами», но теперь его любопытство пробудила странная находка, о которой сообщил другой физик.

Уже более 30 лет физики знали, что, пропуская высоковольтный электрический ток через вакуумную трубку, можно создать в ней отрицательный полюс — катод, — который будет испускать невидимые «лучи», заставляющие трубку светиться. Эти лучи, вполне логично, назвали «катодными», хотя никто точно не знал, что они собой представляют. Сегодня мы называем их электронами — это заряженные частицы, окружающие атом и создающие своим движением поток электричества. Но тогда катодные лучи были загадкой, и когда в начале 1890-х физик Филипп Ленард открыл их новое свойство — способность проходить сквозь алюминиевое окошко в стеклянной трубке и протягиваться на несколько сантиметров за ее пределы, — многие ученые, включая Рентгена, были заинтригованы.

В тот исторический вечер, 8 ноября 1895 г., Рентген всего лишь пытался повторить эксперимент Ленарда, однако счастливое стечение обстоятельств привело его к судьбоносному открытию. Во-первых, он решил накрыть стеклянную трубку (трубку Крукса) плотным картоном и погасить в комнате свет, чтобы лучше рассмотреть люминесцентное свечение, когда лучи пройдут сквозь алюминий и появятся за пределами трубки. Во-вторых, он по случайности оставил на другом столе маленький светочувствительный экран.

Рентген выключил свет, пропустил заряд через трубку Крукса и увидел, что рядом с ней на расстоянии нескольких сантиметров появилось слабое свечение. Но вдобавок произошло кое-что совершенно неожиданное. Еще одно пятно зловещего желтовато-зеленого свечения появилось в темноте в нескольких метрах от трубки. Рентген почесал затылок, проверил оборудование и повторил опыт. Странное свечение снова появилось на другом конце комнаты. Он включил свет и тут же увидел, откуда оно исходит: от лежащего на столе светочувствительного экрана. Рентген переместил экран, снова пропустил разряд через трубку Крукса и еще несколько раз проверял и перепроверял свою находку, пока наконец не вынужден был признать, что глаза его не обманывают. Из трубки Крукса исходили какие-то «лучи». Они достигали экрана и заставляли его светиться. Более того, это явно были не катодные лучи, поскольку расстояние от трубки до экрана составляло около 2 метров — в 25 раз больше того расстояния, которое могли покрыть катодные лучи.

За изучением этих лучей Рентген засиделся допоздна, а затем посвятил их исследованию еще полтора месяца. Вскоре он понял, что расстояние, которое способны покрыть невидимые лучи, — на самом деле наименее примечательное их свойство. Во-первых, когда он направлял лучи на светочувствительный экран, тот светился, даже если был повернут обратной стороной. Это означало, что лучи проходят через экран насквозь. Могут ли они проходить через другие твердые предметы? В ходе следующих экспериментов Рентген выяснил, что лучи легко проникают через две колоды карт, деревянную болванку и даже книгу объемом в 1000 страниц, неизменно достигая экрана и заставляя его светиться. Впрочем, плотные материалы, например свинец, могли полностью или частично блокировать лучи, и от этого на экране появлялись тени.

Во время этих экспериментов Рентген и сделал свое главное и самое потрясающее открытие. В какой-то момент, пропуская лучи через очередной предмет, чтобы определить, сможет ли тот их остановить, он вдруг с изумлением понял, что видит на экране не только тень собственных пальцев, сжимающих предмет, но и внутри них очертания… своих костей. Так Рентген подошел к эпохальному открытию. Он уже знал, что материалы разной плотности способны в разной степени поглощать лучи, но это был совсем новый поворот. Если объект состоит из деталей разной плотности — как человеческое тело, состоящее из костей, мускулов и жира, — лучи, проходящие сквозь него, будут бросать на экран тени разной яркости, таким образом обнаруживая внутреннее строение объекта.

Когда Рентген спроецировал тень своих костей на экран, он одновременно достиг двух целей: открыл рентгеновские лучи и создал первый в мире рентгеноскоп. Однако лишь через полтора месяца, 22 декабря 1895 г., он получил первый в мире перманентный рентгеновский снимок, направив недавно открытые лучи через руку своей жены на фотопластину.

Сделав свое открытие, Рентген еще полтора месяца работал тайно и в одиночестве. Иногда он оставался ночевать в лаборатории, нередко забывал поесть. Об открытии он почти никому не рассказывал, кроме, возможно, жены и пары самых близких друзей. Одному из них он заметил с присущей ему скромностью: «Я нашел кое-что интересное, но пока не знаю, верны ли мои наблюдения». Все это время Рентген методично исследовал свойства необыкновенных новых лучей, проверяя, какие материалы их пропускают и может ли их отразить призма или магнитное поле.

Наступило время рождественских праздников, и Рентген наконец описал свою находку в немногословной десятистраничной статье под названием «О новом виде лучей». В этой работе он впервые использовал термин «икс-лучи» и предположил — совершенно верно, — что они каким-то образом возникают, когда катодные лучи ударяются о стенки стеклянной трубки. 28 декабря 1895 г. Рентген выслал свою статью для публикации в периодическом выпуске «Трудов» Физико-медицинского общества Вюрцбурга. Через несколько дней он получил оттиски, а 1 января нового 1896 г. разослал 90 конвертов с ними коллегам-физикам по всей Европе. В 12 конвертов он вложил фотографии, сделанные с помощью новых лучей. В основном на них были изображены простые предметы: компас или набор гирек в коробке. Но внимание всего мира привлекла только одна из них — фотография руки его жены с проступающими костями и кольцом на пальце.

Прошло всего три дня — и «бездны разверзлись». На званом вечере 4 января 1896 г. один из ученых, получивших статью Рентгена вместе с фотографиями, показал их гостю из Праги, чей отец по счастливой случайности оказался редактором крупнейшей венской ежедневной газеты Die Presse. Гость попросил разрешения забрать с собой эти снимки, дома показал их отцу, и на следующее утро история открытия Рентгена появилась на первой странице Die Presse под заголовком «Сенсационное открытие!». В следующие несколько дней историю перепечатали все газеты мира.

Веха № 2

Бурный год и «лукавые лучи»

Практически невозможно — нет, действительно невозможно — представить себе, какая буря разразилась в мире науки и в обществе в 1896 г., в первый год после открытия рентгеновских лучей. Когда Рентген обнародовал свою находку, даже его коллеги-ученые были потрясены до глубины души. Один физик, которому Рентген прислал оригинальный оттиск статьи вместе со снимками, вспоминал: «Я не мог избавиться от ощущения, что читаю волшебную сказку… Разве можно получить изображение костей живой руки на фотографической пластине иначе, чем по волшебству?» Другой врач вспоминал, что вскоре после выхода первой новости об открытии к нему на каком-то собрании подошел коллега и начал взахлеб рассказывать о «необычайных» экспериментах Рентгена. Врач недоверчиво поморщился и стал отшучиваться, и рассерженный собеседник удалился. Но позже врач встретился с группой других докторов, которые обсуждали эту новость, прочел статью и, по его собственному признанию, «попросту утратил дар речи».

Вскоре сомневающихся почти не осталось. Как сообщила 7 января лондонская газета Standard: «Это не шутка и не обман. Это серьезное открытие, сделанное серьезным немецким профессором». Поверив, люди быстро осознали и значение прорыва. 7 января газета Frankfurter Zeitung писала: «Если это открытие оправдает ожидания, нас ждут эпохальные результаты… которые, безусловно, повлекут за собой интереснейшие последствия в области физики и медицины». Позже в январском выпуске журнала Lancet было отмечено, что новое открытие «может произвести настоящую революцию в существующих методах осмотра внутренностей человеческого тела». А 1 февраля в передовице British Medical Journal было сказано, что фотография скрытых органов человеческого тела — «сенсационное открытие, способное пробудить даже самое неразвитое воображение».

В первые недели после открытия многие ученые отреагировали предсказуемо: они бросились покупать трубки Крукса и оборудование — которое тогда стоило меньше 20 долларов, — чтобы проверить, смогут ли они создать рентгеновские лучи сами. Спрос был таким огромным, что 12 февраля 1896 года в журнале Electrical Engineer появились такие слова: «Можно уверенно утверждать: ни один человек, имеющий в своем распоряжении вакуумную трубку и индукционную катушку, не удержался от соблазна повторить опыт профессора Рентгена». Неделю спустя журнал Electrical World сообщил: «В Филадельфии раскуплены все трубки Крукса». Телеграфные провода раскалились — ученые спрашивали друг у друга советов. Один врач из Чикаго послал телеграмму с техническим вопросом изобретателю Томасу Эдисону. В тот же день Эдисон отбил ответную телеграмму: «ДЕЛО СЛИШКОМ НОВОЕ НЕ МОГУ СКАЗАТЬ НИЧЕГО ОПРЕДЕЛЕННОГО НУЖНО ЕЩЕ ДВА ТРИ ДНЯ НА ОПЫТЫ».

Новости распространялись со скоростью лесного пожара, и кое у кого этот ажиотаж начал вызывать неудовольствие. В марте английская газета Standard заметила: «Лучи Рентгена нам откровенно надоели. Говорят, теперь каждый может невооруженным глазом увидеть кости другого человека. Стоит ли упоминать о том, насколько это отвратительно и непристойно?» А 22 февраля 1896 г. редактор журнала Medical News написал: «Не вполне ясно, как много пользы могут принести эти неясные полуразмытые картинки».

Но для многих ученых значение рентгеновских лучей было очевидным и несомненным. 23 января 1896 г. Рентген прочел одну из немногих лекций о своем открытии перед огромной аудиторией: членами Физико-медицинского общества Вюрцбурга, университетскими профессорами, высокопоставленными городскими чиновниками и студентами. Рентгена приветствовали бурей аплодисментов и не раз прерывали овациями во время выступления. Ближе к концу лекции он вызвал из аудитории знаменитого физиолога Рудольфа Альберта фон Келликера и предложил ему прямо на месте сделать рентгеновскую фотографию руки. Снимок был сделан, и, когда изображение показали собравшимся, аудитория снова разразилась овациями. Фон Келликер произнес хвалебную речь в честь Рентгена и попросил поприветствовать его троекратным «ура». Когда фон Келликер предложил назвать новые лучи именем Рентгена, аудитория снова взорвалась аплодисментами.

Пожалуй, лучшим подтверждением интереса научного сообщества к открытию Рентгена служит простая статистика: к концу 1896 г. в мире было выпущено более 50 книг и более 1000 статей, посвященных рентгеновским лучам.

Публика откликнулась на новое открытие с таким же восторгом, но в ее реакции было куда больше иррационального страха, нервного юмора и бесстыдной страсти к наживе. В первое время возникло и быстро распространилось ошибочное представление, будто рентгеновские лучи — всего лишь новая разновидность фотографии. Это заблуждение часто высмеивали в прессе: так, на карикатуре в газете Life от 27 апреля 1896 г. изображен фотограф, который готовится сделать портрет женщины. И между ними происходит такой диалог.

— Я бы хотела сделать фотографию.

— Да, мадам, конечно, вам с ними или без?

— Без чего?

— Без костей.

Но из этих заблуждений рождались вполне реальные страхи. Например, многие опасались, что личности, одолеваемые непристойным любопытством, начнут выносить свои «рентгеновские камеры» на улицу и делать откровенные фотографии ничего не подозревающих прохожих. Через пару месяцев после открытия рентгеновских лучей одна лондонская компания предусмотрительно начала рекламировать продажу «нижнего белья, непроницаемого для икс-лучей, — специально для чувствительных дам». Порой заблуждения толкали людей на весьма странные поступки. Можно только догадываться, как озадачен был Томас Эдисон, получив по почте письмо от какого-то сладострастного господина с парой оперных перчаток и просьбой «оснастить их икс-лучами». Или другое письмо с лаконичной просьбой: «Вышлите, пожалуйста, фунт икс-лучей вместе со счетом по указанному адресу, как можно скорее».

Чтобы развеять эти заблуждения, Эдисон и другие ученые устраивали для просвещения публики выставки, где наглядно демонстрировали действие удивительных лучей Рентгена. Попутно и сами ученые узнавали о публике много нового. На одной выставке в Лондоне смотритель сообщил, что две пожилые леди вошли в маленькую комнату с рентгеноскопом, плотно заперли дверь, а затем торжественно попросили, чтобы он «показал каждой из них кости подруги, но только выше талии». Пока смотритель готовился выполнить просьбу, между дамами разгорелся спор: «Каждая хотела увидеть чужой скелет первой». В другой раз молодая девушка спросила смотрителя, не может ли он сделать рентгеновский снимок ее жениха, «но так, чтобы он ничего не заметил, — хочу узнать, здоров ли он».

Неудивительно, что рентгеновские лучи оживили человеческую склонность к глупым надеждам и наивным уловкам. Из Колумбийского университета сообщали, что кто-то обнаружил, будто, проецируя изображение кости в мозг собаки, можно вызвать у нее голод. В нью-йоркской газете писали о находке, сделанной во врачебно-хирургическом колледже. Оказывается, лучи можно использовать для проекции анатомических схем в мозг студентов-медиков, что позволяет им «освоить учебный материал гораздо быстрее и надежнее». Газета из Айовы писала, что выпускник Колумбийского университета с помощью лучей успешно превратил «кусочек металла стоимостью 13 центов в слиток золота стоимостью 153 доллара».

К чести публики нужно сказать, что вскоре она нашла рентгеновским лучам множество более реалистичных способов применения. Одна из газет штата Колорадо в конце 1896 г. сообщила, что рентгеновские снимки помогли уладить иск против хирурга, обвиняемого в преступной небрежности: он якобы плохо вылечил пациенту сломанную ногу. Что любопытно, один из судей отказался принять в качестве свидетельства рентгеновский снимок, сказав: «Нет никаких доказательств, что это вообще возможно. Вы бы еще принесли мне фотографию призрака». Но другой судья позже отозвался о таком свидетельстве положительно, заметив, что «современная наука дала нам возможность заглянуть под покровы человеческого тела».

В итоге именно чувство юмора помогло обществу пережить первый бурный год после сделанного Рентгеном открытия. Политический комментатор в газете 1896 г. шутил: «Шах велел сфотографировать с помощью рентгеновского аппарата всех своих придворных. Хотя каждый из них подвергался воздействию лучей не менее часа, ни у одного не было обнаружено ничего напоминающего спинной хребет». Журнал Electrical World в марте рассказал о курьезном случае с женщиной, очевидно помешанной на римских числительных: «Недавно она прислала нам письмо с просьбой рассказать больше об этих “десяти чудесных лучах” (X-rays)». А в августе 1896 г. журнал Electrical Engineer, озадаченный рекламой фотографа, утверждавшего, будто он может уладить бракоразводное дело с помощью рентгеновских лучей, заметил: «Остается предположить, что лучи, вероятно, помогают ему отыскать скелет, который, как известно, есть в каждом шкафу».

Слегка опасливое, изумленное и восторженное отношение публики к новому открытию прекрасно отражает стихотворение, напечатанное в начале 1896 г. в журнале Photography. Оно называется «X-actly So!» и заканчивается строчками:

Веха № 3

Новые метки на карте: революция в диагностической медицине

Учитывая огромный потенциал рентгеновских лучей, способных обнаружить скрытые травмы и заболевания практически в любой части тела, забавно, что первый случай их использования в медицине оказался банальным: с их помощью нашли иголку. 6 января, всего через два дня после того, как об открытии лучей было объявлено официально, в Королевскую больницу в Бирмингеме пришла женщина с жалобой на боль в руке. К счастью, поблизости нашлось необходимое оборудование. Женщине сделали рентген, снимок передали хирургу, который смог найти и удалить застрявшую в руке иголку. Впрочем, важность поимки блуждающих иголок не стоит недооценивать, учитывая, сколько таких несчастных случаев приходилось тогда разбирать врачам. Один врач из Манчестерского университета в начале 1896 г. жаловался: «Моя лаборатория переполнена врачами и пациентами, подозревающими, что у них в той или иной части тела застряла иголка. Недавно я убил три утра на то, чтобы отыскать иглу в стопе балерины».

Но вскоре врачи начали использовать рентгеновские лучи для более серьезных случаев. В Северной Америке они были впервые применены для постановки диагноза и проведения хирургической операции в феврале 1896 г. За полтора месяца до этого, во время рождественских праздников, молодому человеку по имени Толсон Каннинг выстрелили в ногу в ходе бурной игры в мяч. Доктора из Центральной больницы Монреаля не смогли отыскать пулю, но сорокапятиминутная рентген-диагностика показала, что сплющенный свинцовый шарик застрял между большой и малой берцовой костями. Снимок не только дал хирургам возможность удалить пулю, он помог Каннингу подать иск против человека, который в него стрелял. Рентгеновские лучи вскоре начали играть главную роль в подобных исследованиях. Как иронично заметил журнал The Electrician в начале 1896 г.: «До тех пор, пока представители рода человеческого не перестанут начинять друг друга пулями, благоразумно обеспечить себя средствами для определения местоположения чуждого организму свинца и до какой-то степени помочь профессионалам, чья забота и радость состоят в том, чтобы бесконечно извлекать его на свет».

Когда рентгеновские лучи доказали свою диагностическую ценность, врачи начали просить, чтобы рентгеновское оборудование, нередко расположенное в физических лабораториях на другом конце города, перевезли к ним поближе. Уже в апреле 1896 г. в США были открыты два первых рентгеновских отделения: в аспирантуре Медицинской школы Нью-Йорка и в госпитале Ханеманна в Медицинском колледже Чикаго. После открытия рентгеновского отделения в аспирантуре журнал Electrical Engineer сообщил: «Практическая ценность рентгеновских снимков в хирургии настолько высока, что руководство больницы согласилось выделить одно из небольших помещений специально для этой цели. Его оснастили трубками Крукса… и всеми остальными атрибутами нового искусства».

Вскоре рентгеновское оборудование призвали на войну. В мае 1896 г. распоряжением Военного министерства Британии две рентгеновские машины были отправлены «на Нил, с целью оказания помощи армейским хирургам в определении местонахождения пуль в телах солдат и степени повреждения костей при переломах». Интересный факт: почти 20 лет спустя, когда в больницы хлынул огромный поток раненых с фронтов Первой мировой войны, расширить использование рентгеновских лучей и спасти множество жизней помогла лауреат Нобелевской премии Мария Кюри. Она придумала нововведение, получившее название petite Curie («маленькая Кюри»): автомобиль, оснащенный рентгеновским аппаратом, который приводил в действие мотор машины. Машину можно было подогнать на поле боя или в любой из госпиталей Парижа и окрестностей и оказать раненым необходимую помощь.

Однако медицинское применение рентгеновских лучей не ограничивалось поисками иголок и пуль. В числе прочего их использовали для диагностики туберкулеза — основной причины смертности в конце XIX и начале XX веков. В начале 1896 г. врач Фрэнсис Уильямс, которого считают «первым рентгенологом» США, трудился в Бостонской городской больнице, изучая целесообразность применения флюороскопии для диагностики болезней молочных желез. В апреле Уильямс написал о своей работе в крупный медицинский журнал, сообщив в числе прочего: «Один из самых интересных случаев был у пациента, страдающего от туберкулеза правого легкого… Разница в количестве лучей, проходивших через правую и левую сторону его груди, сразу бросалась в глаза». В начале 1897 г., после работы с другими пациентами с легочными болезнями, Уильямс написал классический труд, в котором заключил: «Рентгеновское исследование груди дает нам способы обнаружения… туберкулеза, пневмонии, угрозы инфаркта, водянки, гиперемии легких при аневризме и злокачественных образований».

Использование рентгеновских лучей в зубоврачебной практике также началось уже в 1896 г. Здесь первопроходцем был Уильям Мортон (сын Уильяма Т. Дж. Мортона, который продемонстрировал использование эфира в анестезии в 1846 г.). На апрельском собрании Нью-Йоркского одонтологического общества Мортон объявил, что, поскольку плотность зуба превышает плотность окружающей кости, «с помощью рентгеновских лучей можно делать снимки живых зубов, блуждающих клыков и корней, даже если они глубоко уходят в зубные альвеолы». Мортон также обнаружил, что с помощью лучей можно увидеть металлические пломбы, внутренние разрушения зуба и даже отыскать «кончик сломанного сверла». Однако регулярное использование лучей в стоматологии началось только через несколько десятков лет. Источник высокого напряжения, открытый провод и близость аппарата к голове создавали слишком большой риск для пациента, который оказывался буквально на волоске от смертельного удара током. Поэтому в стоматологии лучи начали широко использовать лишь в 1933 г., когда рентгеновский аппарат стал более компактным и безопасным.

Диагностическое использование рентгеновских лучей ширилось, но нигде их роль не была такой важной, как в экстренных ситуациях. Один из таких случаев произошел всего через несколько месяцев после открытия рентгеновских лучей: десятилетний мальчик случайно проглотил гвоздь. Не найдя ничего в горле мальчика, доктор заключил, что гвоздь прошел в желудок, и посоветовал «есть побольше картофельного пюре». Несколько дней мальчик чувствовал себя хорошо, но затем у него начался кашель. На помощь призвали рентгеновское оборудование. Первый сеанс не показал ничего подозрительного. Тогда доктора попробовали просветить мальчика рентгеновскими лучами еще раз, в тот момент, когда у него начался очередной приступ кашля. На этот раз они четко увидели на экране гвоздь: он поднимался и опускался приблизительно на 5 см каждый раз, когда мальчик кашлял. Но был он не в пищеварительном тракте, окруженный картофельным пюре, а в одном из дыхательных путей. Мальчик не проглотил, а вдохнул гвоздь. Обнаружив местонахождение инородного тела, врач, сообщивший об этом случае, заключил: «Последнее слово пусть остается за хирургом».

И наконец, иногда лучи помогали исцелить не только тело, но и, косвенным путем, разум. В марте 1896 г. в Union Medical напечатали сообщение о молодой женщине, которая просила врача прооперировать ей руку. Она считала, что мучившая ее боль вызвана костной болезнью. Доктор, диагностировавший боль как следствие механической травмы, сделал снимок, который подтвердил его правоту. После этого «пациентка удалилась, полностью удовлетворенная».

Рентгеновские лучи использовали по-разному, но было ясно одно: они изменят — более того, обязаны изменить — медицинскую практику навсегда. 6 марта, всего через три месяца после официального открытия, профессор Генри Кеттелл из Пенсильванского университета написал в журнале Science: «В наши дни уже возник вопрос, имеет ли хирург моральное право приступить к операции, не изучив предварительно рентгеновские снимки поля своей будущей деятельности — не изучив, так сказать, карту неведомой страны, в которую ему предстоит вступить».

Веха № 4

От родинки до раковой опухоли: новая форма лечения

Герр директор, волосы выпали!

Леопольд Фройнд, 1896 г.

Эти слова выкрикнул в ноябре 1896 г. венский рентгенолог Леопольд Фройнд, ворвавшись в кабинет директора Королевского исследовательского института. Вряд ли их можно назвать торжественными или многообещающими, однако они отметили первый успех в терапевтическом использовании рентгеновских лучей. Фройнд тащил за собой за руку счастливую пациентку — маленькую девочку, страдавшую от серьезного дефекта внешности. Почти всю ее спину покрывало огромное поросшее волосами родимое пятно. Фройнд прочел в газете, что длительное рентгеновское облучение может вызвать выпадение волос, и решил проверить, не поможет ли девочке этот метод. Действительно, после обработки верхней части родинки — по два часа в течение десяти дней — на ее спине возникло круглое безволосое пятно, служившее убедительным доказательством терапевтического потенциала рентгеновских лучей.

Но Фройнд и другие ученые вскоре поняли, что благотворное действие рентгеновских лучей тесно связано с вредом. Для тех времен характерны примитивное оборудование и длительные сеансы облучения, и нас уже не удивляет, что пациенты в результате сеансов получали ожоги и теряли волосы. Однако тогда мысль, что рентгеновские лучи можно использовать для лечения, стала для первопроходцев в этой области настоящим открытием. Что интересно, одним из первых на их лечебный потенциал указал Джозеф Листер, сыгравший важную роль в открытии микробной теории. В своем обращении к Ассоциации содействия развитию науки в сентябре 1896 г. он заметил, что «тяжелый солнечный ожог», возникающий из-за долгого воздействия рентгеновских лучей, «позволяет предположить, что проникновение лучей в человеческое тело, возможно, не так безразлично внутренним органам, как мы полагали, и длительное воздействие может окончиться… внутренним повреждением либо благотворной стимуляцией».

Вскоре было обнаружено, что рентгеновские лучи имеют терапевтические преимущества в лечении кожных болезней, в том числе способны сокращать и подсушивать незаживающие раковые язвы. Более того, некоторые врачи выяснили, что лучи хорошо снимают боли и воспаления у онкобольных. Например, после использования лучей для лечения одного пациента с раком полости рта и еще одного с раком желудка, французский врач Виктор Депейн заключил: «Лучи Рентгена оказывают очевидное анестетическое действие и обеспечивают общее улучшение состояния больного». Фрэнсис Уильямс также сообщил, что рентгеновские лучи смогли ослабить боль у одной из его пациенток, страдавшей раком груди, и что боль вернулась, когда ему пришлось приостановить лечение на 12 дней в связи с выходом из строя рентгеновского оборудования.

Депейн также сообщил, что на разрастание собственно раковых клеток лучи «действуют незначительно». Более обнадеживающие сведения появились в 1913 г., после того как технология изготовления рентгеновского оборудования сделала огромный скачок и появилась трубка Кулиджа (о ней будет рассказано ниже). Исследователи с удивлением убедились, что более мощные лучи убивают больше опухолевых клеток, при этом нанося меньше вреда здоровым. Из этой находки родилась теория, обусловившая появление современной лучевой терапии: поскольку опухолевые клетки растут быстрее, чем нормальные, они более уязвимы к воздействию рентгеновских лучей и менее способны к регенерации.

Но, разумеется, лечением серьезных заболеваний дело не ограничилось. В июле 1896 г. British Journal of Photography сообщал о том, как гражданин Франции М. Годуан, узнав, что рентгеновское облучение вызывает у людей выпадение волос, сделал попытку открыть депиляционный бизнес. Годуан надеялся помочь «значительному числу своих соотечественниц, наделенных мягкими шелковистыми усиками — чертой внешности, которую в равной мере находят досадной и девушки брачного возраста, и замужние дамы». Но хотя поначалу бизнес быстро пошел в гору и от клиенток не было отбоя, вскоре выяснилось, что лечение не работает. Незадачливый предприниматель был вынужден «умиротворить разъяренных красавиц», сполна вернув им все деньги, а затем «поспешно закрыл свое предприятие».

Веха № 5

Темная сторона открытия: смертельная опасность лучей

Летним днем 1896 г. Уильям Леви, заинтригованный рассказами о новом чуде современности, решил, что пришло время разобраться с засевшей в его мозге надоедливой пулей. Десять лет назад, когда в него выстрелил убегающий грабитель банка, пуля попала в голову, выше левого уха. Леви выжил и теперь пришел к профессору из Университета Миннесоты, чтобы выяснить, можно ли с помощью рентгеновских лучей определить местонахождение пули и затем удалить ее. Леви предупредили, что поиски пули займут много времени и длительное рентгеновское облучение может вызывать у него облысение. 8 июля состоялся марафонский 14-часовой сеанс, в ходе которого голову Леви просвечивали рентгеновскими лучами с разных сторон, в том числе изнутри рта. Это не причиняло ему никаких неудобств, но через несколько дней его кожа сильно покраснела и покрылась пузырями, губы распухли, потрескались и начали кровоточить, рот был так сильно обожжен, что он мог принимать внутрь только жидкость, а правое ухо отекло и стало вдвое больше обыкновенного. Ах да, волосы на правой стороне головы тоже выпали. Хорошая новость: два снимка все-таки позволили определить местоположение пули. Через четыре месяца Леви оправился настолько, что попросил профессора снова сделать для него снимки, чтобы доктора могли определить, смогут ли вынуть пулю.

В 1896 г. отчеты о побочных эффектах, подобных тем, что испытал на себе Леви, постепенно подвели ученых к мысли, что невидимые лучи Рентгена не просто проходят сквозь тело, не причиняя никакого вреда. Некоторые, усомнившись в том, что виноваты именно лучи, предположили, будто ожоги и выпадение волос вызывают электрические разряды, необходимые для создания лучей. Была выдвинута гипотеза, что ожогов можно избежать, если лучи будут производиться статически-механическим путем. Однако прошло совсем немного времени, и ученые, разглядывая свои покрасневшие отекшие пальцы, были вынуждены согласиться: лучи, созданные таким способом, не менее опасны. Итак, в течение года с момента открытия стало ясно, что лучи могут наносить тканям кратковременный ущерб. Но никто пока не предполагал, что они могут причинять и долговременный ущерб.

Сегодня разрушительные результаты воздействия прямого рентгеновского излучения не кажутся нам удивительными, особенно учитывая, что в первые годы после открытия лучей рентгеновские сеансы нередко длились по часу и больше. И, разумеется, пациенты были не единственной группой риска. Одна из трагедий раннего этапа истории рентгенологии заключалась в том, что сами врачи и ученые, изо дня в день контактировавшие с излучением, страдали первыми и сильнее остальных. Показательный случай произошел с Кларенсом Дэлли, ассистентом Томаса Эдисона, который помогал ему в первых опытах с рентгеновскими лучами (он держал опытные образцы под облучением без всякой защиты). Дэлли получил сильнейшие ожоги лица и рук, а в 1904 г. умер. Перед этим ему ампутировали обе руки в попытке остановить распространение рака. Это трагическое событие привлекло внимание публики к опасности рентгеновских лучей. Оно же заставило Эдисона отказаться от дальнейших исследований в этой области, несмотря на его передовую работу в разработке рентгеноскопа и другие достижения.

Любопытно, что некоторые из первых исследователей, благодаря интуиции или удаче, все же смогли избежать печальной участи. Например, сам Рентген всегда проводил эксперименты в большом цинковом ящике, который обеспечивал необходимую защиту. Фрэнсис Уильямс также с самого начала использовал защиту, что позже объяснял так: «Я предположил, что лучи, обладающие такой проницающей мощью, наверняка оказывают какое-то воздействие на вещество, сквозь которое проходят, поэтому счел нужным защитить себя».

К несчастью, годы незащищенного контакта с рентгеновскими лучами в итоге погубили первых исследователей. В 1921 г., после смерти двух знаменитых рентгенологов Европы, в New York Times появилась статья, посвященная опасности прямого рентгеновского облучения, со списком всех рентгенологов и техников, погибших и пострадавших в 1915–1920 гг. Многие из них, как и Дэлли, перенесли множество операций и ампутаций в тщетных попытках остановить распространение рака. Некоторые перед лицом неизбежного вели себя героически. Пострадавший от ожогов лица и перенесший ампутацию пальцев доктор Максим Менар, глава «электротерапевтического» отделения одной из больниц Парижа, по слухам, сказал: «Если икс-лучи прикончат меня, по крайней мере я буду знать, что с их помощью я спас других людей».

В итоге переосмысление природы рентгеновских лучей и их воздействия на живой организм помогло людям более трезво оценить степень риска. Как нам известно, рентгеновские лучи — разновидность световых волн (электромагнитного излучения). Они обладают запасом энергии, достаточным для отделения электронов от атомов и тем самым изменения клеточных функций на атомарном уровне. Таким образом, проходя сквозь тело, лучи могут воздействовать на клетки одним из двух основных способов: уничтожить либо повредить их структуры. Уничтожение клеток вызывает кратковременный неблагоприятный эффект: ожоги и выпадение волос. Но если рентгеновский луч «всего лишь» повредит ДНК, не уничтожив при этом саму клетку, та будет продолжать делиться и передаст мутировавшую ДНК дочерним клеткам. Годы или десятилетия спустя эти мутации могут привести к развитию опухоли.

К счастью, к 1910 г. скрытая опасность рентгеновских лучей была широко признана, и врачи и ученые начали активнее пользоваться защитными очками и фартуками. Оставив позади этот мрачный этап, рентгеновские лучи смогли устремиться к более ясному и безопасному будущему.

Веха № 6

Прыжок в современность: горячая трубка Кулиджа

Вскоре после того, как Рентген объявил о своем открытии, ученые, последовавшие по его стопам, начали обдумывать способы технического усовершенствования рентгеновского оборудования, чтобы получать более четкие снимки, уменьшить длительность облучения и сделать так, чтобы лучи глубже проникали в тело. Сделать снимок кисти было легко: рука сравнительно плоская, тонкая, и ее легко держать неподвижно длительное время. Однако запечатлеть органы, расположенные глубоко внутри, в грудной или брюшной полостях, намного сложнее. Технические усовершенствования позволили рентгенологам первого десятилетия получить снимки внутренних органов, но главными сдерживающими факторами оставались качество изображения и длительность облучения. А они зависели в основном от технических характеристик самой рентгеновской трубки.

Основной проблемой ранних трубок, вроде трубки Крукса, оказалось то, что они не были вакуумными. В них уже содержалось какое-то количество молекул газа. В этом были свои плюсы и минусы. С одной стороны, молекулы газа были необходимы для создания лучей, учитывая, что их столкновение с катодом создавало катодные лучи, которые, в свою очередь, сталкиваясь с анодом, создавали лучи рентгеновские. С другой стороны, остаточные молекулы газа обусловливали проблему: при многократном использовании они меняли состав самой стеклянной трубки и нарушали ее способность генерировать лучи. Чем больше лучей вырабатывала трубка, тем меньше становилась их интенсивность, что приводило к более низкому качеству изображения. В результате трубки со временем становились непредсказуемыми. Однажды Вильгельм Рентген даже отметил в письме: «Я не хочу связываться ни с чем, имеющим отношение к свойствам трубки, потому что эти предметы еще более капризны и непредсказуемы, чем женщины».

Для компенсации технических недостатков первых рентгеновских трубок было предложено немало остроумных изобретений, однако переломный момент — который некоторые специалисты называют «единственным важным событием в истории рентгенологии» — наступил лишь 20 лет спустя. В 1913 г. Уильям Кулидж, работавший в исследовательской лаборатории компании General Electric, разработал первую так называемую горячую рентгеновскую трубку, которую позже назвали трубкой Кулиджа. Опираясь на свои предыдущие исследования, Кулидж догадался, что можно сделать катод из вольфрама, имеющего самую высокую температуру плавления из всех металлов. При нагревании вольфрамового катода путем пропускания через него электрического тока низкого напряжения вокруг катода образовывались свободные электроны, которые при включении тока высокого напряжения с большой скоростью устремлялись к аноду в виде катодных лучей. Чем сильнее был нагрет катод, тем больше лучей можно было получить. Таким образом, создание катодных лучей с помощью тепла, а не столкновения молекул газа позволяло работать в идеальном вакууме.

Благодаря этому и другим изменениям в дизайне трубка Кулиджа не только оказалась более стабильной (и производила последовательные и однородные лучевые волны), но и позволяла контролировать интенсивность луча и глубину его проникновения. Интенсивность лучей контролировали, меняя температуру катода, а глубину проникновения — меняя силу напряжения в трубке. Наконец, работающая в вакууме трубка Кулиджа была менее капризной и могла функционировать почти бессрочно, если только не разбивалась и не получала других серьезных повреждений.

К середине 1920-х трубка Кулиджа в целом вытеснила старую трубку, наполненную газом. Кроме того, позже Кулидж разработал усовершенствования, позволяющие задействовать более высокое напряжение и получать более высокую частоту рентгеновских лучей. Это привело к развитию так называемой глубокой терапии, в ходе которой лучами лечили глубоко расположенные ткани, не нанося при этом вреда внешним кожным покровам. Благодаря разработкам Кулиджа использование рентгеновских лучей в диагностической и терапевтической медицине широко распространилось во всем мире с 1920-х. Принцип работы горячей трубки Кулиджа по-прежнему лежит в основе современных рентгеновских аппаратов.

Веха № 7

Открыта последняя тайна: истинная природа лучей

Если бы вы были ученым или обывателем в 1896 г. и заинтересовались недавно открытыми рентгеновскими лучами, вас наверняка в равной степени заинтриговали и позабавили бы некоторые теории, касающиеся их природы. Например, физик Альберт Майкельсон сделал любопытное предположение, назвав рентгеновские лучи «электромагнитными вихрями, проходящими сквозь эфир». Томас Эдисон предложил версию, которая в итоге также была отброшена как «вздорная»: рентгеновские лучи — это «высокочастотные звуковые волны». Другие теории утверждали, что рентгеновские лучи — это катодные лучи (несмотря на то, что факты этому явно противоречили).

Интересно, что ближе всех к разгадке подошел сам Вильгельм Рентген в своей первой работе 1895 г., когда заметил, что лучи идентичны свету, хотя бы потому, что способны создавать изображение на фотопленке. Кроме того, он заметил, чем рентгеновские лучи отличаются от света: их нельзя разложить с помощью призмы или отклонить магнитом либо другими инструментами. На фоне этих и других противоречивых наблюдений вопрос об истинной природе рентгеновских лучей влился в русло более широких дебатов, развернувшихся в то время между физиками, которые пытались определить, состоит свет из частиц или из волн. Вскоре новые данные продемонстрировали, что рентгеновские лучи действительно представляют собой некую разновидность света — точнее, электромагнитного излучения, проходящего через пространство в виде волн. Поначалу Рентген и другие ученые сомневались в этом, поскольку длина волны рентгеновского луча невероятно мала: примерно в 1000 раз меньше, чем у видимого света.

Окончательное доказательство было получено 23 апреля 1912 г. Физик Макс фон Лауэ обдумывал, как доказать, что рентгеновские лучи действительно являются электромагнитными волнами и одновременно — хотя эта проблема вроде бы была совершенно не связана с первой — что кристаллы обладают упорядоченной атомной структурой (кристаллической решеткой). Блестящее озарение позволило фон Лауэ совместно с Вальтером Фридрихом и Паулем Книппингом ответить на оба вопроса в ходе одного эксперимента. Он пропустил рентгеновский луч через кристалл сульфата меди, предположив, что, если атомы действительно располагаются в виде решетки — и лучи действительно состоят из волн, — пространство между атомами окажется достаточно мало, чтобы рассеять и отклонить коротковолновые лучи. Эксперимент фон Лауэ подтвердил оба предположения. Увидев отчетливый «интерференционный» рисунок, который оставил луч, пройдя сквозь кристалл и засветив фотографическую пластину, фон Лауэ сделал выводы: во-первых, атомы в кристалле упорядочены в виде решетки; во-вторых, рентгеновские лучи распространяются в виде волн, а следовательно, являются одной из форм света. За это историческое открытие фон Лауэ в 1914 г. получил Нобелевскую премию по физике.

XX век и далее: новые вехи развития

Мы рассказали о самых важных этапах в истории открытия и применения рентгеновских лучей в медицине, но на этом история не заканчивается. В последние годы в этой области было сделано много новых шагов. Некоторые из них, например разработка контрастных агентов, универсальны и применяются во всех областях диагностической рентгенологии. Другие относятся к конкретным областям, но существенно влияют на медицинскую практику и состояние пациентов в целом. Один из примеров — маммография, использование рентгеновских лучей для выявления и диагностики новообразований молочных желез. Впервые рентгеновские лучи применил для исследования этой болезни немецкий хирург Альберт Саломон в 1913 г., но методы того времени были весьма приблизительными и ненадежными. В 1930 г. рентгенолог Стаффорд Уоррен одним из первых смог собрать достоверные данные о клиническом использовании рентгеновских лучей в диагностике и лечении грудных болезней. Но только в 1962 г. рентгенолог из Техасского университета Роберт Иган опубликовал эпохальное исследование, в котором описал методы маммографии, позволяющие достичь 92–97 % точности при выявлении рака груди. Полученные им результаты подтвердили значение маммографии в медицине и привели к ее широкому использованию в диагностике. К 2005 г. в США с маммографией были связаны 18,3 млн обращений к врачам — около 30 % от общего числа рентгеновских исследований.

Но, пожалуй, одним из самых изумительных недавних достижений стало появление новых способов применения рентгеновских лучей для более глубокого понимания внутреннего строения тела. До 1970-х у рентгеновских снимков был один серьезный недостаток: они были плоскими и двумерными. Поскольку они не имели глубины, изображения одних внутренних органов часто перекрывали другие, находящиеся поблизости органы и ткани, которые отбрасывали тени и снижали контрастность. Поэтому врачи, пытаясь получить более четкую картину, часто заказывали сразу два рентгеновских снимка: в прямой и боковой проекциях. В 1971 г. британский инженер Годфри Хаунсфилд положил конец этим затруднениям, разработав компьютерную томографию (КТ): метод создания послойных снимков, или «срезов» исследуемой части тела с помощью рентгеновских лучей. (Греческое слово tomos означает «срез» или «слой».) Раньше на пациента направляли пучок лучей и получали одно изображение. С появлением КТ стало возможно пропускать лучи сквозь пациента много раз, под разными углами. Потом лучи собирались детекторами, которые преобразовывали их в электрические сигналы. Сигналы передавались в компьютер, создававший на основе полученных данных подробные послойные «срезы», из которых затем можно было собрать трехмерное изображение. Во время построения изображения органы не перекрывают друг друга. Кроме того, КТ-детекторы обладают большей чувствительностью, чем пленка, поэтому КТ может дать гораздо более подробные сведения об изменении плотности тканей, чем обычные рентгеновские лучи.

Развитию КТ помогли два ключевых достижения 1960-х и 1970-х. Одним из них было изобретение мощных мини-компьютеров, которые позволяли обрабатывать огромное количество данных, собранных рентгеновскими детекторами, и создавать на их основе достоверное изображение. Вторым была работа Аллана Кормака, который создал математическую модель, позволяющую измерять плотность тканей тела и использовать эту информацию для создания послойных рентгеновских изображений. За свою работу в развитии КТ Хаунсфилд и Кормак были в 1979 г. награждены Нобелевской премией по физиологии и медицине.

С самого начала своего использования КТ позволяла получить четкое изображение серого и белого вещества головного мозга и тем самым оказала огромное влияние на диагностику неврологических заболеваний. С тех пор было предложено множество усовершенствований, которые привели к повышению скорости сканирования, получению более тонких срезов и возможности сканировать более крупные части тела. Сегодня компьютерные томографы могут создавать уникальные 3D-изображения практически любой части тела. Например, недавно эту технологию начали применять в виртуальной колоноскопии (КТ воспроизводит изображение внутренней поверхности толстой кишки). Это менее инвазивный метод, чем традиционное введение длинной гибкой оптической трубки в толстую кишку. Поэтому виртуальная колоноскопия становится важным инструментом предупреждения рака толстой кишки.

Много способов — всегда надежный результат

Рентгеновские лучи не только сыграли заметную роль в медицине, но и оставили след во многих других областях науки и общественной жизни. Уже через несколько лет после открытия их начали использовать в промышленности, в том числе для обнаружения брака деталей на сталелитейных и оборонных заводах, определения целостности изоляции подводных телеграфных кабелей, проверки летательных аппаратов на предмет поломок и даже для того, чтобы определить, есть ли в живой устрице жемчуг. Кроме того, рентгеновские лучи оказались весьма полезными в биологии (открытие структуры белка и ДНК), искусстве (с их помощью определяют живописные подделки), археологии (помогают определить местоположение артефактов и человеческих останков в местах раскопок) и в сфере безопасности (осмотр багажа, посылок и писем).

Но самый серьезный вклад в спасение и улучшение человеческих жизней рентгеновские лучи сделали все же в области медицины. По данным Центра контроля и предотвращения заболеваний, рентгенологическое исследование — один из самых популярных методов диагностики. Например, в 2005 г. было проведено 56,1 млн медицинских рентгеновских сеансов — в 2 раза больше, чем сеансов ультразвука, магнитно-резонансной томографии (МРТ) или позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). По части популярности среди врачей и пациентов рентген-диагностика уступает только трем основным анализам крови (клиническому, на уровень холестерина, уровень глюкозы) и общему анализу мочи.

Конечно, рентгеновские лучи не всемогущи, и это нужно учесть. Сегодня рентген-диагностику часто заменяют другими методами визуализации, например МРТ, ультразвуком или ПЭТ, которые позволяют получить дополнительные анатомические и физиологические данные. Кроме того, кумулятивное свойство воздействия рентгеновских лучей по-прежнему вызывает озабоченность и играет свою роль в оценке эффективности новых методов. К ним относится, например, КТ-ангиография, многообещающий новый способ неинвазивного исследования коронарных артерий и оценки степени риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Однако доза облучения пациента при КТ-ангиографии эквивалентна дозе нескольких сотен стандартных рентгенографий, что создает небольшую, но вполне реальную угрозу повреждения клеток. Таким образом, как и со всеми развивающимися технологиями, даже самые захватывающие достижения необходимо постоянно оценивать на предмет баланса безусловной пользы и возможного риска для пациента.

Будет досадно, если мы когда-нибудь утратим чувство восторженного благоговения, которое охватило мир после открытия рентгеновских лучей, когда эти маленькие невидимые волны света впервые открыли человеку невообразимые новые тайны, скрывающиеся внутри его тела. Но при этом мы не должны забывать и о том, что иногда в картинах, которые показывает рентгенограмма — будь то пули, кости, иглы или рак, — нет ничего тайного и загадочного.

Ничего загадочного не было в случае, который произошел в 2004 г. с одним рабочим на стройке. Гвоздезабивной пистолет внезапно выстрелил в него шестью восьмисантиметровыми гвоздями, которые попали в лицо, череп и позвоночник. Находящегося на грани жизни и смерти мужчину срочно транспортировали в больницу в Лос-Анджелесе. Ничего тайного не было в истории пожилой немецкой женщины, которая когда-то в далеком детстве упала, держа в руке карандаш. Карандаш проткнул ей щеку и вонзился в голову, после чего она всю жизнь страдала от головных болей, носовых кровотечений и потери обоняния. Но в обоих случаях рентгеновские лучи помогли докторам определить местонахождение инородных тел и успешно их удалить.

Рентгеновские лучи стали надежным помощником врачей уже через два дня после своего открытия, когда помогли найти и удалить иголку из руки пациентки. Прошло больше века, но в диагностике и в лечении они по-прежнему дают руководство к действию и инструменты, которые нужны докторам для спасения или улучшения миллионов жизней.

ГЛАВА 6. Царапина, которая спасла миллионы жизней: изобретение вакцин

Клара и Эдгар: часть I

Ребенок с силой чихает — и, оседлав эту взрывную волну, со скоростью 160 км/ч в мир вылетают микроскопические враги. Они повисают в воздухе облаком, в котором насчитывается до 40 тыс. мельчайших капель. Цепляясь за капли, каждая из которых для них целый океан, вирусы-невидимки несколько минут парят в воздухе, терпеливо ожидая, кто станет их следующей жертвой. Ждать приходится недолго. Клара наклоняется над своим умирающим четырехлетним ребенком, чтобы вытереть ему носик, и делает вдох. Неприятель высаживается у Клары в носу и горле и в течение нескольких часов занимает расположенные неподалеку лимфатические узлы. Врываясь в клетки, он порабощает их, заставляя вынашивать свое потомство. Всего через полдня в каждой клетке подрастает новое поколение захватчиков, которые присоединяются к стремительно расширяющейся армии, заражающей все больше и больше клеток. Через несколько дней неприятель вторгается в кровь Клары. Захватчики продвигаются все дальше, однако личная армия Клары, которая должна ее защищать, ничего не может им противопоставить. Неприятель тихо проскальзывает мимо дозорных, незамеченный и неузнанный…

Этот неприятель — вирус вариола, или вирус натуральной оспы, похожий на пушистый кирпичик, настолько маленький, что обычная бактерия возвышается над ним словно одноэтажный дом, а красное кровяное тельце по сравнению с ним кажется огромным, как футбольное поле. Как и другие вирусы, он генетически примитивен и принадлежит к странному и зловещему промежуточному миру: его нельзя назвать живым в полном смысле этого слова, но в то же время нельзя назвать и неживым. Десятки тысяч лет его предки обитали в Африке, заражая грызунов и довольствуясь этим. Но около 16 тыс. лет назад какой-то из 200 генов этого вируса мутировал и дал жизнь новой форме — вирусу, поражающему только человека. С тех пор новый штамм успел щедро отблагодарить своих новых носителей, погубив 30 % тех, в ком он поселялся.

Тысячелетиями вирус натуральной оспы путешествовал вместе со своими носителями, переселяясь из Африки в Азию, затем в Европу. Учитывая, что каждый больной мог заразить еще 5–6 человек, неудивительно, что вирус без труда перепрыгивал из одной культуры в другую, запуская волны эпидемий. Первое свидетельство его знакомства с человеком было найдено на теле египетской мумии, датированной от 1580 до 1350 гг. до н. э. Первая в истории эпидемия оспы разразилась через 200 лет, во время хеттско-египетской войны. В 1122 г. до н. э. подобная оспе болезнь вспыхнула в Китае…

Клара и Эдгар: часть II

Враг неустанно плодится в организме Клары, но только сейчас, две недели спустя, она начинает чувствовать первые симптомы заболевания. Все начинается с повышения температуры, озноба и слабости. Затем приходят жестокие головные боли, боль в спине, тошнота. К счастью, симптомы через несколько дней стихают — но именно тогда начинаются настоящие неприятности. Вирус разворачивает новую военную кампанию, его задача — захватить пронизывающие кожу мелкие кровеносные сосуды.

Печально известная оспенная сыпь — «пятнистое чудовище» — появляется сначала в виде маленьких красных пятнышек на языке и во рту. Вскоре ее следы появляются на лице Клары, а через 24 часа распространяются по всему телу. В течение недели сыпь завоевывает новые позиции: красные пятнышки превращаются в пузыри. Те наполняются густой молочной жидкостью, на каждом из них появляется небольшая впадина, затем они превращаются в округлые пустулы, отчего Клара чувствует себя так, будто ей под кожу загнали сотни бусин. Пустулы начинают лопаться, распространяя отвратительный запах: кошмарное зрелище, как будто само зло вскипает и выходит на поверхность. Наконец пустула подсыхает, образуя корку, и на ее месте формируется струп. Струпья опадают, и лицо больного остается иссеченным уродливыми бугристыми шрамами…

Но Клара пока жива. Примерно в трети случаев пациент умирает от осложнений, при которых иммунная система начинает уничтожать даже те ткани, которые должна была спасти. Вирус поражает и другие части тела, оставляя тех, кому удалось выжить, слепыми и с изуродованными конечностями. И каждый, кто близко подходил к больному, возможно, уже носит в себе следующее поколение вируса.

Одной из первых и самых опустошительных эпидемий оспы в истории была «Чума Антонина», которая началась в 165 г. н. э. и продлилась до 180 г. н. э. Она унесла 3–7 млн человек и, по мнению некоторых исследователей, стала одной из причин падения Римской империи. Время шло, вирус продолжал свое победное шествие по миру. Вместе с крестоносцами он прибыл на Восток, к началу XVI века успел уничтожить несколько цивилизаций и еще ряд поставил под угрозу уничтожения. Привезенная конкистадорами в Новый Свет оспа убила 3,5 млн индейцев-ацтеков и способствовала падению ацтекской империи и империи инков. В XVIII веке оспа в эндемической и эпидемической формах существовала в большинстве европейских городов, ежегодно унося жизни 400 тыс. человек, в числе которых были и пятеро правящих европейских монархов. На ее счету был каждый третий случай слепоты.

Эдгар и Клара: заключение

Похоронивший несколько дней назад ребенка Эдгар входит в комнату к своей умирающей жене Кларе. Смотреть на ее страдания невыносимо. Он вспоминает, как сам мучился в детстве от такой же болезни. В последний час перед смертью (которая наступит всего через две недели после того, как появились первые симптомы) история повторяется: Клара чихает, Эдгар делает вдох. Неприятель высаживается в носу и готовится завоевывать новые территории.

Но на этот раз вирусу не везет. В организме Эдгара его немедленно замечают клетки, которые помнят ту давнюю детскую встречу с болезнью. Клетки оживают, множатся и начинают создавать смертельное оружие — антитела. Особые белки, предназначенные для того, чтобы найти и атаковать одного известного врага, приступают к работе. Они блокируют вирус, не позволяя ему прикрепиться к клеткам. Они не пускают его внутрь клетки, не дают ему размножаться в клетках. А тех, кто выжил, они нейтрализуют и уничтожают. В следующие две недели у Эдгара не появляется ни единого симптома заболевания.

О том, что оспу можно победить, одним из первых задумался в 910 г. н. э. персидский врач Разес (Абу Бакр Мухаммад ибн Закария ар-Рази). Он считался величайшим врачом исламского мира. Он не только составил первый в истории медицинский отчет об оспе, но и подметил любопытный (и очень важный) момент: тех людей, которым удавалось пережить оспу, в дальнейшем словно что-то защищало от повторных атак болезни.

Немного раньше в Китае начали появляться сочинения, дающие второй ключ к разгадке: человек мог защитить себя от заболевания, взяв струп с тела больного, растерев его в порошок и проглотив либо втерев ногтями в кожу. Но хотя эта неаппетитная процедура (она называется вариоляция) в принципе работала и была довольно хорошо известна в Азии и в Индии, широкого распространения она не получила, поскольку имела один существенный побочный эффект: таким путем вполне можно было в самом деле заразиться оспой и умереть.

Смертельная болезнь продолжала шествовать сквозь столетия, распространяясь по земному шару и периодически взрываясь опустошительными эпидемиями. На протяжении 16 тыс. лет трагические истории, подобные истории Клары и Эдгара, бесконечно повторялись во всех уголках мира, а вирус натуральной оспы продолжал свой триумфальный марш смерти на плечах человеческой цивилизации. Пока наконец в конце XVIII века сельский врач из Глостершира не поставил любопытный эксперимент, которому суждено было изменить мир…

14 мая 1796 г.: исторический поворот событий

Джеймса Фиппса, здорового восьмилетнего мальчика, приводят в комнату. Сидящий в комнате доктор вдруг хватает его за руку и делает на коже два неглубоких надреза. Облако мельчайших частиц, полученных из нарыва на руке больной молочницы, зараженной коровьей оспой, немедленно наполняет неглубокую ранку.

Высадившись у основания эпидермиса Джеймса, крошечный неприятель — вирус коровьей оспы — входит в расположенные поблизости клетки и начинает размножаться. Однако, несмотря на дальнее родство с натуральной оспой, он не представляет большой опасности для человека. В течение нескольких дней специальные клетки в организме Джеймса начинают вырабатывать антитела, которые замечают и уничтожают захватчика. Вирус коровьей оспы побежден, Джеймс быстро избавляется от слабо выраженных симптомов болезни. И, как выяснится позже, он теперь не только защищен от коровьей оспы. Из-за сходства вируса с его смертоносным родичем он также получил защиту и от оспы натуральной.

Пройдет еще добрых 100 лет, прежде чем ученые начнут хотя бы приблизительно догадываться, почему этот метод работает. Но когда Эдвард Дженнер в мае 1796 г. ввел Джеймсу Фиппсу вирус коровьей оспы, взятый из ранки на руке молочницы, он подытожил все подсказки, накопившиеся за предшествующее тысячелетие. Сделав это, он заложил научное основание одного из величайших прорывов в истории медицины — вакцинации.

Секрет вакцины: научить организм сопротивляться болезни

К счастью для человечества, первая вакцина оказалась вполне эффективной против болезни, которую считали худшей в мире. Сегодня немногие помнят о том, какую угрозу оспа представляла для цивилизации, но еще в 1950-х, через 150 лет после открытия действенной вакцины, оспа продолжала ежегодно поражать до 50 млн человек, из которых погибали 2 млн. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ни одной болезни в прошлом и настоящем еще не удалось превзойти тот ущерб, который нанесла населению мира оспа.

Со времени первого прорыва, совершенного Дженнером 200 лет назад, вакцинация прошла долгий и примечательный путь, отражающий всю сложность разнообразных болезней и хитросплетений человеческого организма. Сегодня вакцинация остается одним из самых любопытных медицинских способов борьбы с заболеваниями по двум причинам. Первая: в отличие от лекарств, вакцина не вступает в открытое противостояние с болезнью, скорее учит организм бороться, создавая собственное оружие — антитела. Вторая: забавно, но вакцину создают из той болезни, против которой она должна сражаться: как правило, из мертвых или ослабленных вирусов и микробов с нужными свойствами.

К осмыслению и созданию вакцин человечество поначалу шло медленно, но вскоре ряд головокружительных шагов сделал возможным появление целого арсенала вакцин. Сегодня они позволяют нам контролировать десять самых опасных заболеваний: натуральную оспу, дифтерию, столбняк, желтую лихорадку, коклюш, гемофильную инфекцию, полиомиелит, корь, эпидемический паротит и краснуху (она же германская корь).

Но хотя Эдвард Дженнер, сыгравший важную роль в открытии вакцин, пользуется заслуженным признанием, обычно забывают, что первый реальный шаг в истории вакцинации произошел за несколько десятилетий до ее открытия. Это случилось в южной Англии, когда фермер по имени Бенджамин Джести решился на огромный риск, чтобы спасти свою семью от эпидемии оспы. Джести привел жену и двоих детей на пастбище, расположенное в 4 километрах от дома, близ лесистых склонов Мелбери Бабб и реки Уиггл. И там, на пастбище фермера Элфорда, он подозвал семью к себе поближе, встал на колени рядом с больной коровой и вынул из кармана острую штопальную иглу…

Веха № 1

Что знают молочницы: рискованный эксперимент на пастбище

Отчасти даже удивительно, почему никто не подумал об этом раньше. С одной стороны, уже к середине XVIII века крестьяне знали, что молочницы, которые часто заражались сравнительно легкой коровьей оспой, никогда не болели смертельно опасной натуральной. С коровьей оспой сталкивались многие фермеры: эта болезнь то и дело беспорядочно вспыхивала в их хозяйствах, вызывая у коров язвы на вымени и снижение удоев. Фермерам это не нравилось, как и то обстоятельство, что, если одна из молочниц подхватывала болезнь, например через незаживший порез, у нее также появлялись язвы на коже, высокая температура, головная боль и другие симптомы, которые заставляли ее на несколько дней прекратить работу. К счастью, молочницы быстро выздоравливали и после этого становились невосприимчивы не только к коровьей оспе, но и, согласно поверью, к натуральной.

Вариоляция — рискованная практика введения людям небольшого количества живой оспы для защиты их от болезни — появилась в Англии еще в 1721 г., и к середине XVIII века о ней хорошо знали практикующие врачи. Однако в деле оставался существенный пробел: немногие смогли увидеть связь между тем, что было известно молочницам о коровьей оспе, и тем, что доктора знали о вариоляции натуральной оспы… пока Бенджамин Джести не повел свою семью на прогулку на ближайшее пастбище.

Бенджамин Джести был преуспевающим фермером и, несмотря на отсутствие медицинского образования, имел репутацию человека разумного и склонного к нововведениям. Поэтому в 1774 г., когда в одном из селений графства Дорсет, где жил Джести, вспыхнула эпидемия натуральной оспы, страх за здоровье семьи заставил его задуматься. Не все верили — не все даже слышали, — что коровья оспа может защитить человека от натуральной оспы, но Джести был знаком с этими слухами. Более того, две служанки когда-то рассказывали ему, что переболели коровьей оспой, а затем благополучно пережили эпидемию натуральной оспы, хотя выхаживали двух мальчиков на самой заразной стадии болезни. Джести отложил их слова в памяти на ту же полку, где лежали знания о вариоляции, о которой ему, вероятно, рассказывали местные доктора.

Итак, весной 1774 г., сопоставив эти два факта, тридцатисемилетний Джести совершил акт веры, который до него не совершал никто. Локальная эпидемия оспы набирала размах, и он повел семью за собой, за 4 километра от дома, через лоскутное одеяло живых изгородей, по лесистым склонам Мелбери Бабб, и наконец вышел на пастбище фермера Элфорда. Там он нашел корову с пораженным оспой выменем, вынул из кармана штопальную иглу своей жены, окунул острие в открытую язву на коровьем вымени и сделал то, что большинство людей того времени сочли бы крайне опрометчивым поступком или даже грехом. Он ввел всей своей семье зараженную коровьей оспой живую материю. Он уколол чуть ниже локтя свою жену Элизабет (осторожно, чтобы не задеть рукав платья), затем уколол выше локтя обоих сыновей, трехлетнего Роберта и двухлетнего Бенджамина. Себе Джести не стал делать инъекцию, поскольку переболел коровьей оспой в юности.

Эксперимент едва не закончился катастрофой. Через несколько дней у Элизабет воспалилась рука и начался сильный жар. Она вполне могла бы умереть, если бы не получила помощь врача. Но, к счастью, она все же оправилась, и в целом опыт оказался успешным. Жена и двое сыновей Джести не боялись оспы до конца своих дней, хотя несколько раз оказывались в эпицентре болезни. Более того, иммунитет обоих его сыновей подтвердился, когда позже им обоим сделали вариоляцию, не вызвавшую никакой реакции (это говорит о том, что человек имеет иммунитет к оспе).

К несчастью, когда новость об эксперименте Джести выплыла наружу, в деревне поднялся «немалый шум». Главным образом возмущались богобоязненные соседи, которые считали, что смешивать естество человека и животного есть скверна и кощунство перед лицом Господа. Новости быстро распространились по окрестностям, и стоило Джести появиться на одном из местных рынков, как его начинали осыпать насмешками и оскорблениями, даже бросали в него грязью и камнями.

Увы, хотя Джести рискнул не напрасно, он больше никогда не повторял этот опыт, и нет никаких свидетельств того, что Эдвард Дженнер что-нибудь знал о его эксперименте. В конечном итоге Джести все же получил заслуженное признание как первооткрыватель вакцинации, хотя именно Дженнер вывел это открытие на новый уровень и потряс этим весь мир.

Веха № 2

От поверий к современной медицине: Дженнер открывает науку о вакцинации

Что может подвигнуть человека на совершение одного из 10 величайших открытий в истории медицины? В случае Эдварда Дженнера это было не просто желание победить самую опасную болезнь человечества. Скорее это было стремление избавить других от того, что едва не убило его самого, когда ему было 8 лет: необдуманных, можно даже сказать бредовых попыток предотвратить болезнь.

В 1757 г., когда Дженнеру сделали вариоляцию, эта процедура практиковалась в Англии уже 35 лет и ее считали относительно безопасной и эффективной. Разумеется, у нее были свои минусы: в среднем один человек из 50 мог заразиться после нее натуральной оспой и умереть. Однако это было все же предпочтительнее, чем один шанс из трех, который выпадал тому, кто «получал» оспу естественным путем. В попытках усовершенствовать процесс врачи начали изобретать «подготовительные процедуры», в ходе которых пациентов перед вариоляцией по несколько недель подвергали промыванию желудка, клизмированию, кровопусканию и ограничивали в пище. Эти испытания были настолько суровыми, что иногда пациент погибал еще на этапе подготовительных процедур. Едва избежав такой же участи в детстве, Дженнер позже вспоминал об этих полутора месяцах так: «Мне пускали кровь, пока ее не стало совсем мало, очищали кишечник, пока я не стал похож на скелет, и позволяли съесть лишь немного овощей».

Но страдания Дженнера обернулись пользой для всего человечества. Благодаря своему пугающему опыту он на всю оставшуюся жизнь получил отвращение к вариоляции и загорелся желанием найти другой способ предотвратить оспу. Как и Бенджамин Джести, Дженнер складывал части головоломки постепенно, в течение многих лет. Он родился в Глостершире в 1749 г. и наткнулся на один из ключей к разгадке, когда ему было всего 13 лет. В то время он работал помощником у местного хирурга и был заинтригован, услышав однажды, как одна молочница хвастается: «Уж я-то никогда не стану рябой уродиной». Она говорила о шрамах на лице, которые часто остаются у людей, выживших после болезни. В чем была причина ее уверенности? «У меня никогда не будет оспы, — объяснила она, — потому что я уже переболела коровьей оспой».

Это поверье запомнилось Дженнеру, и с тех пор он задался целью найти связь между коровьей и натуральной оспой. К несчастью, его коллеги не разделяли этот интерес. В самом начале карьеры Дженнер не раз поднимал эту тему во время неформальных собраний с приятелями-медиками, но, по словам его друга и биографа доктора Джона Бэрона, «им это так не нравилось, что однажды они даже пригрозили выгнать его, если он и дальше будет приставать к ним с этими бессмысленными разговорами».

В 1772 г., завершив обучение, двадцатитрехлетний Дженнер открыл медицинскую практику в Беркли, Глостершир. Примерно в 1780 г., все еще заинтригованный связью между коровьей и натуральной оспой, он начал собирать сведения о людях, которые переболели коровьей оспой и оказались затем невосприимчивы к натуральной (о чем говорило отсутствие у них реакции на вариоляцию). Дженнер зарисовал язвы, вызванные коровьей оспой, на руках молочниц и привез рисунки в Лондон, чтобы показать нескольким докторам и обсудить, как коровья оспа может защитить человека от натуральной. Однако большинство докторов отнеслись к этой идее без интереса. Точно так же, когда Дженнер обратился к коллегам-медикам с просьбой помочь ему в исследовании, они отказались, утверждая, что идея смехотворна и все это не более чем деревенские россказни.

Но Дженнер не сдавался и продолжал исследования, пока наконец не подошел вплотную к своему эпохальному открытию. 14 мая 1796 г., взяв дело в свои руки, он сделал первую в мире прививку от оспы восьмилетнему Джеймсу Фиппсу, сыну одного из своих работников. Дженнер ввел мальчику зараженное коровьей оспой «отделяемое», взятое с руки молочницы по имени Сара Нелмс, которая подхватила инфекцию от коровы по кличке Цветик. Как и в случае Бенджамина Джести, который сделал то же самое 22 года назад, эксперимент оказался успешным: повторная вариоляция Фиппса через несколько месяцев показала отсутствие реакции, свидетельствующее о том, что у него выработалась невосприимчивость к оспе. Надо сказать, защищенный от оспы Фиппс прожил после этого долгую жизнь и даже подвергался вариоляции еще 20 раз, чтобы доказать свою невосприимчивость к болезни.

Однако, несмотря на победу Дженнера, новость о его успехе вызвала не больше энтузиазма, чем новость о том, что сделал Джести 20 лет назад. В 1797 г. он подал в Королевское научное общество статью, где описывал свой эксперимент с Фиппсом и упоминал еще 13 случаев, когда люди вырабатывали невосприимчивость к натуральной оспе в результате иммунизации коровьей. Но материал быстро отклонили, сославшись на то, что он недостаточно обоснован. Более того, эксперимент Дженнера был признан «противоречащим современной науке» и «недостоверным», а самого его предупредили, что ему лучше «прекратить распространять эти дикие идеи, если он дорожит своей репутацией».

Дженнер ничего не мог сделать с «дикостью» и «недостоверностью» своей идеи, но мог собрать больше данных. К несчастью, ему пришлось ждать еще год до следующей вспышки коровьей оспы, но когда весной 1798 г. она наконец случилась, Дженнер ввел вирус еще двум детям. Затем он провел эту процедуру еще с несколькими детьми, взяв зараженный материал из язв первых двух детей (метод «рука к руке»). Когда вариоляция показала, что дети больше не подвержены заболеванию, Дженнер убедился, что был прав. Но на этот раз он не стал обращаться в Королевское научное общество, решив опубликовать свой труд собственными силами, и издал ставшую ныне классической шестидесятичетырехстраничную книжку «Размышления о причинах и последствиях Variolae Vaccinae, или коровьей оспы».

Первый прыжок: от публикации к общественному признанию

В своей работе Дженнер сделал множество важных утверждений. Вот некоторые из них: прививка коровьей оспой защищает от натуральной оспы; защиту можно передавать от человека к человеку методом «рука к руке»; в отличие от натуральной оспы, коровья не смертельна и вызывает локализованные неинфекционные очаги на коже. В этой работе Дженнер также впервые использовал термин vaccine (от лат. vacca, «корова»), от которого затем произошли «вакцина» и «вакцинация».

Но, даже получив новые доказательства, Дженнер снова столкнулся с недоверием и презрением коллег. Возражения сыпались со всех сторон. Одни врачи отказывались признавать коровью оспу легкой болезнью; другие утверждали, что пробовали повторить эксперимент Дженнера и у них ничего не вышло; третьи возражали против вакцинации из религиозных или нравственных соображений. Пожалуй, самое причудливое возражение выдвинули те, кто утверждал, будто после попыток вакцинации у пациентов стали проявляться «животные» признаки. Появилась даже карикатура, изображавшая привитых от оспы младенцев с коровьими рогами на головах.

Но постепенно к делу приступили более авторитетные врачи. Они опробовали предложенный Дженнером метод, и положительных отзывов стало больше. Судя по всему, вакцина действительно работала, хотя дебаты о ее эффективности и безопасности продолжались. Тем временем Дженнер тоже продолжал работу и опубликовал еще несколько статей, которые проясняли или уточняли его взгляды на основе новых данных. Хотя он не во всем был прав (например, ошибочно полагал, что вакцинация дает пожизненную защиту от заболевания), практика начала распространяться на удивление быстро. Через несколько лет прививки стали делать не только в Англии, но и по всей Европе, а скоро и в других странах мира. В Америке первую вакцинацию произвел 8 июля 1800 г. Бенджамин Уотерхаус, профессор Гарвардской медицинской школы. Он ввел вакцину своему пятилетнему сыну, еще двум детям и нескольким слугам. После этого он послал вакцину президенту Томасу Джефферсону для распространения в южных штатах, и тот вскоре организовал вакцинацию для своей семьи и множества соседей (всего около 200 человек).

В 1801 г. у Дженнера не осталось сомнений в успехе вакцинации. Он писал: «Множество людей приобщились к ее благам в Европе и в других частях света. Ее успех слишком очевиден, чтобы допустить хоть тень сомнения относительно конца этого предприятия, коим станет безусловное уничтожение оспы, этого ужасного бича человеческого рода».

Хотя во времена Дженнера никто даже отдаленно не понимал, как работает вакцина или что именно вызывает оспу, и хотя технически он не был первым человеком, который привил другого человека от оспы, сегодня историки отдают лавры этого открытия именно ему, поскольку он первым продемонстрировал эффективность вакцинации с научной точки зрения. Не менее важно и то, что именно он дал миру первый достаточно безопасный способ остановить самую беспощадную болезнь в истории человечества.

И все же, несмотря на успех Дженнера, вскоре стало ясно, что у его вакцины есть серьезные недостатки. Во-первых, приобретенный иммунитет не был пожизненным, и никто не мог понять почему. Некоторые ученые предполагали, что в процессе «передачи» методом «рука к руке» вакцина постепенно теряет силу. Иными словами, «агент», отвечающий за обеспечение иммунитета, как-то ослабевает, утрачивает свои свойства по мере того, как его передают от одного человека к другому.

Возник и ряд других назойливых вопросов. Например, почему этот подход — взять сравнительно безобидную болезнь и сделать из нее вакцину против гораздо более серьезного заболевания — нельзя использовать против всех болезней? Ответ, как мы сегодня знаем, состоит в том, что эффективность вакцины Дженнера — удачное стечение обстоятельств. У вируса натуральной оспы обнаружился безобидный близкий родственник — коровья оспа, но этот редчайший каприз природы не повторяется ни с одним другим человеческим заболеванием. Учитывая, что других способов создать вакцину тогда не существовало, история вакцинации могла оказаться очень и очень короткой.

Возможно, поэтому развитие вакцинации вскоре действительно зашло в тупик, где и оставалось следующие 80 лет. Пока наконец один ученый — уже сыгравший ключевую роль в открытии микробной теории — не сделал очередной гигантский шаг вперед, отправившись на долгие каникулы.

Веха № 3

Долгие каникулы и забытый эксперимент приводят к появлению новой концепции

К началу 1870-х Луи Пастер уже совершил львиную долю своих медицинских открытий. За прошедшие 30 лет он внес значительный вклад в открытие микробной теории своими работами в области ферментации, пастеризации, спасения шелкопрядильной промышленности и окончательного развенчания теории самопроизвольного зарождения жизни. Но в конце 1870-х Пастера ждало еще одно эпохальное открытие, поводом к которому послужил на этот раз довольно зловещий подарок: куриная голова.

Нет, это была не угроза и не жестокая шутка. Курица умерла от птичьей холеры — серьезного инфекционного заболевания, разгул которого уничтожал до 90 % куриного поголовья в стране. Ветеринар, приславший Пастеру куриную голову, полагал, что болезнь вызвана специфическим микробом. Вскоре ученый подтвердил его теорию: взяв образец с мертвой куриной головы, он вырастил в лаборатории аналогичную микробную культуру и ввел ее здоровым курицам. Те вскоре умерли от птичьей холеры. Это послужило еще одним подтверждением состоятельности микробной теории, но выращенная Пастером болезнетворная культура вскоре сыграла в истории намного более важную роль. В этом ей помогли рассеянность ученого и счастливая случайность.

Летом 1879 г. Пастер отправился в долгую поездку, совершенно забыв об оставленной в открытой пробирке в лаборатории культуре птичьей холеры. Вернувшись из поездки, он ввел эту культуру нескольким курицам и обнаружил, что вирус во многом утратил свои смертоносные свойства: птицы, которым ввели ослабленные, или аттенуированные, бактерии, заболели, но не умерли. Однако вслед за этим Пастера ждало еще более важное открытие. Он подождал, когда курицы оправятся от болезни, ввел им смертельные бактерии птичьей холеры и обнаружил, что теперь они совершенно невосприимчивы к заболеванию. Пастер немедленно осознал, что открыл новый способ изготовления вакцин: введение ослабленных бактерий наделяло организм способностью сражаться и с активными смертельными формами. Обсуждая это открытие в 1881 г. в своей статье, напечатанной в журнале The British Medical Journal, Пастер писал: «Мы затронули основной принцип вакцинации. Переболев вирусом в ослабленной форме… птицы затем не пострадали и после заражения вирулентным вирусом и оказались надежно защищены от птичьей холеры».

Вдохновившись этим открытием, Пастер начал исследовать возможности применения нового подхода в изготовлении вакцин от других болезней. Его следующий успех был связан с сибирской язвой. Это заболевание наносило серьезный урон сельскому хозяйству, унося жизни 10–20 % поголовья овец. Ранее Роберт Кох уже доказал, что сибирскую язву вызывают бактерии. Пастер хотел выяснить, можно ли ослабить их, сделать безвредными, но так, чтобы они сохранили способность стимулировать защитные силы организма, в который будут введены в виде вакцины. Он добился нужного результата, выращивая бактерии при повышенной температуре. Когда некоторые современники усомнились в его находках, Пастер решил доказать свою правоту, поставив весьма эффектный публичный эксперимент. 5 мая 1881 г. Пастер ввел 25 овцам свою вакцину — новый ослабленный вирус сибирской язвы. 17 мая он снова ввел им более вирулентный, но все еще ослабленный вирус. Наконец, 31 мая он ввел смертоносные бактерии сибирской язвы 25 привитым овцам и еще 25 непривитым. Через два дня толпа зрителей, среди которых были члены парламента, ученые и репортеры, собралась посмотреть, чем закончится эксперимент. Итог говорил сам за себя: из привитой группы умерла лишь одна беременная овца, из непривитой же 23 умерли и две были близки к смерти.

Но, возможно, самым знаменитым достижением Пастера в этой области стало открытие антирабической вакцины (против бешенства) — первой его вакцины, предназначенной для человека. В то время бешенство было страшной болезнью и неизменно заканчивалось смертью. Причиной заболевания обычно становился укус бешеной собаки, а методы лечения были один другого ужаснее: больному в рану предлагали ввести длинную раскаленную иглу или посыпать место укуса порохом и поджечь. Никто не знал, что именно вызывает бешенство: болезнетворный вирус был слишком мал для тогдашних микроскопов, и его нельзя было вырастить в виде отдельной культуры. Но Пастер все же был убежден, что болезнь возбуждает какой-то микроорганизм, поражающий центральную нервную систему. Чтобы создать вакцину, Пастер культивировал неизвестного возбудителя в мозге кролика, ослабил его, высушив фрагменты ткани, и использовал их для изготовления вакцины.