Пленники «железных легких». История победы над эпидемией полиомиелита, о которой слишком рано забыли

Автор

Человек, лежащий в металлическом футляре, похожем на бочку, снаружи только голова – такие жуткие фотографии с закованными в аппараты людьми изредка можно встретить в интернете. Сейчас таких людей (и аппаратов) всего несколько на всю планету, а когда-то это была практически обыденность – так называемые «железные легкие» спасали жизни тысяч людей, пострадавших из-за полиомиелита.

Об изобретении, спасшем многих, о чудовищной инфекции, эпидемия которой сделала инвалидами сотни тысяч человек, и о том, как мир сумел ее победить, рассказывает врач-хирург Светлана Левченко (Институт общей и неотложной хирургии им. В.Т. Зайцева НАМН Украины).

Эпидемии, наводившие ужас

В XX веке в мире свирепствовала пандемия, о которой сейчас почти не вспоминают – полиомиелит. Эта болезнь не может сравниться по смертоносности с бичами человечества: бубонной чумой, холерой, испанкой, тифом. Тем не менее, для людей тех лет полиомиелит был не менее страшен. Во время следовавших одна за другой эпидемий закрывались магазины и кинотеатры, полностью прекращались службы в церквях.

В 1916 году в Нью-Йорке, во время одной из крупных вспышек болезни, жители убили тысячи кошек и собак, посчитав, что они разносят опасную инфекцию. В пятидесятые годы улицы в США щедро поливали токсичным ДДТ, чтобы уничтожить обвиненных в разносе полиомиелита москитов (позднее и насекомые, и четвероногие друзья человека были полностью оправданы: стало известно, что полиомиелит передается только с зараженной водой и пищей, через грязные руки, реже – воздушно-капельным путем). Опасаясь заразиться, люди неделями не выходили из дома, наглухо закрывали окна и двери и даже боялись говорить по телефону: кто-то распространил слух, что вирус переносится по проводам.

Во время только одной, крупнейшей в истории, вспышки 1952 года только в США вирусом заразилось более 58 000 человек, из них более 21 000 выздоровели, но остались инвалидами на всю жизнь, 3145 человек умерли. И такие вспышки, пусть и меньшие по интенсивности, повторялись каждые несколько лет.

Лекарств от полиомиелита не существовало, но сильнее всего страшила неизвестность. Вирус полиомиелита, так же как и COVID-19 сейчас, был настоящей лотереей: никто не знал, как будет протекать болезнь. Кому-то везло и он обходился несколькими днями несильной головной боли. Кто-то на всю жизнь лишался возможности ходить и даже дышать самостоятельно: вирус поражал двигательные нейроны спинного мозга.

Чаще заболевали, оставались инвалидами и умирали дети в возрасте от 6 месяцев до 5 лет. Но и взрослые могли заболеть тяжело. Одна из самых известных жертв полиомиелита – президент США Франклин Делано Рузвельт, заболевший в 39 лет и с тех пор полностью парализованный ниже пояса, он до конца жизни был вынужден передвигаться при помощи коляски.

Несколько слов о полиомиелите

Полиомиелит (от др.-греч. πολιός – серый и µυελός – спинной мозг) – это острое высококонтагиозное инфекционное заболевание, возбудитель которого, полиовирус, поражает центральную нервную систему, в первую очередь спинной мозг. Второе название этого заболевания – детский спинномозговой паралич. Ученым известно три «диких» подтипа вируса полиомиелита – все они вызывают одно и то же заболевание, разница заключается в особенностях генома вируса и местах его распространения.

В наши дни заболевание встречается редко и протекает чаще всего в бессимптомной или стертой форме, для которой характерно полное отсутствие проявлений или же небольшое общее недомогание, головные боли, слабость. В тяжелых случаях полиовирус проникает в ЦНС, размножается в двигательных нейронах, что может даже приводить к их гибели. В таком случае развиваются необратимые параличи иннервируемых ими мышц. Также возможно бессимптомное вирусоносительство: болезнь никак не проявляется, но вирус выделяется во внешнюю среду вместе с выделениями из носа и/или калом.

Восприимчивость к вирусу полиомиелита высокая, поэтому болезнь быстро распространяется среди детей. Пути передачи вируса следующие:

воздушно-капельный – вместе с частичками слюны при разговоре, кашле, чихании;
алиментарный – при употреблении в пищу загрязненных вирусом продуктов питания;
водный – с загрязненной водой;
контактно-бытовой – при использовании загрязненной вирусом посуды, предметов быта, с грязных рук.

Специфического лечения полиомиелита не существует – применяют только симптоматические средства (обезболивающие, успокаивающие). Если вследствие поражения нервной системы развились параличи, применяют физиотерапевтические процедуры, ортопедическое и санаторно-курортное лечения.

Вернуть возможность дышать

Одним из частых следствий полиомиелита в период эпидемий становился паралич, которым страдал каждый двухсотый инфицированный. В 5-10 процентах этих случаев развивался паралич дыхательных мышц: больной утрачивал возможность дышать и без специальной помощи погибал. И ученые нашли сравнительно простой выход – искусственную вентиляцию легких.

Мы привыкли к тому, что для ИВЛ используется аппарат, который при помощи введенной в трахею трубки подает в дыхательную систему кислородную смесь. Эта смесь заполняет бронхи и альвеолы, насыщая проходящую через ткань легких кровь кислородом. Однако для больных полиомиелитом был необходим аппарат ИВЛ с другим принципом действия, имитирующим естественные движения дыхательных мышц. Прототипом такого аппарата стала камера переменного давления, которую впервые применил в своей работе в 1904 году хирург из города Бреслау Эрнст Фердинанд Зауэрбрух. Пациент помещался в такую камеру полностью, снаружи оставалась только голова. При снижении давления в камере ниже атмосферного воздух поступал в дыхательную систему пациента, при повышении давления он вытеснялся наружу.

Модификация камеры Зауэрбруха, усовершенствованный аппарат, снабженный электродвигателем, был собран Филиппом Дринкером, Луи Агассизом Шоу и Джеймсом Уилсоном в Гарварде и испытан 12 октября 1928 года в Детской больнице Бостона: первой пациенткой стала восьмилетняя девочка, умиравшая от удушья из-за паралича дыхательной мускулатуры. Разумеется, первое устройство не было совершенным: оно было громоздким, сложным в эксплуатации и ремонте, поэтому инженеры продолжили работу над ним, и результатом стали первые настоящие «железные легкие» (iron lung) – именно так назывался запущенный в 1952 году в серийное производство аппарат Энгстрема. Такое устройство благодаря ряду технических инноваций могло работать без остановки долгие годы.

Вспышки полиомиелита продолжались; пациентов, которым были нужны «железные легкие», было много, поэтому производство аппаратов Энгстрема было поставлено на поток – в США, где эпидемии болезни были особенно тяжелыми, под производство периодически задействовали мощности автомобильных заводов. Причем выпускались как одиночные модели, так и «групповые», рассчитанные на одновременное обеспечение дыхания нескольких человек.

«Железными легкими» заполнялись целые залы в больницах – внутри находились тысячи маленьких пациентов, которые могли лишь переговариваться друг с другом. Возможности вести нормальную жизнь, бегать и играть, несчастные малыши были надолго лишены. Некоторые ребята оставались пленниками дыхательного аппарата на всю жизнь. Таких пациентов обычно выписывали из больницы, и они продолжали дышать «железными легкими» дома. К счастью, техническое обслуживание таких аппаратов требовалось редко: они оказались невероятно надежными.

Единственным минусом аппаратов Энгстрема была их зависимость от электроэнергии. Аккумуляторов, способных питать «железные легкие» в случае отключения электричества, в те годы не существовало, поэтому семьи с привязанными к устройству пациентами устанавливали бензиновые электрогенераторы на случай аварийных отключений.

Относительную мобильность для привязанных к аппарату больных подарило создание «железных легких» кирасного типа – устройства, которое надевалось исключительно на торс. Впрочем, значительного облегчения больным это не приносило: аппарат все равно был тяжелым, поэтому ходить в нем было практически невозможно. Перемещаться удавалось только на инвалидной коляске на расстояние, ограниченное длиной шнура электропитания.

Победа над полиомиелитом

Лекарства от полиомиелита так и не нашли, но уносившую тысячи жизней ежегодно инфекцию удалось остановить благодаря созданию полиомиелитной вакцины. Ее история достойна отдельного рассказа.

Разработчиком первой вакцины от полиомиелита стал американский вирусолог Хилари Копровски – уже в 1948 году он сделал первую прививку самому себе. Это была живая вакцина, то есть в ней содержался ослабленный вирус полиомиелита: болезнь он вызвать не мог, но попадая в организм человека стимулировал активное образование антител. В 1950-м вакциной Копровски были привиты 20 детей, находившихся на лечении в психоневрологической клинике: в то время в США свирепствовала очередная эпидемия и дети, вынужденные находиться в лечебном учреждении, с высокой долей вероятности заболели бы. Иммунный ответ оказался стопроцентным: антитела выработались у 17 привитых детей, еще у трех они были и до прививки – видимо, малыши успели вступить в контакт с больными полиомиелитом, но, к счастью для них, не заболели. Спустя 7 лет вакциной Копровски были привиты около миллиона человек в во время тяжелой эпидемии в Конго, а в период с 1958 по 1960 год – семь миллионов детей в Польше.

Параллельно с Копровски над созданием полиомиелитной вакцины работал другой американский вирусолог Джонас Солк. Он разработал в 1950 году инактивированную полиовакцину, то есть такую, в которой находится вирус, предварительно убитый формалином. Эта вакцина была разрешена для массового применения в 1955 году, но начавшаяся массовая вакцинация была омрачена трагедией – «Каттеровским инцидентом». Один из производителей вакцины нарушил технологию, в результате чего в вакцину попал живой вирус. Из 100 тысяч привитых 40 тысяч заболело полиомиелитом, в подавляющем большинстве легко, умерло всего 10 человек. Но этого было достаточно, чтобы жители США начали категорически отказываться от вакцинации. Спас ситуацию кумир Америки Элвис Пресли, который привился вакциной Солка в прямом эфире телевидения в 1956 году. Этот смелый поступок звезды буквально спас прививочную кампанию. Вакцина Солка применяется во всем мире по сей день, а технологию производства с тех пор усовершенствовали таким образом, что повторение подобной трагедии невозможно.

«Каттеровский инцидент» стал причиной долгого неприятия в США третьей полиовакцины – разработки Альберта Сейбина. Это живая пероральная вакцина – ее капают на язык. Сейбин своим примером доказал, что для ученых не существует политики и границ, и в 1956 году совершенно бесплатно передал выведенные вакцинные штаммы вируса полиомиелита советским ученым Чумакову и Смородинцеву, которые создали на их основе советскую полиовакцину – ту самую, которой прививали в детстве нас и прививают сейчас российских детей. Благодаря вакцине Чумакова и Смородинцева уже к 1961 году полиомиелит в Советском союзе был взят под контроль. Успешное применение вакцины в СССР оценили в ВОЗ и ее прототип – вакцина Сейбина – наконец-то получила лицензию и заслуженное признание во всем мире.

Ситуация с полиомиелитом в наши дни

На сегодняшний день в США и Великобритании применяется исключительно вакцина Солка, в России и других развитых странах детей прививают убитой и живой вакцинами. Ранее в СССР использовалась только вакцина Чумакова. Почему так сложилось?

Прививка убитой вакциной дает 100% гарантию того, что после нее не разовьется полиомиелит. Однако такая вакцина защищает исключительно от заболевания паралитическим полиомиелитом и при этом не формирует иммунитет в кишечнике ребенка, то есть не защищает от возможного бессимптомного вирусоносительства. В том случае, если в стране все привиты и нет вероятности завоза вируса извне, этот недостаток не играет роли: вируса просто нет в популяции.

Живая пероральная вакцина позволяет добиться формирования надежного иммунитета в кишечнике. Благодаря этому такая вакцина хорошо защищает от бессимптомного вирусоносительства и эффективна, если высока вероятность завоза вируса в страну. При этом вероятность заболеть самому после прививки есть, но это не будет тяжелая форма полиомиелита с формированием паралича, максимум, что может быть – незначительное недомогание. В СССР из-за территориальной близости к природным очагам полиомиелита, Афганистану и Пакистану, было целесообразнее применять именно живую полиовакцину. Сейчас российских детей прививают и инактивированной, и живой вакцинами, чередуя их на разных этапах вакцинации, благодаря чему удается достичь надежной иммунной защиты.

Благодаря всеобщему охвату прививками населения Земли уже в 60-е годы можно было говорить о победе над полиомиелитом. Окончательно вирус, к сожалению, пока что не побежден – два его «диких» типа объявлены ВОЗ уничтоженными, но один все еще вызывает вспышки болезни, преимущественно в Афганистане, Пакистане и Нигерии.

Периодически также возникают вспышки циркулирующего вируса вакцинного типа – например, в 2015, 2019 и 2021 годах такие вспышки фиксировались на Украине. Причина этих вспышек – массовый отказ от вакцинации. Как мы помним, в пероральной вакцине содержится живой вирус полиомиелита. Он проходит через кишечник и может выделяться во внешнюю среду в течение нескольких дней после прививки. Это безопасно, если окружающие привитого ребенка люди соблюдают нормы гигиены, если ребенок находится в удовлетворительных санитарных условиях и, внимание, если вокруг него находятся вакцинированные люди. Если же вирус выделяется, грубо говоря, в деревенский туалет, а окружающие люди не привиты, могут создаться условия для того, чтобы «прирученный» вакцинный полиовирус начал размножаться и приобрел свойства своего «дикого» предка, в том числе, способность парализовать мышцы.

Для того, чтобы вирус не успевал распространяться и мутировать, охват населения прививками от полиомиелита должен составлять не менее 95%. В таком случае подобных сценариев удастся избежать.

Малыш, заразившийся полиомиелитом осенью 2021 года на Западной Украине, не был привит по религиозным мотивам его родителей. И это оказался тот редкий случай, когда вирус вакцинного типа вызвал паралич, к счастью, не затронувший дыхательные мышцы.

«Железные легкие» становятся историей

«Железные легкие» постепенно освобождались – прикованные к ним пациенты один за другим умирали, а устройства становились жутковатыми экспонатами музеев медицинской техники или списывались в утиль. Впрочем, некоторые аппараты все еще в строю: к 2020 году было известно по крайней мере о двух пациентах, все еще использующих аппараты Энгстрема. Все они американцы, все они провели в дыхательных аппаратах практически всю жизнь. Сумели ли эти люди пережить пандемию COVID-19 – неизвестно.

Вакцина, к сожалению, бессильна в том случае, если мышцы уже необратимо парализованы. Сегодняшняя медицина шагнула далеко вперед, ученые рассматривают возможность установки пострадавшим от полиомиелита специальных электростимуляторов мышц, но такие технологии требуют дальнейшего изучения и совершенствования, поэтому единственным верным решением будет надежно защититься от опасной болезни, сделав все необходимые прививки.

Узнайте больше о вакцинации:

Фото: Gettyimages.ru/George Konig/Keystone Features, London Express/Getty Images, Keystone; globallookpress.com/via www.imago-images.de/www.imago-images.de, Shehzad Noorani/Canadian Press, Daily Herald Archive/NMeM; unsplash.com/Kristine Wook