Светящиеся трубки

Светящиеся трубки

В рентгене мы обрели исцеление недуга.

«Лос-Анджелес таймс», 6 апреля 1902 г.

Для иллюстрации разрушительной силы рентгеновских лучей давайте вспомним, что почти все первопроходцы в медицинских рентгеновских лабораториях Соединенных Штатов умерли от рака, индуцированного облучением.

«Вашингтон пост», 1945 г.

В конце октября 1895 года, через несколько месяцев, после того как Холстед в Балтиморе явил миру радикальную мастэктомию, Вильгельм Рентген, лектор Вюрцбургского института в Германии, работал с электронной трубкой — вакуумной трубкой, в которой электроны шли от одного электрода к другому, — как вдруг заметил странное явление. Некая светящаяся энергия, сильная и незримая глазом, легко пронизывала слои затемненного картона и оставляла белое фосфоресцирующее свечение на бариумном экране, случайно оставленном на столе в той же комнате.

Рентген позвал в лабораторию свою жену Анну и поместил ее руку между источником лучей и фотопластинкой. Лучи прошли сквозь руку женщины и оставили на пластинке силуэт костей и металлического обручального кольца — внутренняя анатомия руки предстала на снимке, словно увиденная через магическое стекло. «Я видела свою смерть», — сказала Анна, однако ее муж увидел совсем другое: новую форму излучения, столь мощною, что оно было способно проходить через большинство живых тканей. Рентген назвал эту форму излучения икс-лучами.

Первое время рентгеновские лучи считались побочным излучением, генерируемым электронными трубками. Однако в 1896 году, через несколько месяцев после открытия Рентгена, Анри Беккерель, французский химик, знавший о трудах Рентгена, обнаружил, что определенные природные элементы — например, уран — сами по себе испускают незримые лучи, по свойствам очень похожие на рентгеновские. В Париже друзья Беккереля, молодые ученые Пьер и Мария Кюри, начали прочесывать природный мир в поисках еще более мощного химического источника рентгеновских лучей. Пьер и Мария (тогда еще Склодовская, польская иммигрантка без гроша в кармане, живущая в парижской мансарде) встретились в Сорбонне, их притянуло друг к другу общее увлечение свойствами магнитов. В середине 1880-х годов Пьер Кюри при помощи крошечных кристаллов создал инструмент, который назвал электрометром — для измерения очень малых доз энергии. При помощи этого прибора Мария показала, что даже самую незначительную радиацию, испускаемую урановой рудой, можно измерить количественно. Вооружившись этим новым инструментом для измерения радиоактивности, Мария и Пьер пустились на поиски новых источников рентгеновских лучей. Таким образом, количественные измерения стали двигателем еще одного великого путешествия по миру научных открытий.

В местечке Иоахимсталь (Яхимов), среди лесов и торфяников на территории современной Чешской Республики, в рудниках добывали серебро и урановую руду для лакокрасочной промышленности. В отходах добычи — смоляной урановой обманке — Кюри обнаружили следы нового элемента, гораздо радиоактивнее урана. Супруги начали дистилляцию черного шлама, пытаясь выделить источник радиации в максимально чистом виде. Из нескольких тонн смоляной обманки, четырехсот тонн воды на промывку и сотен ведер дистиллированного шлама они к 1902 году получили примерно одну десятую грамма нового элемента. Металл, занявший место на дальнем конце периодической таблицы элементов, испускал рентгеновские лучи с такой силой, что в темноте светился гипнотически-голубоватым светом, пожирая сам себя. Нестабильный элемент казался странным гибридом вещества и излучения — вещество, превращающееся в излучение. Мари Кюри назвала новый элемент радием, от греческого слова «свет».

Мощность излучения радия выявила еще одно новое и неожиданное свойство рентгеновских лучей: энергия излучения не только проникала сквозь ткани человеческого тела, но и накапливалась в них. Благодаря первому свойству Рентгену удалось сфотографировать руку его жены: лучи прошли сквозь кости и мягкие ткани и оставили на пленке теневое отображение скелета. Для Марии Кюри руки стали мучительным доказательством второго эффекта: после продолжительной работы с урановой обманкой в погоне за чистым источником радиации кожа рук начала сходить почерневшими слоями, словно обуглившись изнутри. Несколько миллиграммов радия в пробирке, хранившейся в нагрудном кармане Пьера, прожгли дыру в плотном твидовом жилете и оставили незаживающий шрам на груди. Фокусник, демонстрировавший на ярмарке «магические трюки» при помощи незащищенного прибора с радием, получил такую дозу радиации, что на губах у несчастного образовались пузыри, щеки ввалились, а ногти выпали. Радиация постепенно добралась и до костного мозга Марии Кюри, вызвав хроническое малокровие.

Биологам потребовалось не одно десятилетие для понимания механизма, лежащего в основе всех этих эффектов, однако сам спектр поврежденных тканей — кожа, губы, кровь, десны и ногти — давал важное указание: радий атакует ДНК. ДНК — инертная молекула, удивительно устойчивая к большинству химических реакций, поскольку ее задача состоит в сохранении стабильности генетической информации. Однако рентгеновские лучи способны разрушать нити ДНК или создавать токсичные химические вещества, разъедающие эти нити. Клетки отвечают на подобные повреждения тем, что умирают или перестают делиться. Таким образом, рентгеновские лучи выборочно убивают наиболее быстро делящиеся клетки организма, а именно клетки кожи, ногтей, десен и крови.

Это свойство рентгеновских лучей не осталось незамеченным — особенно исследователями рака. В 1896 году, через год после открытия Рентгеном Х-лучей, Эмилю Груббе, двадцатилетнему студенту-медику из Чикаго, пришла в голову вдохновенная мысль использовать рентгеновские лучи для лечения рака. Пылкий, предприимчивый и бесконечно изобретательный Груббе работал на чикагском заводе, производящем вакуумные рентгеновские трубки, и смастерил для своих экспериментов кустарную версию такого прибора. Груббе много раз замечал, что у подвергавшихся облучению рабочих сходили ногти и облезала кожа, да и у самого него от многократных облучений руки опухли и шелушились, — поэтому для него не составило труда распространить логику этой клеточной гибели и на опухоли.

На заводе, располагавшемся на Холстед-стрит (название не имеет никакого отношения к хирургу Холстеду) в Чикаго, 29 марта 1896 года Груббе при помощи самодельной рентгеновской трубки начал облучать Розу Ли, пожилую женщину, страдавшую от рака молочной железы. Ли перенесла мастэктомию, но рак вернулся болезненной опухолью на груди. Эксперимент Груббе был для Розы Ли последней соломинкой, а для исследователя — скорее способом удовлетворить экспериментаторское любопытство, чем надеждой достичь каких-либо клинических успехов. Чтобы предохранить незатронутую опухолью часть груди от излучения, Груббе прикрыл грудь Ли фольгой, выстилавшей ящик с чаем. Сеансы облучения проводились восемнадцать дней кряду, каждый вечер. Лечение оказалось болезненным, однако отчасти успешным. Опухоль на груди у Ли пошла язвами, затвердела и съежилась — первый официально задокументированный локальный результат лечения в истории лучевой терапии. Через несколько месяцев после первоначального лечения у Ли начались головокружение и тошнота. Рак дал метастазы в позвоночник, мозг и печень, и больная вскоре скончалась. Таким образом, Груббе наткнулся на еще одно важное наблюдение: рентгеновские лучи могут использоваться только для лечения местных форм рака, а на уже давших метастазы опухолях не имеют практически никакого эффекта[8].

Вдохновленный первым результатом, пусть даже и временным, Груббе принялся использовать лучевую терапию для лечения других пациентов с местными разновидностями рака. Так возникло новое направление раковой медицины — радиационная онкология. Клиники, лечащие рентгеновскими лучами, появлялись по всей Европе и Америке, точно грибы после дождя. К началу 1900-х годов, меньше чем через десять лет после открытия Рентгена, врачи пребывали в полном экстазе от возможностей излечения рака посредством облучения. «Я верю, что это лечение является абсолютной панацеей для всех форм рака, — заметил один чикагский врач в 1901 году. — Оно дарит нам неограниченные возможности».

После того как в 1902 году супруги Кюри открыли радий, хирурги смогли облучать опухоли тысячекратно более сильными дозами излучения. В лихорадочном восторге они проводили конференции по высокодозному облучению и создавали новые медицинские общества. Радий вплавляли в золотую проволоку и вшивали непосредственно в опухоли, чтобы обеспечить еще более высокий уровень местного облучения. Хирурги помещали в опухоли брюшной полости специальные радоновые гранулы. К 1930–1940-м годам в США образовался избыток радия, его начали продавать населению, размещая рекламу на задних страницах журналов. Параллельно развивались технологии производства лучевых трубок: к середине 1950-х годов эти трубки были способны обрушивать на раковые ткани испепеляющие дозы облучения.

Лучевая терапия катапультировала раковую медицину в ее атомную эру — эру, до предела насыщенную не только надеждами, но и опасностями. Соответственно и словарь эпохи — со всеми ее образами и метафорами — отражал могущественную символику атомной энергии, нацеленной на борьбу с раком. Встречались и «циклотроны», и «высоковольтные лучи», и «линейные ускорители», и «нейтронные пучки». Пациентам рекомендовали представлять себе лучевую терапию как «миллионы крохотных снарядов». В другом отчете о процедуре облучения слышатся напряжение и ужас отчета о космическом путешествии: «Пациент уложен на носилки в кислородной камере. Команда из шести докторов, медсестер и техников хлопочет над камерой, а радиолог тем временем выставляет бетатрон в исходное положение. Наглухо захлопнув крышку люка в конце камеры, лаборанты пускают внутрь кислород. Через пятнадцать минут при полном давлении… радиолог включает бетатрон и стреляет лучами по опухоли. После процедуры больному производят декомпрессию, как подводникам, и увозят в послеоперационную палату».

Пациентов, которых запихивали в камеры и запирали на засовы, держали под прицельным взглядом мониторов и помещали под давление, подвергали воздействию избытка кислорода и процедуре декомпрессии, а потом отправляли в послеоперационные палаты, — эти самые больные воспринимали агрессивную лучевую терапию, будто незримое благословение.

Для некоторых разновидностей рака она и впрямь стала благословением. Как и хирургия, облучение было крайне эффективно для уничтожения местных опухолей. Под воздействием рентгеновских лучей опухоли молочной железы исчезали, бугры лимфом таяли, точно снег. Пациентка с опухолью головного мозга вышла из годичной комы и как ни в чем не бывало смотрела телевизор в больничной палате.

Впрочем, так же как и хирургия, лучевая терапия столкнулась с внутренними, встроенными ограничениями. Эмиль Груббе обнаружил первые из них в самых ранних экспериментах: поскольку рентгеновские лучи можно было направить лишь на одно определенное место, облучение не годилось для борьбы с раком, давшим метастазы[9]. Увеличение дозы энергии облучения вдвое или вчетверо не делало излечение успешнее. Напротив, радиация действовала без разбора, так что после доз, превышающих порог выносимости, пациенты выходили с ужасными шрамами, ослепшие и облысевшие.

Второе ограничение оказалось куда более вероломным: радиация сама по себе вызывала рак. Тот самый эффект рентгеновских лучей, что убивал быстроделящиеся клетки — путем повреждения ДНК, — приводил и к образованию генетических мутаций, порождающих рак. В 1910 году, вскоре после того как Кюри открыли радий, нью-джерсийская компания «Ю-Эс радиум корпорейшн» начала примешивать радий к краске. Продукт, светившийся в темноте зеленовато-белым светом, получил торговое наименование «Андарк». Хотя и сознавая многие опасные эффекты радия, «Ю-Эс радиум корпорейшн» использовала «Андарк» для изготовления циферблатов, широко рекламируя часы, которые светятся в темноте. Рисование циферблатов требовало точности и мастерства, и занимались этим обычно юные девушки с проворными и ловкими руками. Их не предупреждали ни о каких предосторожностях, и, работая, они частенько облизывали кончик кисточки, чтобы буквы и цифры выходили почетче.

Скоро эти работницы начали жаловаться на боль в челюстях, утомляемость, проблемы с зубами и кожей. В конце 1920-х годов медицинские исследования показали, что у таких больных некротизированы кости челюсти, языки опалены облучением, а у многих развилась хроническая анемия — признак острого повреждения костного мозга. Поднесенные к пациенткам счетчики радиоактивности едва не зашкаливало. В последующие десятилетия у работниц, подверженных действию радия, возникли дюжины опухолей — саркомы и лейкомы, рак костной ткани, опухоли языка, шеи и челюсти. В 1927 году пять пострадавших — пресса окрестила их «радиевыми девушками» — подали в суд на «Ю-Эс радиум корпорейшн». Все пять страдали от острых последствий токсичности радия — некроза челюстей, кожи и зубов, — хотя рака у них не обнаружили. Через год суд вынес постановление выплатить каждой из них по десять тысяч долларов, а также ежегодно выплачивать по шестьсот долларов на покрытие расходов на жизнь и лекарства. Однако «компенсации» выплачивать почти не пришлось: «радиевые девушки», от слабости неспособные поднять руку, давая присягу в суде, скончались от лейкемии или иных форм рака вскоре после принятия решения по их делу.

Мария Кюри умерла от лейкемии в июле 1934 года. Эмиль Груббе, подвергшийся меньшим дозам рентгеновского излучения, также стал жертвой смертоносного воздействия хронического облучения. К середине 1940-х годов ему один за другим ампутировали пальцы, удаляя кости, пораженные некрозом и гангреной, а лицо его покрывали многочисленные шрамы — последствия операций по удалению вызванных радиацией опухолей и предраковых бородавок. Он скончался в 1960 году в Чикаго в возрасте восьмидесяти пяти лет, сраженный распространившимися по его телу разнообразными формами рака.

Столь сложные взаимосвязи между радиацией и раком — излечение в одних случаях, провокация рака в других — приглушили первоначальный энтузиазм ученых. Радиация могла служить мощным невидимым скальпелем — но не более чем скальпелем. А в битве против рака скальпель, каким бы точным ни был и как бы глубоко ни проникал, все же способен дойти лишь до определенных пределов. Требовалась более избирательная терапия, особенно для нелокализованных типов рака.

В 1932 году Уилли Мейера, нью-йоркского хирурга, одновременно с Холстедом разработавшего радикальную мастэктомию, попросили выступить с обращением на ежегодной встрече Американской хирургической ассоциации. Мейер не мог сделать этого сам, поскольку был серьезно болен и прикован к постели, однако передал на встречу короткую речь — всего из шести абзацев. Через шесть недель после смерти Мейера, 31 мая, эту речь зачитали вслух перед полным залом. В ней содержалось недвусмысленное признание: раковая медицина достигла логического предела, ей нужно какое-то новое направление. «Мы считаем, что если бы к операционным достижениям всякий раз добавлялось бы эффективное и системное послеоперационное лечение, — писал Мейер, — то после должным образом проведенной радикальной операции у большинства пациентов не случалось бы рецидивов».

Мейер распознал очень важный принцип развития рака: даже если недуг начинается в виде местной опухоли, он неизменно поджидает случая вырваться из заточения. К тому времени как пациент обращается к доктору, болезнь успевает распространиться, выйти за пределы хирургического контроля, разлиться по всему телу подобно черной желчи, которую ярко живописал Гален две тысячи лет назад.

Приходится признать, что афористичные заявления Галена случайно оказались справедливыми, подобно рассуждениям Демокрита о строении атома или размышлениям Эразма Роттердамского о теории Большого взрыва за много веков до открытия галактик. Конечно, Гален ошибался касательно подлинной природы рака. В организме нет никакой черной желчи, которая, накапливаясь и бурля от переизбытка, прорывается наружу опухолями. Однако, сам того не зная, Гален своей туманной и примитивной метафорой уловил суть рака. Рак часто является гуморальным недугом, болезнью телесных жидкостей. Крадущийся, пребывающий в постоянном движении, он способен пробираться по незримым каналам от одного органа к другому. Это и в самом деле «системное заболевание» — как и постановил когда-то Гален.