Проблема прививок не раз обсуждалась на страницах нашего журнала. Сейчас, оставив в стороне споры на тему «за» и «против», расскажем о том, с чего все начиналось…
Каждый день нас атакуют тысячи вирусов и бактерий. Люди пытались бороться с ними даже тогда, когда еще не знали об их существовании, но, несмотря на старания лекарей, пандемии чумы и других болезней уничтожали целые города. Да и позже людям не становилось легче. Не секрет, что от страшного гриппа — испанки — в 1918–1919 годах погибло намного больше людей, чем на фронте во время Первой мировой войны. Возникнув в Испании, эта болезнь очень быстро распространилась по всей планете. Массовые перемещения войск и ослабленность населения после войны способствовали ее распространению.
Приобретенный иммунитет
Микроскопических паразитов несметное множество, но с большинством из них нам удается спокойно сосуществовать, потому что организм человека обладает сложнейшей системой защиты — иммунитетом. Мы наследуем его от родителей, а с течением жизни он постоянно усложняется. Биологи делят иммунитет на две группы: врожденный и приобретенный. Приобретенный иммунитет формируется обычно после болезни, после того, как паразит побывал в организме, а организм его запомнил и научился с ним бороться. Но многие болезни так страшны, что опасно ждать, пока ими переболеешь.
Идея о том, что можно приобретать иммунитет не болея, появилась очень давно. Еще за 1000 лет до н. э. в Древнем Китае корочки с кожи больных оспой людей измельчали и втирали в кожу или вдували в нос здоровым людям, что позволяло им переболеть оспой в легкой форме. Поразительно, но, не имея никакого представления о возбудителях заболеваний, лекари изобретали средства борьбы с ними. Их метод называют вариоляцией (от латинского variola – «оспа»).
Корова в помощь медицине
Первая, признанная миром, вакцинация произошла намного позже — в 1796 году в Англии. Врач Эдвард Дженнер обратил внимание на то, что работники ферм не болеют натуральной оспой, если перенесли похожее, но безопасное заболевание — оспу коров. Дженнер ввел жидкость из пузырьков человека, больного коровьей оспой, маленькому мальчику, а после того, как он переболел, врач провел очень рискованный эксперимент — вколол мальчику под кожу возбудителя настоящей оспы. Мальчик не заболел, потому что у него уже выработался иммунитет против оспы. Старания Дженнера привели к тому, что в 1980 году Всемирная организация здравоохранения объявила о победе над вирусом оспы. Поэтому у всех, кто родился после 1980 года, отсутствует шрамик на плече — след от прививки. Целых двести лет потребовалось человечеству, чтобы справиться с маленьким вирусом, который под электронным микроскопом выглядит совсем безобидно, даже симпатично. Вакцины сделали свое дело — вирус, который был распространен по всему миру, сейчас можно найти только в нескольких лабораториях России и США. До сих пор идут споры, уничтожить ли последние образцы опасного вируса или нет. Изучать их уже не интересно, но уничтожать жалко, надо же что‑то сохранить для истории, да и мало ли что: от вирусов можно ожидать чего угодно. Кстати, наука уже достигла таких высот, что даже если вирус уничтожат, то ученые смогут спокойно собрать его заново, но это уже совсем другая история, а мы вернемся к вакцинам. Если бы не они, у нас вряд ли было бы время спокойно рассуждать о вирусах, тем более об оспе.
Термином «вакцина» люди тоже обязаны Эдварду Дженнеру. На латинском vacca – это «корова», а для создания первой вакцины использовался вирус коровьей оспы, отсюда и пошло это название. Однако, строго говоря, то, что придумал Дженнер, это еще не вакцинация. Под вакциной подразумеваются безопасные, адаптированные возбудители или их фрагменты. А он вводил под кожу обычный вирус, только прошедший через организм животного — коровы. Можно сказать, что Дженнер просто усовершенствовал древний метод вариоляции, но важно то, что это дало толчок развитию медицины. Метод создания настоящей вакцины был предложен в 1881 году Луи Пастером — великим французским микробиологом. Это был первый серьезный борец с бактериями. Он не только научился ослаблять их, но и придумал пастеризацию, которая до сих пор активно используется. То, что микроорганизмы можно ослаблять, Пастер узнал случайно. В этом нет ничего удивительного, большинство открытий было сделано таким образом. Только на первый взгляд это может показаться простым везением, но «везло» людям достойным, которые посвящали науке себя целиком. Как же «повезло» французскому биологу? В 1880 году Пастер стал изучать бактерии, вызывающие холеру кур. Он выращивал их на курином бульоне, а потом кормил бедных цыплят хлебом, смоченным этим раствором. Цыплята заражались и умирали. Экспериментов поставлено было очень много, и в лаборатории накапливались старые бактериальные суспензии. Как‑то Пастер вместо того, чтобы выбросить старые склянки, проверил суспензию на цыплятах. Цыплята заболели, но скоро выздоровели. Потом случились летние каникулы, а по истечении их Пастер взялся за старое и собрался вновь заражать птиц. Но в лаборатории оказалась лишь пара цыплят, и пришлось взять тех, которые были раньше заражены старыми бактериями. Результат оказался поразительным. Переболевшие птицы оказались невосприимчивы к вирусу холеры и не проявили ни малейшего признака болезни. Стало ясно, что постаревшие бактерии можно использовать для прививок.
Пастер и его ученики
Пастер создал множество вакцин: против холеры, сибирской язвы, бешенства. Да, те самые страшные сорок уколов в живот, которыми пугали всех в детстве, берут свое начало из трудов знаменитого исследователя. Прививка от бешенства интересна тем, что, в отличие от других вакцин, делают ее уже после того, как вирус попал в организм. Сделать ее необходимо до того, как паразит проникнет в мозг, иначе уже ничего нельзя будет изменить: бешенство смертельно, а способы его лечения пока не изобретены.
До Пастера место укуса бешеного животного прижигали раскаленным железом, это было жутко больно и практически не приносило результатов. Еще в детстве Пастера напугали страшные крики больных, проходивших такое негуманное лечение. Детство его прошло в маленькой французской деревушке Арбуа, Пастер родился в семье кожевника. Так сын кожевника стал талантливым ученым. Через некоторое время Пастер напишет эти красивые строки: «Я на пороге великих тайн, и покрывало, скрывающее их от меня, делается все тоньше и тоньше», — и окажется прав. Пастер создал вакцину и опробовал ее на мальчике, искусанном бешеной собакой. Мальчик выжил. А слухи об исцелении быстро разлетелись по миру, и в Париж стали привозить много несчастных больных — многих из тех, кто приехал вовремя, удавалось спасти. Говорят, что как‑то к Пастеру приехала группа смоленских крестьян, искусанных бешеным волком, и большинство из них Пастер вылечил.
Эти и многие другие достижения сделали Пастера очень знаменитым. В Париже был основан институт и назван его именем. Этот институт — один из самых известных и авторитетных и по сей день. Именно здесь научились бороться со многими болезнями и даже открыли страшный вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Вслед за этим «пастеровские центры» стали появляться по всему миру. Второй после Парижа стала Россия. Лабораторию и бактериологическую станцию открыли в Одессе известные доктор Гамалея, учившийся в Париже у Пастера, и биолог Илья Ильич Мечников. Эта станция стала проводить первые в истории России вакцинации. То был 1886 год.
Это было интересное время: наука набирала обороты. Если раньше открытия случались редко и случайно, то именно в эти годы наука стала походить на спринтерские гонки. В своей невероятно интересной книге американский биолог Поль де Крайф называет ученых-бактериологов «охотниками за микробами». Они действительно всю жизнь занимались опасной охотой ради будущих поколений.
В сто раз меньше бактерий
На конец девятнадцатого и первую половину двадцатого века пришелся настоящий микробный бум. Один за другим были открыты болезнетворные микроорганизмы. В 1892 году нашим соотечественником Дмитрием Ивановским было открыто нечто новое — вирус. Стало ясно, что микроскопические враги имеют очень разную природу. Вслед за этими открытиями создавались новые вакцины. Первые вакцины были довольно опасны. Известно много неудачных испытаний, ведь работать с невидимыми и неизвестными организмами очень рискованно. Ученые часто ставили эксперименты на себе и своих близких. Но даже успешные испытания не гарантируют безопасность. Сейчас, прежде чем выйти на рынок, лекарство проходит многолетние испытания сначала на животных, потом на людях. А раньше с этим все было проще, и случались ужасные вещи. В 1950‑е годы американский исследователь Джонас Солк создал вакцину от полиомиелита, ее долго ждали: ведь полиомиелит поражает нервную систему детей, вызывает паралич и серьезнейшие уродства. Вакцина очень быстро вошла в применение, но случилась беда — сотни случаев заболевания полиомиелитом среди привитых детей. Как потом выяснилось, американские фармацевтические компании не соблюли необходимых мер предосторожности, и детям в кровь вместе с убитыми попали живые вирусы. Потом вакцину обезопасили, но она все равно была вскоре вытеснена вакциной другого американца — Альберта Сэбина. Тот использовал живые, но ослабленные вирусы, такая вакцина лучше защищала и была очень проста в применении, ее просто капали на кусочек сахара и ели. Вклад в борьбу с полиомиелитом внесли и советские ученые Чумаков и Смородинцев. Они создали вакцину, которой стали прививать детей на территории СССР. История с вакцинацией против полиомиелита одна из самых скандальных в мире медицины, до сих пор существует много информации о том, что она вредна и способствует распространению заболевания.
Медицина стремительно развивается. Вслед за ней усложняются и вакцины. За первыми вакцинами появились более безопасные их варианты — ослабленные или убитые паразиты, но порой они были слабоэффективны, а у людей с низким иммунитетом вызывали болезнь. Поэтому стали использовать белки инфекционных агентов, то есть их отдельные кусочки, что позволило обезопасить как пациентов, так и исследователей.
Еще Мечников предполагал, что многие неинфекционные заболевания связаны с деятельностью микроорганизмов. И когда это доказали, началась новая эра в производстве вакцин. Как только выяснилось, что часть злокачественных опухолей имеет вирусную природу, а бактерии замешаны в причинах гастрита и язвы желудка, стали изобретать вакцины от этих болезней. Не так давно была создана вакцина против рака шейки матки, вызываемого вирусом папилломы человека. Эта вакцина успешно прошла испытания и сейчас входит в мировую лечебную практику.
Нанотехнологии в производстве новых вакцин
Существуют и более диковинные способы производства вакцин. Например, при помощи вирусов растений. В основе этой технологии лежат столь популярные сейчас нанотехнологии. Вирусы растений легко поддаются разным модификациям, к ним можно прикрепить кусочки какого‑нибудь вируса, вызывающего определенное заболевание человека. Этим вирусом заражают растение, мутант распространяется по всему растению и накапливается в большом количестве. Далее это растение идет в пищу человека. Клетки нашей иммунной системы обнаружат кусочки опасного вируса и создадут антитела, которые набросятся на настоящий вирус, если тот как‑нибудь посмеет сунуться в организм. Пока это звучит фантастически, но эксперименты уже проводятся.
Еще одно новое направление в борьбе с инфекциями — ДНК-вакцинация. В этом случае в клетки человека, желающего приобрести иммунитет, вводят генетическую информацию, кодирующую вещества, помогающие бороться с болезнью. Таким образом отдельные клетки организма можно заставить самих производить вакцину. Подобные способы лечения могут быть необходимы против болезней, к которым не получается подобрать эффективные обычные вакцины, например, ВИЧ, грипп, гепатит, малярия.
За последние 20 лет область применения вакцин значительно расширилась. Теперь термином «вакцина» называют не только вещества, помогающие предотвратить заболевания, но и позволяющие с ним бороться. Лечащие вакцины называют терапевтическими, можно сказать, что первой в истории терапевтической прививкой была прививка от бешенства, но это скорее исключение.
Никогда не знаешь, чего ждать от природы, новые опасные заболевания часто возникают в разных уголках нашей планеты. Достаточно вспомнить страшный вирус иммунодефицита человека, вызывающий СПИД. Этот вирус, по‑видимому, возник в Африке в начале двадцатого века у обезьян, а в середине века перекинулся на людей. В те годы целые корабли из Африки везли обезьян для проведения испытаний вакцин от все того же печально известного вируса полиомиелита. Матросы не умели обращаться с мартышками, те их кусали. Результатом стало то, что сейчас ВИЧ распространился по всей планете, и до сих пор против него не изобретена эффективная вакцина.
Покой нам только снится?
В 1997 году Нобелевскую премию за открытие нового класса инфекционных агентов получил американский врач Стэнли Презинер. Эти крайне опасные и плохо изученные паразиты называются прионами. Прион — это не вирус, не бактерия, а просто белок, просто органическое вещество, вызывающее непоправимые изменения в организме. Радует только то, что прионные болезни встречаются крайне редко, ведь об их лечении пока не может быть и речи. Цифры статистических данных порой удивляют. Мало кому это известно, но за последние тридцать лет обнаружено 490 новых возбудителей заболеваний. И неизвестно, что будет дальше.
Бактерии и вирусы несут в себе генетическую информацию, именно она отвечает за их инфекционность, определяет того, кого смогут заражать эти паразиты. Самое неприятное, что их гены постоянно меняются, вирусы могут меняться генами с другими вирусами, бактерии – с другими бактериями. Такие перемены делают этих хитрых микроскопических существ неуязвимыми. Ведь ученые не всегда успевают за ними, все это похоже на гонку вооружений. Только не между двумя армиями, а между двумя мирами. Нашим миром и миром микробов. Нынешним ученым стало проще воевать, чем их предшественникам, ведь современные методы позволяют даже предсказывать возможные изменения генов маленьких врагов и встречать их во всеоружии.
«Человек добьется того, что все заразные болезни исчезнут с лица Земли», — говорил Пастер. Будем надеяться, что и в этот раз он тоже не ошибся.
