Нулевой пациент. Нестрашная история самых страшных болезней в мире

♦♦♦

Вдохновившись революционным изобретением вакцины от натуральной оспы, прославленный французский биолог Луи Пастер совершил в конце XIX века эпохальное открытие. Исследуя возбудителей куриной холеры (лат. Pasteurella multocida), Пастер раз за разом прививал курам все новые поколения бактерий, выращивая их в бульоне из куриного мяса, то есть, выражаясь его словами, делал «пересевы», хотя, как уже говорилось выше, в наше время принято использовать термин «пассирование». Его ассистент должен был ввести нескольким птицам порцию недавно выращенных бактерий, но забыл это сделать и отправился в отпуск, а месяц спустя, по возвращении, привил их старой культурой. Поразительным образом, курицы выжили. Вместо этого они заболели, выздоровели и обзавелись иммунитетом против холеры.

Но как? Пастер нечаянно открыл метод аттенуации, то есть ослабления бактерий или вирусов. В данном случае он сделал это путем пересевов, хотя сам Пастер в то время полагал, что все дело было в воздействии кислорода. По его словам, «изменив метод культивирования… мы можем достичь постепенного уменьшения вирулентности и в итоге получить настоящий вакцинный вирус, который не убивает, а лишь вызывает безобидное заболевание, предотвращая заражение его смертельной формой».

Вскоре Пастер прославился как изобретатель новой вакцины от сибирской язвы (лат. Bacillus anthracis) – заболевания, которым человек может заразиться от инфицированных животных.

Вот только в этот раз не обошлось без лукавства.

Вакцины на любой вкус

С тех пор, как Бенджамин Джести и Эдвард Дженнер совершили свои первые открытия, вакцины сильно изменились. Ниже перечислены различные виды вакцин, которые доступны сегодня по всему миру.

Ослабленная: в некотором роде живая

При изготовлении подобных вакцин используется ослабленная версия исходного патогена (а иногда также родственного ему патогена, как в случае с вакциной от туберкулеза), которая не вызывает болезни. Чтобы ослабить вирус или бактерию, их многократно переносят с одной культуры на другую, пока штамм не мутирует и не станет менее опасным. Скажем, аттенуированная вакцина от желтой лихорадки была создана путем серийного пассирования в куриных и мышиных эмбрионах. Вакцина от кори была изготовлена на основе штамма, который был получен в 1954 от заболевшего ребенка и пассировался на протяжении десяти лет, пока не был создан пригодный ослабленный патоген. К числу аттенуированных вакцин также относятся пероральные вакцины против брюшного тифа и полиомиелита, а также прививка от сыпного тифа.

Инактивированная: убитая

Инактивированные вакцины не содержат живых вирусных частиц или бактерий. Вместо этого в них присутствуют патогены, убитые путем нагревания или воздействия химических веществ, таких как формалин (формальдегид). Вакцины от бешенства и гепатита А представляют собой цельновирионные инактивированные вирусные вакцины.

Полисахаридная: подслащенная пилюля

Такие вакцины содержат цепочки молекул сахаров, покрывающих оболочку некоторых бактерий. Это антигены – та часть патогена, против которой человеческий организм вырабатывает антитела, защищающие его от самого патогена. К числу подобных вакцин относятся прививки от пневмококков (в некоторых случаях вызывают пневмонию), менингококков (менингит и сепсис), а также бактерий Salmonella typhi (брюшной тиф).

Конъюгатная: дружеская подмога

Иногда самой вакцины недостаточно, чтобы обеспечить необходимую иммунную реакцию. Чтобы решить эту проблему, используют белки под названием конъюгаты, которые связываются с элементами патогена и вызывают иммунный ответ, позволяя организму выработать более долгосрочную иммунную «память» для борьбы с заболеванием. Адъювантами в свою очередь называются вещества, добавляемые в вакцину для усиления общей реакции иммунной системы. Такой адъювант, полученный из коры чилийского дерева под названием квиллайя мыльная (лат. Quillaja saponaria), содержится в новейшей вакцине от опоясывающего лишая.

Рекомбинантная: сделана в лаборатории специально для вас

Вы ведь помните, что вирусы захватывают наши клетки с помощью своей ДНК или РНК, которая велит им плодить вирусные частицы, позволяя патогену размножаться? Рекомбинантные вакцины действуют схожим образом. Только в этом случае процессом руководит человек.

Иммунная система реагирует на определенные протеины, покрывающие оболочку вирусов и бактерий. Поэтому ученые помещают отрезок ДНК, кодирующий тот или иной белок вируса или бактерии, скажем, в клетки дрожжей. Те начинают действовать по указке патогенного генома и в больших количествах производить нужный протеин, который затем добавляется в вакцину. Так устроена вакцина от гепатита B.

Анатоксин: обезвреживает токсины

Некоторые патогены, такие как возбудители дифтерии или столбняка, производят токсины, которые наносят ущерб организму и вызывают болезнь. Их можно выделить, деактивировать с помощью нагревания или химических веществ (в этом случае их называют анатоксинами, поскольку они больше не опасны) и использовать в составе вакцины. И тогда те же дифтерия или столбняк вам не навредят, ведь вакцина уже лишила их главного оружия.

Белковая: кусочки целого

Для получения некоторых вакцин вирус выращивают в культуре (например, в куриных яйцах), разрушают с помощью детергентов, а затем выделяют тот компонент патогена, который заставляет человеческий организм вырабатывать иммунитет против него. Именно так создаются вакцины против сезонного гриппа. Белковые вакцины, а также некоторые из тех, что упомянуты выше и содержат фрагменты исходного патогена, также принято называть субъединичными.

Изображение РНК-полимеразы (оранжевая), использующей ДНК (сиреневая) в качестве матрицы для синтеза нити РНК (красная), которая в свою очередь станет матрицей для синтеза определенного белка.

Новые идеи: генные и векторные вакцины

В некоторых современных вакцинах используются только нуклеиновые кислоты – ДНК или РНК, которые велят человеческому организму вырабатывать белки, вызывающие иммунную реакцию. В отличие от прежних вакцин, на изготовление которых уходят месяцы, такие прививки можно получить гораздо быстрее.

В одних случаях вместе с РНК-вакциной в организм пациента попадают кусочки кода, которые диктуют клеткам производить поверхностные протеины вируса, такие как шиповидный поверхностный белок вируса SARS-CoV-2. В других случаях РНК может кодировать человеческие антитела, которые распознают конкретный вирус или бактерию и запускают иммунный ответ.

При создании векторных вакцин используется «оболочка» вируса, например аденовируса, который вызывает простуду, но его внутренний генетический материал заменяется на ДНК или РНК, которые кодируют поверхностные протеины. Таким образом искусственный «вирус», содержащийся в вакцине, проникает в клетку точно так же, как это мог бы сделать аденовирус, но не вызывает насморка или боли в горле, вместо этого ваш организм принимается производить протеины, которые провоцируют иммунную реакцию. В числе прочего в данный момент разрабатывается ряд векторных вакцин против ВИЧ-инфекции, малярии, лихорадки Эбола и герпеса.

На момент написания этой книги на людях испытывается более сотни вакцин от вируса SARS-CoV-2, в том числе новые РНК-содержащие и векторные вакцины, которые помогут в разработке прививок для борьбы не только с инфекционными, но и другими видами заболеваний, таких как рак.

Сандра Линдси, медсестра отделения интенсивной терапии из Квинса, Нью-Йорк, стала первым гражданином США, получившим вакцину от нового коронавируса (SARS-CoV-2) – возбудителя COVID-19, 14 декабря 2020 г.

Один из современников Пастера, ветеринар Жан Жозеф Анри Туссен, к тому времени достиг значимых успехов в разработке прививки от сибирской язвы. Когда в 1877 году Роберт Кох открыл возбудителя этого заболевания (см. главу «Сибирская язва и биологическое оружие», стр. 363), Туссен приступил к работе над вакциной. В 1880 году Туссен убил бациллы сибирской язвы, продержав их при температуре 55 °C в течение десяти минут, а затем ввел их овцам и собакам, добившись превосходных результатов: все привитые животные выжили, а непривитые – погибли. Затем он повторил свой опыт, использовав бациллы, ослабленные с помощью карболовой кислоты – это же вещество британский хирург Джозеф Листер применял в качестве антисептика при проведении операций.

После этого Пастер провел успешные испытания своей вакцины против сибирской язвы по просьбе агрономического общества города Мелен, заявив, что она была создана по тому же принципу, что и его прививка от куриной холеры: путем «воздействия кислорода». На самом же деле, как Пастер отметил в своих записях, его ассистент Шарль Шамберлан – создатель фильтра Шамберлана (см. стр. 73) – использовал особое вещество, бихромат калия, чтобы ослабить бактерии сибирской язвы, воспользовавшись методами Туссена.

Пастер и в дальнейшем трудился над разработкой вакцин, в том числе в сотрудничестве с французским врачом и иммунологом Пьером Полем Эмилем Ру. Они высушили спинной мозг умерших от бешенства кроликов, после чего Пастер ввел небольшое количество жидкого «бульона» на основе этой ткани девятилетнему Йозефу Майстеру, которого четырнадцать раз укусила бешеная собака.

Пастер предположил, что в высушенном спинном мозге кроликов содержалось две сущности «одновременно, одна – живая и способная быстро плодиться в нервной системе, вторая – неживая, обладающая возможностью… подавлять развитие первой». Согласно его догадке, эта «подавляющая сущность» не позволила возбудителю бешенства размножаться в теле зараженного мальчика.

Его теория была неверна, но, к счастью для ребенка, вакцина подействовала (см. стр. 388).

Пастер потребовал, чтобы после его кончины его записи держались в тайне. Так и было, пока в 1946 году один из его потомков не пожертвовал их Национальной библиотеке Франции, где доступ к ним был запрещен до 1971 года. Увы, лишь через сто лет после событий, когда были обнародованы эти записи, выяснилось, что лавры за изобретение первой действенной вакцины от сибирской язвы должны были достаться Туссену. К тому же они доказали, что изобретенная Пастером вакцина от бешенства была хоть и эффективна, но отчасти основана на ошибочной теории.

Со времен Дженнера, Джести, Пастера и Туссена, а также шумихи и споров вокруг их изысканий, были разработаны вакцины против множества заболеваний, которые когда-то не давали покоя человечеству. В их число среди прочего входят желтая лихорадка, бешенство, гепатит А и В, холера и дифтерия. Большинство из нас не слишком часто задумывается о необходимости делать прививки, если не считать профилактику сезонного гриппа, вакцины со странным названием («пневмо-что?»), которую назначает лечащий врач, и уколов от столбняка, которые делают, если вы наступили на гвоздь, сколачивая мебель для своего нового онлайн-магазина на Etsy.