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

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.

Первоначально Пастер не собирался испытывать экспериментальную вакцину на человеке, однако 6 июля 1885 г. ему пришлось изменить свое решение. В тот день к нему доставили девятилетнего Джозефа Мейстера со следами 14 укусов бешеной собаки на теле. Мать мальчика умоляла Пастера о помощи, и, сдавшись под ее напором, тот согласился ввести ребенку новую вакцину. Курс лечения (13 инъекций за 10 дней) оказался успешным, мальчик выжил. После этого, хотя введение смертельного агента человеку и вызвало в обществе протесты, в течение 15 месяцев прививку от бешенства получили еще 1500 человек.

Итак, всего за восемь лет Пастер не только совершил первый крупный прорыв в истории вакцинации со времен Дженнера, открыв способы аттенуации вирусов, но и создал эффективную вакцину против птичьей холеры, сибирской язвы и бешенства. Однако в его передовой работе скрывался еще один неожиданный поворот: дело было не только в снижении вирулентности вирусов. Как позже понял Пастер, вирусы, из которых состояла его антирабическая вакцина, были не просто ослабленными, а погибшими. Именно в этом заключалось зерно следующего великого открытия.

Веха № 4

Новая «убитая» вакцина для птиц (а также холеры, чумы и брюшного тифа)

В конце XIX века вакцинация переживала новый золотой век. В этот период были открыты бактерии — возбудители многих болезней, в том числе гонореи (1879), брюшного тифа (1880), туберкулеза (1882) и дифтерии (1884). Как раз тогда Теобальду Смиту, бактериологу из Министерства сельского хозяйства США, было поручено найти микроб, вызывающий свиную холеру. Болезнь представляла серьезную угрозу для промышленного животноводства. Смит и его руководитель Дэниел Салмон смогли выделить и изолировать бактерии, вызывающие заболевание, а вскоре сделали еще одно важнейшее открытие: если убить микробы с помощью высокой температуры и ввести полученный материал голубям, те становятся невосприимчивы к смертельной форме бактерии. Эта находка, опубликованная в 1886 г. и вскоре подтвержденная другими исследователями, отметила новый этап в истории вакцинации. Люди выяснили, что вакцины можно создавать из убитой, а не просто ослабленной болезнетворной культуры.

Концепция использования «убитых» (инактивированных) вакцин стала огромным шагом вперед в области безопасности, особенно для тех, кто выступал против вакцин на основе живых или ослабленных микроорганизмов. Другие ученые вскоре начали пытаться создавать инактивированные вакцины от других болезней, и всего через 15 лет плодами их трудов смогли воспользоваться не только голуби, но и люди, страдавшие от трех серьезнейших заболеваний: холеры, чумы и брюшного тифа.

В конце XIX века холера оставалась серьезной проблемой во всем мире, несмотря на передовые открытия Джона Сноу, в конце 1840-х установившего, что она распространяется через загрязненную воду, и открытые Робертом Кохом в 1883 г. бактерии Vibrio cholerae. Ранние попытки создать вакцину на основе живого или ослабленного вируса имели некоторый успех, но от них вскоре отказались, отчасти из-за бурного протеста общественности. В 1896 г. Вильгельм Колле сделал очередное эпохальное открытие, разработав первую инактивированную вакцину против холеры на основе культуры, убитой с помощью высокой температуры.

Еще одной серьезной угрозой жизни был брюшной тиф. Его вызывали бактерии Salmonella typhi, передающиеся через загрязненную пищу и воду. Хотя сегодня по-прежнему неясно, кто первым ввел человеку вакцину, приготовленную на основе убитых тифозных бактерий, известно, что в 1896 г. британский бактериолог Алмрот Райт опубликовал статью, в которой объявил, что человек, получивший инъекцию мертвыми сальмонеллами, обладает эффективной защитой против заболевания. Инактивированная противотифозная вакцина Райта позднее была с огромным успехом испытана в полевых условиях на 4000 британских солдат, служивших в Индии. Позже вакциной Райта прививали британских солдат в Южной Африке во время Англо-бурской войны. К сожалению, противники вакцинации лишили этой возможности многих других военнослужащих. Некоторые протестующие заходили так далеко, что даже выбрасывали за борт грузовых кораблей ящики, в которых переправляли вакцину. Результат? Более 58 тыс. случаев брюшного тифа в британской армии, из которых 9000 стали смертельными.

Чума, уничтожившая миллионы жителей Европы в Средние века, обычно передается через укусы блох, которых, в свою очередь, разносят крысы. Вредоносные бактерии Pasteurella pestis (позже получившие новое название Yersinia pestis) были открыты в 1894 г. Через два года после этого, когда русский ученый Владимир Хавкин работал в Индии над вакциной против холеры, в Бомбее разразилась эпидемия чумы. Хавкин переключился на более злободневную задачу и вскоре создал инактивированную вакцину против чумы. В 1897 г., чтобы проверить безопасность вакцины, он опробовал ее на себе. Риск себя оправдал, и через несколько недель вакцину получили 8000 человек.

Итак, к началу ХХ века, всего через 100 лет после самого первого открытия Дженнера, семья вакцин значительно увеличилась. Теперь в нее входили одна живая вакцина (против натуральной оспы), три аттенуированных (от бешенства, птичьей холеры и сибирской язвы) и три инактивированных (от брюшного тифа, холеры и чумы).

Веха № 5

Сила пассивности: новые вакцины против дифтерии и столбняка

В конце XIX века дифтерия была одной из многих болезней, уносивших огромное количество человеческих жизней. Только в Германии от нее ежегодно погибало 50 тыс. детей. Дифтерию вызывают бактерии Corynebacterium diphtheriae, которые поражают верхние дыхательные пути, вызывая опасные для жизни отеки, наносят огромный вред сердцу и нервной системе. В 1888 г. ученые обнаружили, что смертоносное действие возбудителей дифтерии обусловлено токсином, который они вырабатывают. Через два года немецкий физиолог Эмиль фон Беринг и японский врач Китасато Сибасабуро сделали важнейшую находку: зараженные дифтерией животные начинают производить в ответ мощное вещество, способное нейтрализовать этот токсин. Иными словами, они вырабатывают антитоксин. За этой находкой последовало еще одно открытие, которое привело человечество к следующему этапу в истории вакцинации: если взятый у одного животного антитоксин ввести другому животному, он не только защитит от дифтерии, но и сможет вылечить болезнь, если она уже начиналась.

По распространенной легенде, первую инъекцию дифтерийного антитоксина произвели в Рождество 1891 г. больной девочке, однако на самом деле широкое распространение он получил лишь в конце 1892 г. Хотя антитоксины имели свои недостатки, ученым вскоре удалось разработать аналогичные средства от других серьезных болезней, в том числе столбняка.

Антитоксины стали серьезным шагом вперед в истории вакцинации, поскольку представляли совершенно новую концепцию: активность против пассивности. Активный иммунитет подразумевает, что вакцина стимулирует организм вступить в борьбу с болезнетворными микробами. Именно так поступают вакцины, о которых шла речь выше. А пассивный иммунитет основан на передаче защитных антител от одного человека или животного к другому. Кроме сывороток против дифтерии и столбняка, примером пассивного иммунитета может служить передача антител от матери к ребенку в процессе грудного вскармливания. Впрочем, у пассивного иммунитета есть один недостаток: со временем он ослабевает, в то время как активный в большинстве случаев долговременный.

Работа фон Беринга по созданию вакцины от дифтерии принесла ему в 1901 г. первую Нобелевскую премию в области физиологии и медицины. Вскоре это достижение привело других исследователей к решению следующего глобального вопроса, который витал в воздухе со времен Дженнера: живые, ослабленные и инактивированные, вакцины или антитоксины — как же они на самом деле работают?

Веха № 6

Срочное осмысление — и рождение иммунологии

Разумеется, за это время было выдвинуто множество гипотез о том, как работают вакцины. Например, Пастер и его последователи предложили теорию «истощения». Подразумевалось, что введенный микроб поглощает в организме «нечто», пока его запасы не иссякнут, после чего микроб погибает. Теория «пагубного препятствия» предполагала, что введенные микробы производят некие вещества, которые мешают их собственному развитию. Но обе теории опирались на одну и ту же ложную предпосылку, будто организм не играет в работе вакцины никакой роли и пассивно наблюдает со стороны за тем, как микробы сами роют себе яму. Обе теории были забыты с появлением новых данных и новых вакцин, а вскоре эпохальная работа двух ученых не только позволила по-новому осмыслить этот процесс, но и создала новое поле научной деятельности и принесла обоим в 1908 г. Нобелевскую премию.

Смена перспективы приводит к открытию иммунной системы

Истоки эпохального озарения русского микробиолога Ильи Мечникова восходят к 1882 г., когда он провел переломный эксперимент, в ходе которого отметил, что некоторые клетки обладают способностью мигрировать сквозь ткани в ответ на раздражение или повреждение. Более того, эти клетки способны окружать, поглощать и переваривать другие субстанции. Этот процесс Мечников назвал фагоцитозом, а клетки — фагоцитами (от греч. phagos «пожиратель» + cytos «клетка»). Изначально была выдвинута версия, что функция фагоцитоза — обеспечивать клетки питательными веществами. Однако Мечников заподозрил, что эти клетки не просто собрались на воскресный пикник. Его подозрение подтвердилось в ходе полемики с Робертом Кохом, который в 1876 г., наблюдая за сибирской язвой, интерпретировал увиденное как вторжение возбудителей болезни в белые кровяные тельца. Мечников взглянул на этот процесс иначе и предположил, что не бактерии сибирской язвы вторгаются в белые кровяные тельца, а наоборот, тельца окружают и поглощают бактерии. Мечников понял, что фагоцитоз — инструмент защиты, способ взять в плен и уничтожить захватчика. Проще говоря, он обнаружил краеугольный камень величайшей загадки организма — его иммунной системы, обеспечивающей защиту от заболеваний.

В 1887 г. Мечников классифицировал фагоциты на макрофаги и микрофаги и, что не менее важно, сформулировал основной принцип работы иммунной системы. Чтобы функционировать надлежащим образом, сталкиваясь с незнакомыми явлениями в организме, иммунная система задает очень простой, но в то же время исключительно важный вопрос: «свое» или «не свое»? Если «не свое» (а значит, впереди вирус натуральной оспы, бактерия сибирской язвы или дифтерийный токсин), иммунная система начинает атаку.

Новая теория раскрывает загадку иммунитета

Переломное открытие Пауля Эрлиха было, как и многие другие, связано с развитием техники, которое позволило миру увидеть то, что ранее было тайной. Для Эрлиха таким средством стали красители — химические составы для окрашивания клеток и тканей, позволившие обнаружить новые подробности их строения и функционирования. В 1878 г., когда Эрлиху было всего 24 года, с их помощью он смог описать несколько видов клеток иммунной системы, в том числе разные типы белых кровяных телец. В 1885 г. эти и другие находки подтолкнули Эрлиха к размышлениям над новой теорией питания клеток. Он предположил, что «боковые цепи» на внешней стороне клеток — сегодня мы называем их клеточными рецепторами — могут прикрепляться к определенным веществам и переносить их внутрь клетки.

Заинтересовавшись иммунологией, Эрлих задумался, может ли теория рецепторов объяснить принцип работы сывороток против дифтерии и столбняка. Как мы уже знаем, Беринг и Китасато обнаружили, что зараженное дифтерийными бактериями животное начинает вырабатывать антитоксин и его можно выделить и использовать в качестве защиты от болезни для других организмов. Выяснилось, что эти «антитоксины» на самом деле являются антителами — специфическими белками, которые производят клетки, чтобы найти и нейтрализовать дифтерийный токсин. В ходе новаторских опытов с антителами Эрлих размышлял о том, может ли теория рецепторов объяснить механизм действия антител. И вскоре он пришел к эпохальному озарению.

Изначально в рамках своей теории боковых цепей Эрлих предположил, что клетка обладает большим количеством разнообразных внешних рецепторов, каждый из которых прикрепляется к определенному питательному веществу. Позже он развил эту мысль и предположил, что вредоносные субстанции — бактерии и вирусы — могут имитировать питательные вещества и также прикрепляться к специфическим рецепторам. То, что происходит дальше, согласно гипотезе Эрлиха, объясняет, как клетки вырабатывают антитела против чуждого микроорганизма. Когда вредоносная субстанция прикрепляется к нужному рецептору, клетка получает возможность определить ее ключевые характеристики и начинает вырабатывать большое количество новых рецепторов, идентичных тому, который прикреплен к захватчику. Затем эти рецепторы отделяются от клетки и становятся антителами — высокоспецифическими белками, способными отыскивать вредоносные субстанции, прикрепляться и деактивировать их.

Теория Эрлиха наконец объяснила, как специфические чужеродные вещества, попав в организм, распознаются клетками и провоцируют их на выработку специфических антител, которые преследуют и уничтожают захватчика. Красота этой теории в том, что она объясняет, как организм производит антитела против конкретных болезней и вырабатываются ли они в ответ на предшествующее заболевание, вариоляцию или вакцинацию.

Разумеется, кое в чем Эрлих ошибался. Например, позже выяснилось, что не все клетки способны прикрепляться к захватчикам и вырабатывать антитела. Эту важную задачу выполняет только одна разновидность белых кровяных телец — В-лимфоциты. Более того, потребуется еще не одно десятилетие исследований, чтобы изучить все сложные роли В-клеток и множества других клеток и субстанций иммунной системы.

А сегодня дополняющие друг друга переломные открытия Мечникова и Эрлиха считаются двумя краеугольными камнями иммунологии и дают долгожданный ответ на вопрос о принципе работы вакцин.

Вакцины в XX и XXI веках: золотой век и далее

В конце XIX века появление новых вакцин стало настоящим прорывом в медицине. В этот период были не только изобретены вакцины от многих человеческих болезней (оспы, бешенства, брюшного тифа, холеры и чумы), но и сформулированы основополагающие концепции вакцинологии. Можно сказать, практически все открытия в этой области, совершенные в ХХ веке, были лишь доработкой основных постулатов, заложенных в конце XIX века.