Эпидемии и общество: от Черной смерти до новейших вирусов - Фрэнк Сноуден
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Сама терминология указывает на то, что начатки микробной теории были заложены ботаниками, агрономами и садоводами. В первой половине XIX в. развернулась обширная полемика о роли грибов в заболевании растений, и она предвосхитила открытия в медицине. Наибольший интерес представляла болезнь картофеля – фитофтороз растений и его возбудители. Пастер знал об этих дискуссиях, и они легли в основу его новаторских рассуждений относительно болезней шелкопряда.
Особенно важен тот факт, что Пастер сумел доказать, что микробы, которые он изолировал и культивировал, были возбудителями болезней, и он смог привить их подопытным животным, то есть воспроизвел заражение. Так Пастер подтвердил, что микроорганизмы играют главную роль в развитии определенных заболеваний, и разработал методологию для дальнейших исследований.
Изучив болезни шелкопрядов, Пастер переключился на исследования куриной холеры и сибирской язвы. Оба эти заболевания были присущи в основном животным и для людей серьезной угрозы не представляли, но выделить эти микроорганизмы, культивировать их в лаборатории и затем воспроизвести соответствующие болезни было чрезвычайно важно, независимо от их значения для здоровья человека.
Благодаря работам Пастера, с конца 1870-х гг. микробная теория происхождения болезней стала доминирующей парадигмой, хотя в среде практикующих врачей по-прежнему встречала сильное сопротивление. Они продолжали сомневаться в том, что невидимые организмы могут вызывать разрушительные эпидемии. Эту идею отвергали даже такие выдающиеся ученые, как Рудольф Вирхов. Нередко смущало само изобилие почти взаимозаменяемых терминов, которыми описывали патогены: корпускулы, микробы, бактерии, инфузории, вибрионы, вирусы, анималькули, бациллы. В 1880 г., когда вокруг микробной теории еще бушевали споры, американский врач Уильям Мэйс очень точно выразил всю суть того, что она значила для своих приверженцев:
Я считаю, что любая заразная болезнь возникает в результате внедрения в систему какого-то живого организма или микрозимы, способной к самовоспроизводству и недоступной нашему восприятию. Я считаю, что, как и вся жизнь на планете есть результат предшествующей жизни, так и любой вид болезни есть результат предшествующей болезни того же вида. Я считаю, что, как и любой микроб, не способный к самозарождению, так и скарлатина не возникает самопроизвольно. Я считаю, что дуб происходит от дуба, виноград от винограда, а тифоидная лихорадка – от тифоидного зародыша, дифтерия – от дифтерийного зародыша и что скарлатина не может развиться из тифоидного зародыша, как и чайка не может появиться из голубиного яйца{104}.
Пастер не только доказал истинность микробной теории, но и разработал подход к созданию вакцин, чем внес огромный вклад в становление прикладной иммунологии. Как нам известно из главы 7, пионер вакцинации Эдвард Дженнер создал первую прививку еще столетием раньше, когда изучал оспу. Пастер же разработал методику, позволившую производить целый ряд вакцин от разных болезней. Он был убежден в универсальности явления, которое сам называл «принципом неповторяемости», а мы, пользуясь современной терминологией, назовем «приобретенный иммунитет». Пастер оптимистично полагал, что этот принцип можно применить как основу для разработки вакцин против всех инфекционных заболеваний.
Вакцинацию можно определить как введение в организм целого болезнетворного микроорганизма или его части, чтобы обучить иммунную систему атаковать тот же микроб, если он снова появится в организме уже естественным путем. Вакцина настраивает иммунную систему на выработку антител или учит иммунные клетки распознавать и уничтожать вторгшийся организм – бактерию, вирус или эукариотического паразита.
Проблема, разумеется, заключается в том, чтобы стимулировать иммунитет, не вызвав заболевания. Дженнер открыл явление перекрестного иммунитета между коровьей оспой и натуральной. Пастер же разработал концепцию аттенуации, когда до введения в организм живые патогены проходят предварительную обработку, снижающую их вирулентность. Одним из способов снизить вирулентность некоторых патогенов было нагревание, другой способ требовал, чтобы микроорганизм сперва прошел через тело хозяина другого вида. Такие ослабленные микроорганизмы стимулируют иммунный ответ, не вызывая заболевания.
Но как же в эпоху отсутствия знаний о механизме иммунитета Пастеру удалось объяснить принцип неповторяемости и доказать полезность аттенуации? Он вновь прибегнул к сельскохозяйственным метафорам и привел аналогию, которая заняла центральное место в микробной теории: семена и почва. Как известно, посев пшеницы на одном и том же поле истощает питательные вещества почвы, и спустя какое-то время она уже не может обеспечивать рост растений. Согласно аналогии, предложенной Пастером, ослабленная бактерия, вызвав легкое заболевание, потребляла часть питательных веществ крови. Кровеносное русло уподоблялось истощенной пашне, на которой посевы взойти уже не могут. Если затем ввести в кровь подопытного животного вирулентные «семена» той же болезни, для их роста и развития ресурсов крови не хватит, потому что они уже израсходованы на борьбу с ослабленными микробами. Поэтому болезнь не сможет развиться повторно. На современном языке это значит, что у подопытного животного сформируется иммунитет.
Вкупе две эти концепции, неповторяемости и аттенуации, стали важнейшими открытиями в истории медицины и здравоохранения. Пастер признавал, что в долгу перед Дженнером, но в то же время понимал, что обобщил метод, который для Дженнера ограничивался частным случаем оспы. Пастер же наметил возможность разработки разных вакцин, обеспечивающих иммунитет против целого ряда инфекционных болезней. И со временем действительно появились эффективные вакцины против таких разных заболеваний, как корь, коклюш, столбняк, дифтерия, сезонный грипп, брюшной тиф, бешенство и полиомиелит.
Неизбежно возник вопрос, можно ли пополнить этот список всеми остальными инфекциями. Пастер полагал, что единственный фактор, от которого это зависит, – наличие у пациента, выздоровевшего естественным образом, стойкого иммунитета против перенесенной болезни, или, пользуясь терминологией Пастера, станет ли это заболевание «неповторяемым» для пациента. Разработка вакцины затруднительна, когда речь идет о заболеваниях, способных атаковать одного и того же человека многократно, как, например, малярия или холера. Пастер рассматривал вакцинацию как эффективную стратегию борьбы и даже искоренения многих заболеваний, но не рассчитывал, что она станет панацеей.
Пастер открыл аттенуацию благодаря счастливой случайности, когда работал с бактерией, вызывающей куриную холеру. Однако, как он сам неоднократно говорил своим помощникам и сообщил ученым, собравшимся в Лилльском университете в 1854 г., «в области исследований случай благоприятствует лишь подготовленному уму». Как-то раз жарким летом, взявшись за забытую на неделю пробирку с порцией бактерий, Пастер, сперва с сожалением, обнаружил, что эти микробы не вызвали заболевание у здоровых цыплят, которым были привиты. В ходе повторного опыта Пастер ввел тем же цыплятам, а также нескольким новым уже другие бактерии, из свежей вирулентной культуры. Результатом стало удивительное открытие: цыплята, которым до этого вводили старую (в современной терминологии «аттенуированную») культуру, остались здоровы. Иначе говоря, у них сформировался иммунитет. А вот цыплята, которым до этого ничего не вводили, заболели и умерли.
Пастер повторил эксперимент с тем же результатом и пришел к выводу, что летняя жара ослабила, то есть аттенуировала вирулентность бактерий в культуре. Это было одно из ключевых открытий в области здравоохранения: вирулентность микроорганизмов непостоянна, ее можно менять и контролировать так, чтобы обеспечить иммунитет против заболевания. В более широком контексте естествознания Пастер внес значительный вклад в преобразование биологии, которую на тот момент воспринимали по большей части как собрание естественно-исторических фактов, а стала она экспериментальной наукой, развивающейся в лабораториях. Кроме того, Пастер выявил практическое значение дарвиновской концепции изменчивости и мутаций для патологической анатомии и медицины.
Дальнейшие разработки расширили диапазон средств для формирования иммунитета путем вакцинации. В 1886 г. американский ученый Теобальд Смит, работая все с той же куриной холерой, обнаружил, что появление иммунитета провоцируют не только ослабленные бактерии, но и убитые нагревом. С тех пор для профилактических целей медики используют как мертвые, так и живые, но аттенуированные вакцины. Кроме того, разработаны вакцины, содержащие не целого возбудителя, а лишь отдельные его фрагменты.
Открыв принцип аттенуации в ходе работы с куриной холерой, Пастер опробовал методику на других заболеваниях. Это был один из самых знаменитых экспериментов в истории медицины: Пастер решил создать аттенуированную вакцину от сибирской язвы – зоонозного заболевания, поражающего в основном овец, коров и коз. Незадолго до этого Роберт Кох сумел выделить возбудителя этой болезни – бактерию Bacillus anthracis. Пастер
