100 великих загадок современной медицины

Только за последние 15 лет мир трижды жил в ожидании страшной, надвигающейся на всех эпидемии. Трижды мир охватывала паника. Сообщения из китайских больниц были сродни сводкам с Западного фронта, где перемены если и ожидались, то к худшему. Трижды мир обожгло воспаленным, чумным дыханием болезни, но призрак ее ускользал, не оставляя в людях ни потрясений, ни тревог. Так было в 2003 году во время вспышки атипичной пневмонии, в 2004–2005 годах во время эпидемии птичьего и в 2009 году – свиного гриппа. Пресса же подхватывает самые фантастические слухи и повторяет их, пока людей не переполнит отвращение и к этим слухам, и к проблеме, породившей их.

Многочисленные жертвы пандемии испанки. 1918 год

В любом случае мы будем не готовы к началу новой пандемии. Вакцина против вызвавшего ее возбудителя появится примерно через полгода после первых случаев заболевания. До этого единственными методами борьбы с болезнью остаются прием традиционных лекарств, ослабляющих ее последствия, профилактические меры (защитные маски, отмена школьных занятий, закрытие детских садов) и – старый, скучный карантин.

Но даже когда вакцина будет разработана, для большинства жителей планеты она окажется недоступной. Сейчас во всем мире для прививки от обычного – сезонного – гриппа производится примерно 350 миллионов порций вакцины. В случае пандемии, даже если повсеместно развернуть производство новой вакцины, ей не удастся обеспечить население всего мира.

Зато всё подготовлено для того, чтобы эпидемия нарастала как можно быстрее. В наши дни возбудителям заболеваний стало очень легко перебираться с одного конца света на другой, ведь люди много путешествуют. Вот и вирус Эболы, только что прозябавший в африканской глуши, вдруг обнаруживается то в США, то в Европе.

Распространение любой эпидемии – это сложный, подчас неожиданный процесс. Так, мы привыкли к тому, что волны гриппа докатываются до Европы, зародившись где-нибудь на Дальнем Востоке, чаще всего в Китае. Но вирус «испанского гриппа», насколько удалось восстановить картину его убийственного, триумфального передвижения по миру, перебрался от птицы к человеку на Среднем Западе США. Вирус свиного гриппа в 2009 году впервые проявил себя в Мексике и уже оттуда очень быстро добрался до Соединенных Штатов, а затем, месяц спустя, – через Испанию и Великобританию, послуживших «воротами», – распространился по всей Западной Европе. По прошествии еще одного месяца свиным гриппом стали болеть жители Восточной Европы и Азии. Вирус атипичной пневмонии двигался в обратном направлении – из Китая, и тем не менее он быстрее оказался в США, чем в Корее и Сингапуре.

Одним из ключевых слов в современной инфекционной медицине становится слово «аэропорт». Сегодня он легко превращается в громадный «вирусообменник». Международные авиарейсы способствуют скорейшему распространению эпидемий. Чем больше рейсов связывают два любых населенных пункта, тем быстрее волна заболевания распространится из одного пункта в другой. Глухие же, «медвежьи» углы останутся в стороне от этой лихорадочной активности, ведь туда не заглядывают не только люди, но и вирусы.

«Вирусы – наши единственные подлинные соперники в борьбе за господство над планетой, – сказал однажды американский микробиолог, лауреат Нобелевской премии Джошуа Ледерберг. – Наши отношения с болезнетворными микроорганизмами – часть эволюционной драмы. И нет никакой гарантии, что мы выживем в этой борьбе».

Где прячется супервирус?

Каждый год миллионы людей во всем мире заболевают гриппом. Почти каждый год появляются новые разновидности вируса гриппа, передающиеся от животных к человеку. Почему эти вирусы так изменчивы, всякий раз заставая нас врасплох с нашими вакцинами? Какой из штаммов гриппа может стать причиной новой пандемии?

Одно из очень распространенных в дикой природе заболеваний – это птичий грипп. На протяжении многих тысячелетий птицы являются переносчиками вирусов гриппа. Только в наши дни в различных районах планеты встречается не менее пятнадцати возбудителей птичьего гриппа. Как правило, они не опасны для человека, поскольку протеины, расположенные на поверхности этих вирусов, имеют такую форму, что не могут пристыковаться к рецепторам наших клеток, а потому сами вирусы не способны проникнуть внутрь клеток – так же, как вы, читатель, с ключами, лежащими у вас в кармане, не сумеете попасть в квартиру этажом выше или ниже.

С каждым годом количество вирусов птичьего гриппа в Азии растет

Однако сравнение это не совсем верно, ведь ключ – это что-то неизменное, то, с чем блудный сын может вернуться домой после десятилетий странствий, а вот вирус – нечто зыбкое, постоянно мутирующее. Рано или поздно, вследствие этих мутаций, форма поверхностных протеинов изменится, и тогда вирусы будут просачиваться сквозь стенки клеток так же легко, как призраки проходят сквозь стены замков и крепостей.

Вирус гриппа – мастер метаморфоз. Именно эта поразительная способность к мутациям делает его непредсказуемым и опасным. Вот как, например, это происходит: если в клетку какого-либо организма проникают сразу два разных вируса гриппа, то некоторые гены одного вируса могут перейти к другому, и тогда возникает новая разновидность вируса. Мы уже не говорим о мутациях, которые нередко наблюдаются при размножении вируса гриппа.

Подобные – случайные – мутации становятся причиной крупнейших эпидемий гриппа, в том числе эпидемии «испанского гриппа», завершившей мировую войну в 1918 году «моровой катастрофой».

Врачи-эпидемиологи больше всего боятся именно таких мутаций, которые могут вызвать страшную пандемию. Поэтому всякий раз, когда приходит сообщение о случаях заражения людей новой разновидностью вируса птичьего гриппа, медики готовятся к худшему. Весь мир тогда замирает в ожидании. Что будет дальше? Как поведет себя коварный вирус?

Но как возникают необычные мутации вирусов того же гриппа, позволяющие им перебраться от птиц и млекопитающих к людям? Какие факторы определяют судьбу вирусов, совершивших подобный скачок, – приведет ли это к стремительному их распространению, или вирусы окажутся в полной изоляции, не в силах проникнуть в чужие организмы? Ответы на эти и многие другие вопросы крайне важны, чтобы подготовиться к новой эпидемии.

На сегодняшний день даже самый известный вирус птичьего гриппа H5N1 не передается от человека к человеку. Но, как показало исследование китайских ученых (о нем сообщил в 2013 году журнал «Science»), если в геном этого вируса случайно добавится фрагмент вируса свиного гриппа H1N1 – а возбудители гриппа часто обмениваются своими генами, – то вирус H5N1 будет легко передаваться от человека к человеку, то есть распространяться воздушно-капельным путем. Важнейшее условие начала крупной эпидемии будет выполнено.

Всякий раз при появлении нового вируса птичьего гриппа специалисты вспоминают самую знаменитую эпидемию птичьего гриппа – «испанку», обрушившуюся на мир в 1918–1920 годах и унесшую десятки миллионов жизней. Она показала ту грозную мощь, которой в принципе может обладать любая эпидемия птичьего гриппа.

К счастью, мрачная история столетней давности не повторяется, а новые поколения вирусов птичьего гриппа никак не могут преодолеть важнейший барьер – начать переходить от человека к человеку с той же легкостью, с какой это делают, например, возбудители острых респираторных вирусных инфекций. Пока ими можно заразиться только от птиц, а значит, вместо настоящей эпидемии, которая, как потоп, захватит мир, мы столкнемся разве что с отдельными очагами заболеваний, опоясавшими птицефермы и птичьи рынки. Однако достаточно нескольких случайных мутаций, чтобы эти очаги вдруг соединились и болезнь разлилась во все концы света.

С каждым годом количество вирусов птичьего гриппа в Азии растет. Так, в иных пьесах с каждым актом на сцене все прибавляется ружьишек и винтовок. Рано или поздно начнется финальный акт драмы, и тогда что-то из припасенного оружия непременно выстрелит. И в таком случае, раз уж весь мир – театр, грянет опасная, как оружейный залп, эпидемия, остановить которую, как свидетельствует исторический опыт, порой так же трудно, как прекратить мировую войну.

В надвигающейся на нас толпе мы хорошо различаем лишь самые близкие к нам фигуры и лица. Остальное – темное, неотчетливое. Вот и вирусы птичьего гриппа – лишь самые близкие к нам из того множества вирусов, что с незапамятных времен населяют тела зверей и птиц. Сколько же еще опасных вирусов таится в окружающем нас мире животных?!

Чем решительнее люди вторгаются в мир свободной природы, тем вероятнее, что эти неизвестные прежде вирусы перейдут к человеку.

По подсчетам ученых, около 70 % всех вирусных инфекций, которыми когда-либо болели люди, изначально были заболеваниями животных, но в какой-то момент возбудители этих заболеваний сменили своего «хозяина» и перебрались к человеку. Зоонозами, то есть болезнями животного происхождения, являются ВИЧ-инфекция, Эбола, лихорадка Западного Нила, а также самые разные виды гриппа.

По внешнему виду многих животных даже не скажешь, что они инфицированы. Лишь анализ взятых у них проб крови и тканей позволяет выявить вирусы, которыми они заражены. До недавних пор было абсолютно неизвестно, сколько всего вирусов обитает в дикой природе. Лишь исследования последних лет позволяют хотя бы приблизительно оценить эту цифру.

Так, в 2013 году журнал «mBio» сообщил о работе, выполненной учеными Колумбийского университета (Нью-Йорк, руководитель – Саймон Энтони). В джунглях Бангладеш они собрали почти 1900 образцов тканей калонгов (Pteropus vampyrus) – летучих лисиц. Это – одни из самых крупных рукокрылых млекопитающих. Размах их крыльев достигает полутора метров.

Это позволило составить перечень вирусов, переносчиками которых являются калонги. Подобная работа – лишь первый шаг на пути к созданию полного каталога всех вирусов, обитающих в организмах животных, вирусов, потенциально опасных для человека. Разумеется, этот каталог никак не защитит нас от новых вспышек неизвестных заболеваний где-нибудь в Африке или Азии, но зато мы почти с самого начала будем точно знать, с какой инфекционной болезнью мы на этот раз имеем дело и какими средствами можно справиться с ней. Мало того! Готовиться к борьбе с этими заболеваниями можно будет задолго до того, как вспыхнет еще одна внезапная эпидемия. Мы будем заранее ожидать, что тот или иной вирус вследствие вероятной мутации может перейти от животных к человеку.

Как выяснилось, одни только калонги являются переносчиками 58 вирусов, пятьдесят из которых до этого были неизвестны ученым. Всего в настоящее время насчитывается 5486 видов млекопитающих. Если предположить, что каждый из этих видов инфицирован в среднем таким же количеством вирусов, то будущий каталог включит в себя примерно 320 тысяч вирусов.

Глобальное наступление на малярию

Малярия – это болезнь, которая кажется непобедимой. Достаточно укуса комара, чтобы заразиться ей. По статистике, всего за год ей успевают переболеть до 300–500 миллионов человек. Ведь в тех регионах, где она распространена, проживает около трех с половиной миллиардов человек – половина населения планеты. Особенно высока заболеваемость ею среди детей Африки, Азии и Латинской Америки в возрасте до пяти лет. В Тропической Африке она встречается, кажется, всюду. Каждый год около 600 тысяч человек во всем мире умирают от малярии – в основном это африканские дети в возрасте до пяти лет.

Малярию называют болезнью бедных. Отчасти это объясняет, почему так трудно победить ее. Люди, страдающие от нее, как правило, не могут покупать дорогие лекарства, а потому не интересны крупным фармацевтическим компаниям – им выгоднее разрабатывать препараты против «болезней цивилизации», которыми страдают состоятельные клиенты.

Ее возбудители, малярийные плазмодии, проникают в наш организм при укусе определенных комаров. Анофелесы (малярийные комары), переносчики этих паразитов, широко распространены. Но особенно благоприятны для заражения малярией влажные области тропиков – заболоченные местности, поймы рек.

Попав в кровь человека, плазмодии вместе с ней достигают печени и, осев там, размножаются. Затем дочерние клетки (мерозоиты) в огромном количестве покидают печень и, расселяясь по кровеносным сосудам, инфицируют красные кровяные тельца, где продолжают размножаться, разрушая их. Теперь уже человек ощущает типичные симптомы малярии: температуру, головную боль, ломоту в суставах.

Лечение малярии длится долго. Для защиты от нее прибегают к профилактическим мерам: опрыскивают помещения инсектицидами, раздают населению москитные сетки, уничтожают личинки комаров. По оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), эти меры позволили начиная с 2000 года снизить смертность от малярии на 47 %. В абсолютных цифрах это означает, что в 2013 году от нее умерло на 584 тысячи человек меньше, чем за 13 лет до этого.

Анофелесы (малярийные комары), переносчики паразитов, широко распространены

Разумеется, лучший способ борьбы с инфекционными болезнями – вакцинация. С ранних лет прививки защищают нас от опасных недугов. Вот только возбудителями малярии являются не вирусы и бактерии, а одноклеточные паразиты. Пока же в распоряжении врачей нет ни одной надежной вакцины против болезней, вызываемых ими.

Жизненный цикл тех же плазмодиев очень сложный. Создавая вакцину, трудно найти у них «уязвимое место». В начале 2010-х годов в разных странах велись испытания около сотни кандидатов в вакцины против малярии. Однако пока они не привели ни к чему. Главная проблема в том, что антигены плазмодиев, на которые должна реагировать иммунная система, очень быстро меняются.

И все-таки в 2015 году забрезжила надежда. Она была связана с вакциной, получившей название RTS,S, – та содержит определенный протеин плазмодия, поэтому сразу после прививки иммунная система человека активизируется. Атакует плазмодиев, когда те только проникли в организм и еще не успели добраться до печени.

Вакцина особенно эффективна при заражении Plasmodium falciparum — возбудителем тропической малярии, который распространен к югу от Сахары. Проникнув в красные кровяные тельца, он вырабатывает там протеины, благодаря которым эти тельца прикрепляются к стенкам кровеносных сосудов, сужая их. Приток кислорода и питательных веществ к разным частям организма нарушается. Это нередко вызывает тяжелые осложнения, пагубно сказывается на работе центральной нервной системы. Маленькие дети могут впасть в кому.

Почти в 80 % случаев люди, больные малярией, заражены именно тропической малярией. Но все-таки насколько надежна вакцина RTS,S? Пришло ли время массовой вакцинации жителей тех же африканских стран?

Всё начиналось оптимистично. В июле 2015 года Европейское агентство лекарственных средств высказалось за то, чтобы разрешить использование вакцины RTS,S, предназначенной для грудных детей (ее разработка велась с 1987 года). Однако несколько месяцев спустя руководители ВОЗ заявили, что она слишком сложна в применении, а потому нужны дополнительные испытания.

Создание вакцины против малярии оказалось очень непростой задачей; ее решают многие десятилетия. Но столь же сложным получилось и решение. Ведь для того, чтобы ребенок был защищен от малярии, прививку надо делать не единожды, а четырежды: первые три раза с промежутком в месяц, а последний – через полтора года.

С подобной пунктуальностью хорошо делать прививки в Германии или Канаде – там, где не надо бояться малярии. В странах же Черной Африки, страдающих от нее, регулярно вспыхивают гражданские войны, но даже в мирное время медицинское обслуживание налажено из рук вон плохо. В лучшем случае детям в африканской глуши удастся сделать прививку один-два раза. Зачем тогда приступать к вакцинации? Выполненная «против всех правил», она не поможет.

Кроме того, результаты испытаний вакцины оказались отнюдь не блестящими. Почти две трети, а то и три четверти детей, прошедших вакцинацию, все равно болели малярией. Иными словами, надежность вакцины RTS,S составила всего 26–36 %.

Когда в трех случаях из четырех прививка не защищает вас от возбудителя болезни, делать ее все равно что идти под дождь с зонтом, в котором зияет огромная – на три четверти шириной! – дыра. От некоторых капель дождя такой зонт и впрямь защитит.

Руководители ВОЗ предлагают до 2020 года продолжать испытания вакцины RTS,S, охватив ими около миллиона детей в возрасте от 5 до 17 месяцев, чтобы убедиться, например, насколько врачи в Африке могут быть пунктуальными – и, значит, приемлема ли для этого континента сложная схема вакцинации.

В борьбе с малярией ученые прибегают к самым неожиданным стратегиям. Так, в лаборатории японского иммунолога Сигето Ёсида помощниками в этой борьбе стремятся сделать… комаров. Здесь впервые удалось вывести линию генетически измененных малярийных комаров, в чьих слюнных железах вырабатывается вакцина против малярии. Когда такой комар укусит человека, то вместе с плазмодиями и слюной в его кровь попадет вакцина.

Пока это лишь смелая идея, лабораторный эксперимент, который, может, и не будет реализован на практике. Ведь для этого надо пойти на очень большой риск – выпустить генетически измененных комаров в дикую природу. Во многих странах это запрещено. К тому же вооружить комаров нечем. Ни одна испытываемая сейчас вакцина официально не разрешена к применению.

Тем временем ученые разных стран мира продолжают задаваться вопросами и проверять на практике свои идеи. Можно ли какими-то средствами остановить размножение плазмодиев? А можно ли извести малярийных комаров с помощью биологического оружия – бактерии Bacillus thuringiensis israelensis, истребляющей их личинок? Или путем генетических манипуляций изменить микрофлору кишечника малярийных комаров, точнее говоря, изменить живущую в симбиозе с ними бактерию Pantoea agglomerans так, чтобы та выделяла пептид, очень вредный для плазмодиев?

На все эти вопросы еще предстоит дать ответ. Тем не менее недавно на сессии Генеральной Ассамблеи ООН было заявлено, что к 2030 году надлежит полностью победить малярию. Эффективная вакцина должна обеспечить успех.