Текст книги "100 великих загадок современной медицины"

А. В. Волков
Сто великих загадок современной медицины

© Волков А. В., 2017

© ООО «Издательство «Вече», 2017

© ООО «Издательство «Вече», электронная версия, 2017

Загадочный мир болезней

Призрак гриппа бродит по планете

Мы не знаем, когда она придет. Мы не знаем, где она разразится. Мы не знаем, сколько жизней она унесет. Мы не знаем даже, как ее назовут. Эпидемия, пандемия, швамбранский грипп, грифонская лихорадка… Мы не знаем. Мы ничего не знаем о ней, о будущем. Мы знаем лишь, что это повторится. Она вспыхнет. Стремительно разлетится по миру. Соберет свою кровавую жатву, богатую жатву. Так было. Так будет. Так.

Грипп – наш старый, недобрый знакомый. Его вирусы неизменно паразитируют в организме птиц, свиней и людей. Едва ли не каждую зиму появляется новый штамм вируса, и тогда на мир надвигается очередная эпидемия. Обычно всё протекает безобидно. Люди кашляют, температурят, но легко переносят болезнь.

Однако раз в два-три десятилетия эта картина разительно меняется. Человеческий организм оказывается не готов ничего противопоставить новому вирусу гриппа. Тогда множество людей становятся жертвами этой болезни. В течение нескольких месяцев она завоевывает мир. Так, в 1918–1920 годах пандемия испанского гриппа, охватившая почти всю планету, привела к смерти 50 миллионов человек. Может ли такое повториться сегодня?

«Рано или поздно придет следующая пандемия гриппа», – еще несколько лет назад с таким заявлением выступил Дэвид Набарро, в то время главный координатор ООН по борьбе с гриппом. Эта пандемия нанесет «ощутимый удар мировой экономической и социальной системе». Ее последствия окажутся страшнее и эпидемии СПИДа и мелкотравчатых страстей по глобальному потеплению. «Мир не готов пока к такому испытанию».

Тогда же Набарро назвал цифры возможных потерь: от 5 до 150 миллионов человек. Это заявление вызвало недовольство руководителей ООН. Они поспешили отмежеваться от спорного мнения эксперта. Официальная формулировка гласила: жертвами очередной пандемии гриппа станут от 2 до 7,4 миллиона человек.

В последнее десятилетие генетики и микробиологи, эпидемиологи и даже географы узнали много нового о гриппе. Довольно точно ученые представляют себе пути распространения вируса гриппа. До мельчайших деталей ими изучено генетическое наследие сотен штаммов вируса, которые встречались в прошлом или же сохраняют активность и сегодня.

Рано или поздно придет следующая пандемия гриппа – уж с этим-то программным заявлением согласно подавляющее большинство ученых. Между тем в последние годы интерес к этому заболеванию в средствах массовой информации пропал. Да это и понятно, если вспомнить ажиотажные слухи начала 2000-х годов, самые мрачные прогнозы на ближайшие недели, поголовное истребление животных – и вдруг полное затишье. Всякий раз эпидемия бывала побеждена, толком даже не начавшись.

Так, несколько лет назад при вспышке птичьего гриппа вдруг прозвучал прогноз о том, что «эпидемия унесет жизни миллиарда человек». Когда ее жертвами стало пожалуй что поменьше людей, чем гибнет у нас за неделю под колесами автомобилей, всякая охота в следующий раз относиться к эпидемии всерьез пропала. А зря!

Люди отвыкают бояться эпидемий. Не представляют себе панику, охватывающую всех поголовно, общее уныние, безнадежность – косу смерти, взмахивающую со всех сторон.

На протяжении XX века мир пережил несколько страшных пандемий гриппа, которые унесли миллионы человеческих жизней. Эксперты давно опасаются грядущей пандемии птичьего гриппа. По счастью, его вирус пока не передается от человека к человеку. Люди заражаются им непосредственно от птиц, инфицированных им. Это отличает его от других вирусов гриппа. Например, свиной грипп H1N1 быстро распространялся среди людей, но больные сравнительно легко переносили этот недуг. Если бы точно так же можно было заражаться птичьим гриппом, то счет погибших шел бы на миллионы (по имеющимся сведениям, в 2003–2012 годах птичьим гриппом заболело 570 человек; более половины из них умерло).

Вирус гриппа

Но эксперименты показывают, что рано или поздно вирус птичьего гриппа мутирует, и тогда на смену отдельным случаям заболеваний придет массовая вспышка болезни. Она обрушится на мир волной мощной, как цунами.

Так, группа нидерландских исследователей (руководил ими Рон Фушье), заражая вирусом птичьего гриппа H5N1 лабораторных хорьков, убедилась, что достаточно всего пяти мутаций, чтобы началось массовое заболевание животных.

Известно, для того, чтобы вирус птичьего гриппа мог инфицировать клетку какого-либо организма, гемагглютинин – протеин, расположенный на поверхности вируса, – пристыковывается к рецептору этой клетки. В идеальном случае протеин и рецептор подходят друг к другу, как ключ к замку, и тогда вирус проникает внутрь клетки.

Слизистая оболочка наших дыхательных путей содержит два основных типа клеток: цилиарные (реснитчатые) и бокаловидные. Пока вирус H5N1 поражает клетки только одного типа: цилиарные. Лишь когда он «научится» проникать и в бокаловидные клетки, он начнет «триумфальное шествие» по планете, множа число заболевших чуть ли не в геометрической прогрессии. Ведь бокаловидные клетки вырабатывают слизь – те самые крохотные капельки влаги, которые мы разбрызгиваем вокруг себя, когда выдыхаем воздух. Но чтобы проникать внутрь бокаловидных клеток, вирусу нужно слегка измениться.

Пять мутаций – это очень мало. Пять ступенек, пять мгновений… Это кажется чем-то из области неизбежного. Дело уже не за учеными, а за политиками, которым надо готовиться к тому, что рано или поздно новая мировая эпидемия придет. Новая мировая война с болезнью, все коварство которой мы пока еще не можем оценить в полной мере.

По словам Фушье, две из пяти мутаций уже получили широкое распространение. Они выявлены соответственно у 30 и 50 % штаммов вируса H5N1, встречающихся в природе. Вполне может статься, что какой-нибудь человек заразится дважды мутировавшим вирусом. Затем тот претерпит три новые мутации, и тогда этот имярек станет смертельно опасен для окружающих. Вирус будет переходить от него к другим людям, как и обычные вирусы гриппа, – воздушно-капельным путем.

Впрочем, вероятность такого развития событий трудно оценить. В последнее десятилетие в Азии несколько раз наблюдались крупные эпидемии птичьего гриппа, приводившие к массовой гибели птиц. Однако роковой мутации так и не случилось.

Вирусолог Дерек Смит из Кембриджского университета сравнивает опасность пандемии птичьего гриппа с другой возможной катастрофой – крупным землетрясением, которое непременно произойдет в том или ином сейсмоопасном районе Земли, но, когда это случится, неизвестно. Задача ученых – выяснить, насколько серьезна опасность. И как защититься от нее?

Можно ли, например, рассчитывать на то, что у нас появится универсальная вакцина против гриппа, которая будет защищать людей от самых разных его разновидностей? Пока к каждой из них нужно создавать свою вакцину. По сути, она – «одноразовая», она устаревает чуть ли не так же быстро, как свежая газета.

Вирус гриппа, шутят ученые, всякий раз пускает нас по ложному следу, который вдруг обрывается, и надо возвращаться назад. Так как же перехитрить его?

Предлагаются всё новые идеи – от многократных прививок до специально сконструированных вакцин, которые будут содержать те части вируса гриппа, что не подвержены мутациям. Какая из этих идей окажется самой перспективной? В любом случае пройдет еще несколько лет, прежде чем универсальная вакцина против гриппа будет создана.

В долгом ожидании пандемии

Смертоносные инфекции продолжают уносить множество человеческих жизней. Всё происходит неожиданно. В геноме бактерии или вируса меняется какой-нибудь фрагмент. Крохотная мутация, ничего вроде бы страшного…

Но это ничтожное изменение вдруг приводит к тому, что возбудитель заболевания становится необычайно агрессивным. Всё больше людей оказываются им инфицированы. Начинается эпидемия, которая уносит тысячи, а то и многие миллионы человеческих жизней. Так было с «испанским гриппом» в 1918 году, со СПИДом в 1980—1990-х годах, с Эболой в 2014 году. Так было в XIV веке с чумой, «черной смертью». Порой такая эпидемия охватывает значительную часть планеты и называется тогда пандемией.

Именно пандемии чумы были пока самыми страшными событиями в «медицинской истории человечества». Вот лишь несколько наиболее мрачных ее эпизодов:

– «чума Антонинов» (165–180 годы новой эры), предположительно пандемия оспы, охватившая всю территорию Римской империи, число умерших приближенно оценивают в пять миллионов человек;

– «юстинианова чума», первая пандемия чумы, началась в 541 году, охватила не только все Средиземноморье, но и почти весь известный византийцам мир, продолжалась вплоть до VIII века, количество умерших не поддается оценке;

– «черная смерть», вторая пандемия чумы (1347–1352), в Европе погибло около 25 миллионов человек (треть всего тогдашнего европейского населения).

Отдельные, редкие случаи заболевания чумой в некоторых африканских или азиатских странах давно уже не беспокоят ученых. Другое дело – грипп. Каждой зимой наблюдаются вспышки заболеваний им, и вот уже в сводках новостей сообщается, что «уровень заболеваемости гриппом превысил эпидемический порог».

При эпидемиях гриппа, наблюдаемых в отдельных регионах планеты, им бывает инфицировано от 10 до 20 % населения. При пандемии гриппа болезнь распространяется по всему миру и подчас поражает до 50 % жителей тех или иных регионов. Возбудителем ее всякий раз является новый, мутировавший тип вируса гриппа, к которому у людей пока нет иммунитета.

За последние сто лет наблюдалось, по разным оценкам, от трех до пяти пандемий гриппа:

– «испанский грипп» (1918–1920), H1N1: 500 миллионов заболевших; от 25 до 50 миллионов умерших;

– «азиатский грипп» (1957), H2N2: около одного миллиона умерших;

– «гонконгский грипп» (1968), H3N2: 700 тысяч умерших;

– «русский грипп» (1977–1978), H1N1: 700 тысяч умерших (статистические данные не точны);

– свиной грипп (2009), H1N1: 18 500 умерших (статистические данные не точны).

В принципе грипп – лишь частный случай! В наше время – время глобализации – фиксируются все новые факты заражения людей неизвестными прежде болезнями, которые досаждали до этого только животным. Так, с 2004 по 2012 год было отмечено три десятка подобных случаев.

Зоонозы, инфекционные и паразитарные заболевания животных, представляют собой серьезную опасность для здоровья людей. Например, каждый третий случай желудочно-кишечной инфекции во всем мире вызван либо употреблением в пищу зараженного мяса и других продуктов животного происхождения, либо тем, что человек непосредственно заразился от животного. Примерно три четверти всех новых инфекционных болезней – это зоонозы. Их возбудители – бактерии, вирусы или одноклеточные паразиты – давно изводили тех или иных животных, пока не перебрались наконец на людей. По оценке экспертов, в мире насчитывается примерно 25 миллиардов одних только домашних животных. Они, прежде всего, и становятся источником новых инфекций для человека. Особенно высокая опасность исходит от свиней и домашней птицы.

Глобальное потепление лишь усиливает опасность. В тех регионах, где количество осадков, как и число наводнений, будет возрастать, возбудители заболеваний станут все чаще проникать в организм человека вместе с питьевой водой, зараженной ими, или же с укусами комаров и других насекомых.

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.