Текст книги "Вот холера! История болезней от сифилиса до проказы"

Литература

Bryant, JE; Holmes, EC; Barrett, AD (2007). “Out of Africa: a molecular perspective on the introduction of yellow fever virus into the Americas”. PLOS Pathogens. 3 (5): e75

The Oxford Textbook of Clinical Research Ethics Edited by E. Emanuel, C. Grady, R. Crouch, R. Lie, F. Miller, and D. Wendler. New York, NY, Oxford University Press, 2008

Bean, William B., Walter Reed: A Biography, Charlottesville: University Press of Virginia, 1982.

Pierce J.R., (2005). Yellow Jack: How Yellow Fever Ravaged America and Walter Reed Discovered its Deadly Secrets. John Wiley and Sons

10.0. Рак шейки матки и другие онкологические неприятности

Казалось бы – мы специально сделали нашу вторую книжку исключительно про инфекционные заболевания. Какое отношение к ним может иметь рак? Конечно, мы понимаем, что рак – это не одна, не две и не десять болезней, однако вроде бы все они связаны с какими-то поломками внутри наших клеток. Причем тут инфекции? Однако не все так просто, и мы действительно в некоторых случаях можем утверждать: да, рак может быть вызван инфекционными агентами. Поэтому отвели онкологии целую главу в нашей книге. Хотя на самом деле – три или даже четыре.

Первая попытка выявить «заразный» рак увенчалась успехом – и была забыта. Но расскажем мы вам о ней не в первую очередь. Дело в том, что с «заразными» опухолями связано три Нобелевские премии. И первая из них оказалась… ошибкой. Возможно, именно она отложила вручение второй премии на более чем полвека.

Герой номер один. Йоханнес Фибигер. Рак, черви, ошибки

Наш первый герой родился в семье врача Христиана Августа Фибигера и его супруги, которая была гораздо известнее мужа – писательницы и филантропа Элфрид Фибигер. Ничего удивительного в этом нет: отец Йоханнеса и его брата-близнеца Йоргена, который впоследствии станет известным инженером-строителем, умер через три года после рождения детей. Мать переехала в Копенгаген и начала активно работать – писать романы. Кроме этого, она создала первую в Дании кулинарную школу. Так что семья была очень необычной (мы можем добавить сюда дядю Йоханнеса, в честь которого и назвали нашего героя, который был известным священником и поэтом).

Тем не менее юноша, при всех предпосылках стать гуманитарием, пошел в отца, и стал медиком. Он получил медицинскую степень в Копенгагенском университете, и даже успел поработать в Берлине под руководством самого первого нобелевского лауреата по медицине Эмиля Беринга и его босса, пятого лауреата, Роберта Коха. Естественно, именно поэтому первые научные работы Фибигера были посвящены дифтерии (за сывороточную терапию дифтерии получил свою премию Беринг) и туберкулезу (за открытие его возбудителя наградили Коха).

Если говорить об исследованиях дифтерии, то, в принципе, именно тут Фибигер сделал то, за что, в принципе, могли дать Нобелевскую премию. Для начала он открыл два типа дифтерийной палочки, которые вызывали разные симптомы болезни (носоглоточные и кожные), но не это было главным. Главным было то, что когда Фибигер работал в Blegdamshospitalet, там он начал проводить испытание сыворотки собственного производства (1898 год). Именно там, на материале 484 пациентов, Фибигер провел тщательное и, судя по всему, первое в истории контролируемое клиническое испытание. Как и сейчас, он случайно разделил всех на «опыт» и «контроль» и показал, что леченные сывороткой умирают реже.

В 1998 году British Medical Journal писал в статье, посвященной столетию современных клинических испытаний: «Эксперимент Фибигера в 1898 году был первым клиническим исследованием, в котором применялось случайное распределение и это было подчеркнуто как основной методологический принцип. Это новаторское совершенствование методологии в сочетании с большим количеством пациентов и тщательные планирование, проведение, и отчетность делают работу ученого первой вехой в истории клинических испытаний».

Если же говорить о туберкулезе, то в Дании Фибигер изучал то, насколько связаны вспышки туберкулеза у крупного рогатого скота и у человека (отсюда следует, что в споре между Берингом и Кохом, приведшем к их разрыву, Фибигер встал на сторону Беринга, считавшему, что туберкулез коров может передаваться человеку).

Нужно сказать, что Йоханнес всегда считался очень хорошим человеком, всегда был мягок и крайне уважителен к коллегам, несмотря на свою одержимость исследованиями и непоколебимую уверенность в собственной правоте. Как вспоминают современники, он – в отличие от многих ученых – всегда уважал даже категорически не согласных с ним. А таких было много.

В начале XX века Фибигер занялся другим: раком. Тогда уже появились первые гистологические работы, которые показывали специфику тканей раковых опухолей. В 1907 году наш герой изучал мышей, а точнее, туберкулез на мышиных моделях. В желудках несчастных мышек Йоханнес обнаружил две вещи, которых там быть не должно: червей-нематод, которые получили название Spiroptera neoplastica и опухоли. Фибигер распознал в этих опухолях рак, тем более, он находил там и метастазы в легких. Узнав, откуда доставили мышей (с сахарного завода), он предположил, что там мыши ели тараканов, которые несли в себе личинки нематоды.

Фибигер по своему обыкновению решил проверить гипотезу в эксперименте, результаты которого опубликовал в 1913 году – он кормил мышей и крыс тараканами с нематодами – и снова находил в них опухоли и метастазы. Итак, нематоды вызывают рак? И у человека?

Надо сказать, что напрямую Фибигер ни разу не утверждал, что открыл вызываемый червями рак у человека. Хотя он писал, что «черви… должны играть большую или меньшую роль в развитии опухолей и рака у человека», в своей Нобелевской лекции он «сдал назад»: «Сейчас мы не можем судить, играют ли гельминты хоть какую-то этиологическую роль в патологии рака у человека».

Тем не менее, аргументы «за» Фибигера пришли, откуда не ждали. Японцы Кацусабуро Ямагива и Ичикава Коичи в 1918 году опубликовали работу, в ходе которой впервые показали, что рак вообще можно вызвать: они постоянно воздействовали каменноугольной смолой на внутреннюю поверхность уха кролика и постоянным раздражением кожи на протяжении сотен дней вызывали рак. Потом они сумели вызвать его и у мышей.

История с Нобелевской премией Фибигеру получилась очень странной, а после его смерти – и вовсе очень неприятной для Нобелевского комитета.

С 1920 года нашего героя номинировали 18 раз. В 1926 году его номинировали вместе с Ямагивой.

Нобелевский комитет назначил экспертов – Фольке Хеншена и Хилдинга Бергстранда. Эксперты выдали заключения, противоречащие друг другу. Хеншен сказал, что надо давать обоим за экспериментальное вызывание рака, а Бергстранд сказал, что японец недостоин, потому что экспериментально подтвердил уже известный факт (к моменту экспериментов хорошо знали о распространенности онкологических заболеваний у трубочистов и рабочих заводов, где уголь сжигали), а Фибигер недостоин, потому что никто не повторил его работы. В итоге 1926 календарный год остался без лауреатов, а в следующем году Фибигер получил аж семь номинаций, и Ямагиву «отцепили», назначив двух других «компаньонов» по премии – Отто Варбурга (за открытие природы дыхательного фермента) и Юлиуса Вагнер-Яурегга (за лечение прогрессивного паралича малярией). Нобелевский комитет решил дать премию 1926 года Фибигеру и Варбургу, а премию 1927 года – Вагнер-Яуреггу, но тут почему-то «уперлось рогом» руководство Каролинского института, и «отцепили» Варбурга. Впрочем, он потом получил-таки свою премию в 1931 году. Еще один любопытный факт: последнюю по хронологии номинацию Фибигеру (и Ямагиве) – уже 1928 года – дал наш соотечественник, Александр Максимов, выдающийся гистолог (сам достойный и единожды номинированный на премию), который к тому времени уже работал в Чикаго.

В следующем после своей реально полученной премии году Фибигер, дожив всего до 60 лет умер, а затем началось… Множество работ 1935–1952 годов убедительно показали, что Фибигера подвела самоуверенность в правоте – и плохое знание гистологии. Оказалось, что в данном случае возникало или одно, или другое. Нематода действительно вызывает опухоль, но – доброкачественную неоплазию. У мышек действительно был рак, но совсем по другой причине: если мышей и крыс кормить исключительно тараканами и нематодами, то они, конечно, не умрут от голода, и получат свои белки, жиры и углеводы – но будут страдать от недостатка витамина А, а это в данном случае вызывает рак. Такая вот научная трагедия (и, кстати, повод еще раз задуматься о том, что организму нужны не только жиры, белки и углеводы, и правильное питание – это не только нужное количество калорий).

Эрлинг Норрбю, профессор Каролинского института в Стокгольме (того самого, который присуждает Нобелевские премии) и постоянный секретарь Королевской Шведской академии назвал случай с Фибигером самой большой ошибкой Нобелевского комитета.

И тем не менее совсем незаслуженной премией назвать, конечно, нельзя. Потому что черви действительно вызывают рак. Не Spiroptera, конечно, но, по последним данным, например, Schistosoma haematobium или Opisthorchis viverrini вполне могут вызвать рак у человека.

Герой номер два. От птицы к птице и полвека ожидания

Как в свое время отметил Виталий Гинзбург, для того чтобы получить Нобелевскую премию, нужно не только быть великим ученым, нужно еще и жить достаточно долго. Наш герой номер два – яркое подтверждение слов российского лауреата. Мало того, что он очень долго был человеком, получившим премию в самом преклонном возрасте, но и промежуток между первой работой о его открытии и самой премией до сих пор остается самым большим в истории.

Как пишут биографы Фрэнсиса Пейтона Роуса, «не существует никаких свидетельств никакой научной деятельности никого из предков» нашего героя, по крайней мере, с начала 1800-х годов: его прадед приехал в США в начале XIX века из графства Суффолк, отец Роуса торговал зерном и взял себе в жены Фрэнсис Андерсон Вуд из Виргинии.

Тем не менее нашелся тот, кто привел молодого человека в науку. Он жил на другом континенте, в стране, куда через много-много лет приведут самого Фрэнсиса его открытия, и вообще давно уже умер. Звали этого человека Карл Линней.

Вот что рассказал сам Роус во время вручения ему Нобелевской премии: «Мальчиком я часто бродил по лесам и полям близ моего дома в городе Балтимор в Мэриленде и таким образом полюбил полевые цветы, хотя ничего о них не знал, кроме того, что многие из них были прекрасны и все были интересны. Денег в нашей семье было мало, но однажды мне удалось купить за несколько пенни [заметили британскую оговорку? – прим. авт. ] потрепанную, потертую книгу о полевых цветах, которая была напечатана в соседнем городе Филадельфии аж в 1834 году. Это был учебник ботаники для девушек, обучавшихся в «пансионах для благородных девиц» – слово «пансион» в данном случае означало, что это было все формальное образование, которое когда-либо получат эти преуспевающие девушки.

Что же содержала эта потрепанная книга? Списки цветковых растений нашего региона, составленные в соответствии с биномиальной системой Линнея, системой, которую мне было легко понять! Тотчас же я начал искать как можно больше перечисленных в книге полевых цветов и к восемнадцати годам натолкнулся на такое их количество, что, хотя все еще ничего не знал ни о самом Линнее, ни о его «Цветковом календаре», я как раз перед весной написал статью «Полевые цветы месяца», в которой говорилось об анемонах, земляничном дереве и других подобных цветах, рискнул отправить ее в The Baltimore Sun, главную газету города, и был в восторге от того, что статью не только напечатали, но и заплатили за нее. Конечно, с тех пор я с радостью писал по статье за каждый месяц, пока осень не заморозила последние лепестки; но на следующий год такой фокус повторить было нельзя. Моя карьера журналиста закончилась, но только не моя любовь к полевым цветам! Я все еще дорожу потрепанной книгой 1834 года, переполненной моими записями о них».

Желание знать все больше позволило юноше добиться стипендии на обучение от Университета Джонса Хопкинса, бакалавриат которого он окончил в 1900 году и поступил в Медицинскую школу. Через год карьера и жизнь молодого человека могла закончиться: он заболел туберкулезом и поехал лечиться на юг, в Техас, к дяде, а параллельно поработать ковбоем – в настоящем смысле этого слова. Судя по всему, именно этот эпизод навсегда избавил Роуса от снобизма ученого и просто «человека с высшим образованием» – оказалось, что простые пастухи по своему благородству и душевным качествам ничуть не хуже университетских профессоров, а подчас намного лучше.

Забавно, что и долгий, самый долгий в истории путь к Нобелевской премии тоже начался с фермерского хозяйства. В 1909 году, когда Роус был уже молодым специалистом, даже с европейской стажировкой, один из фермеров показал ему… курицу. Но не просто курицу, а курицу породы плимутрок с опухолью в области грудины. Проведя гистологическое изучение, Роус выявил у животного веретеноклеточную саркому – злокачественную опухоль, образованную соединительной тканью и типичными для сарком перерожденными клетками в виде веретена. Исследователь измельчил опухолевую ткань, получил бесклеточные экстракты в солевом растворе и ввел их другим курам этой же породы. У одной из них также развилась саркома. Многочисленные опыты показали, что таким образом можно заразить раком не одно поколение кур. В 1910 году появилась первая статья Роуса о «трансмиссивных новообразованиях». В 1911 году вышла еще одна, а поскольку заболевание передавалось экстрактом, проходящим через фильтр, логичным было предположить, что оно вызывается вирусами.

Давайте же сделаем лирическое отступление и расскажем, как человечество познакомилось с вирусами.

Началось все с неудачи. Великий Пастер, открывший множество микробов и создавший вакцину от бешенства, так и не сумел открыть его возбудителя, сколько ни смотрел в микроскоп. Впрочем, он не отказался от инфекционной теории бешенства, просто решил, что патоген в данном случае слишком мал, чтобы увидеть его в микроскоп. И был прав!

В 1884 году его коллега, Шарль Шамберлан, сумел создать фильтр с мельчайшими порами, которые отсеивали все бактерии. Этим фильтром воспользовался наш соотечественник Дмитрий Ивановский, когда начал изучать болезнь растений – табачную мозаику. В 1892 году Ивановский показал: даже перетертые листья больного табака, пропущенные через фильтр Шамберлана, все равно заражают здоровые растения.

Сам Ивановский решил, что инфекция – бактериальный токсин, существующий сам по себе. Токсин – значит яд. «Яд» на латыни – virus. Ивановский даже увидел некие «кристаллы» (кристаллы Ивановского) в оптический микроскоп, и теперь мы знаем, что это скопления вирусов в клетке. Пришлось ждать еще шесть лет, пока голландец Мартин Бейеринк сумел-таки открыть вирус. Тот самый знаменитый вирус табачной мозаики, на котором устройство вирусов показывали еще в советских школьных учебниках.

Так что же Роус? Его открытие практически не заметили. Только в 1930-х годах гипотеза была подтверждена, в 1940-е годы вирусы саркомы Роуса (сейчас это заболевание называется именно так) увидели в электронный микроскоп… Медленно, очень медленно открытие пробивало себе дорогу. Несмотря на то, что самого Роуса номинировали на премию с 1926 года, и на 1951 год этих номинаций было уже 17 (внесение номинаций по физиологии или медицине в базу нобелевского комитета запаздывает из-за огромного объема данных), премии ему пришлось ждать 56 лет со дня первой публикации. Это, кажется, абсолютный рекорд… «Второе место» Эрнста Руски на год меньше – от демонстрационной модели первого электронного микроскопа до Нобелевской премии прошло 55 лет.

Не исключено, что здесь сыграла злую шутку ошибка Нобелевского комитета, который присудил в том самом 1926 году, в котором впервые номинировался Роус, премию Йоханнесу Фибигеру (об этом мы рассказали выше). А когда открытие Фрэнсиса Роуса подтвердилось, нашлись более яркие и недавние открытия. И все же премии он дождался, став самым пожилым лауреатом в истории.

…В 1966 году собравшиеся в Стокгольме люди понимали, что сейчас перед ними легенда – и не только потому, что человек ждал своей премии более полувека. Перед ними была сама история, человек, который помнил – и не с детства – самую первую Нобелевскую премию Эмилю Адольфу фон Берингу. Понимал это и сам Роус, который сказал:

«В 1901 году я был студентом Медицинской школы Джонса Хопкинса и знал достаточно, чтобы осознать огромное значение усилий Альфреда Нобеля по содействию прогрессу человечества путем присуждения премий, а также проследить с самого начала постоянно расширяющийся размах и блестящий успех его плана. Нобелевский комитет, чествуя ученых-тружеников на протяжении многих лет, показал себя государственными деятелями, озабоченными состоянием всего человечества, а не состоянием наций. Как здорово, что можно следить за их выбором каждую осень, за тем, что они могут выявить или подразумевать! Я стою здесь, счастливый, и смиренно горжусь тем отличием, которое комитет даровал мне».

Герой номер три. ВПЧ и рак шейки матки

Тем не менее, открытия (верные или нет) первых двух героев не имеют никакого отношения к человеку как к организму. Так может ли вирус приводить к раковым заболеваниям у людей? Оказывается, может. И доказал это третий герой: Харальд цур Хаузен, который удостоился за свои открытия Нобелевской премии в 2008 году и до сих пор, к счастью, живет и здравствует.

Наш герой родился в 1936 году в Третьем рейхе. В начале войны положение Харальда было комфортным, и ребенок мог развивать свой интерес к живой природе, изучая местных животных и растения. Однако с 1943 года родной Гельзенкирхен начали активно бомбить. По его собственным словам, это сильно повредило образованию, и когда он все-таки поступил в гимназию, пробелы начали ощущаться особенно сильно. Закончил школу он тоже поздно, в 1955 году, в 19 лет. Это произошло уже в Северной Германии, куда его родители переехали в 1950 году.

После окончания школы Харальд был типичным «юношей, обдумывающим житье», и какое-то время он не мог выбрать, куда ему пойти. Его влекло то, что сейчас называется Life sciences, но тогда существовала жесткая граница между медициной и биологией. Цур Хаузен выбрал первую и поступил на медицинский факультет университета в Бонне. Впрочем, он все равно параллельно посещал курсы по биологии.

Несмотря на то, что будущий нобелевский лауреат твердо решил посвятить свою жизнь фундаментальной медицинской науке, он посчитал, что все же нужно получить статус MD, то есть практикующего врача. В связи с этим его ждали одновременно в Университете Гамбурга и в Дюссельдорфской медицинской академии.

Конец 1960 года. Цур Хаузен теперь уже настоящий доктор, однако он решил остаться честным перед собой и прошел еще два года интернатуры. Хирургия, внутренние болезни и – в самом конце – акушерство и гинекология. Это ему понравилось больше всего. Видимо, уже тогда Харальд обратил внимание на папиллому и рак шейки матки.

Окончив интернатуру, молодой врач наконец-то отправился заниматься наукой – на кафедру медицинской микробиологии и иммунологии Университета Дюссельдорфа, созданного на основе местной медицинской академии.

Он с радостью бросился в мир науки и… начал задумываться, а не вернуться ли к медицинской практике. Точно больше денег и, возможно, не так скучно. Вероятно, юного сотрудника долго и нудно мучили теорией, потому что как только цур Хаузен перешел к экспериментам, его «отпустило». Поначалу он занимался хромосомными модификациями, которые вызывают вирусы, и одновременно получал новые знания по только зарождающимся в те годы диагностическим вирусологии и бактериологии.

Тем не менее скоро стала понятна и еще одна причина сомнений нашего героя: не прошло и четырех лет в Дюссельдорфе, как он «уперся в потолок». Он получил все, что можно было взять в Германии, но этого Харальду было мало. Он всерьез задумался над хорошей позицией постдока, причем в США. Не только в СССР все смотрели на Запад.

Женившись в 1964 году, в конце 1965 года цур Хаузен переехал в Филадельфию и начал работу в лаборатории Вернера Хенле, где изучали открытый незадолго до этого вирус Эпштейна – Барр.

Лаборатория занималась разработкой тестов на этот вирус и поиском его связи с другими заболеваниями. Харальда засадили за исследования, хотя, судя по его автобиографии, работать с этим вирусом ему не очень нравилось. Ему даже разрешили поработать с другим вирусом – аденовирусом 12 типа. Несмотря на некоторый негатив по отношению к работе, именно наш герой продемонстрировал Хенле связь вируса со злокачественной лимфомой Беркитта.

Единственным плюсом своего американского периода цур Хаузен назвал освоение новых методов работы. Как только в 1968 году он получил приглашение от Эберхарда Беккера, который возглавил только что основанный в Университете Вюрцбурга Институт вирусологии, с предложением создать свою собственную исследовательскую группу, Харальд сразу же (ну ладно, не сразу – в начале 1969 года) вернулся в Германию.

Как ни странно, но, создав свою группу, цур Хаузен продолжил изучение вируса Эпштейна – Барр. Видимо, все дело было в том, что теперь никто не указывал ему, что делать. И результат был потрясающий: уже к концу года он продемонстрировал, что во всех вариантах клеточных линий лимфомы Беркитта содержится вирусная ДНК. ДНК вируса Эпштейна – Барр.

Для дальнейших своих экспериментов с поиском вирусов в раковых клетках цур Хаузен использовал технику гибридизации вирусной ДНК in situ. Вот в чем ее суть: РНК-зонд (транскрипт вирусной ДНК), меченный флуоресцентной или радиоактивной меткой, добавляют в препарат биопсии опухолевой ткани. РНК образует прочный комплекс (как говорят, гибридизуется) с вирусной ДНК, содержащейся в ткани. Образовавшийся комплекс легко обнаружить флуоресцентным микроскопом или методом авторадиографии.

В начале 1970-х годов цур Хаузен вспомнил о своей акушерской юности и о цервикальном раке, с которым он сталкивался как врач. Раз уж повезло с одним раком, можно поискать вирусы и в другом. Однако вирус герпеса не находился.

Как акушер, Харальд знал, что во влагалище и в шейке матки изменения вызывает и другой вирус – вирус папилломы человека (ВПЧ, HPV). Да, он приводит только к похожим на бородавки образованиям (кондиломам). Но вдруг?

Первый эксперимент прошел в 1974 году и завершился неудачей. Никакого вируса в клетках цур Хаузен не увидел, ничего не засияло в поле зрения микроскопа. Однако он не отчаялся, а опубликовал результаты своей неудачи, предположив, что есть несколько разновидностей вируса и что РНК одной разновидности не гибридизуется с ДНК другой.

Именно благодаря публикации отрицательного результата, по-хорошему, цур Хаузен и получил Нобелевскую премию. Потому что первыми ВПЧ в клетках увидели канадцы, причем именно увидели. В 1976 году они при помощи электронного микроскопа сфотографировали вирус папилломы в опухолевых клетках.

А дальше пошло-поехало. В 1977 году в лаборатории нашего героя из бородавок выделили три типа ВПЧ, а в 1979 году удалось найти и клонировать ДНК вируса, вызывающего генитальные кондиломы, ВПЧ-6. Эту ДНК использовали в качестве зонда для поиска онкогенных вариантов, но «поймали» тоже кондиломный ВПЧ-11. И уже с его помощью в 1983 году удалось отловить первый онкогенный вирус, 16-го типа, а через год и второй – ВПЧ-18. Сейчас известно более сотни генотипов вируса папилломы человека, но только два из них: ВПЧ-16 и ВПЧ-18 – вызывают более 70 % случаев аногенитального рака у обоих полов.

Параллельно с открытиями пришла и новая ответственность. Раз Харальд цур Хаузен – человек, сказавший новое слово в исследовании рака, то ему и возглавлять Немецкий центр исследования рака. В 1983 году он принял новое учреждение под свое крыло и проработал в нем ровно два десятка лет. В 2003 году он вышел в отставку, оставив себе свою лабораторию и должность главного редактора журнала International Journal of Cancer, на которую заступил тремя годами ранее.

Нобелевская премия пришла в 2008 году. Наш герой получил половину суммы, вторую разделили между собой Люк Монтанье и Франсуаза Барре-Синусси – первооткрыватели вируса иммунодефицита человека.