Текст книги "Песнь клетки. Медицинские исследования и новый человек"

Здесь важный смысл несет слово “функция” и его антоним “дисфункция”: нормальная клетка “делает” нормальные вещи, обеспечивая целостность и физиологию тела. Клетки – не пассивные структурные единицы. Это действующие лица, игроки, деятели, рабочие, строители, созидатели – главные функционеры в физиологии. И когда их функции каким-то образом нарушаются, тело заболевает.

И вновь мощь и широта теории объяснялись ее простотой. Чтобы понять болезнь, врачу не нужно искать гуморы Галена, психические отклонения, истерию, неврозы или миазмы – или Божью волю, если уж на то пошло. Изменения в анатомии или в спектре симптомов (таких как жар и опухоли у кровельщика с изобилием белых клеток крови) связаны с изменениями и нарушениями функционирования клеток.

В целом Вирхов уточнил клеточную теорию Шванна и Шлейдена, добавив три важных новых постулата к двум предыдущим (“Все живые организмы состоят из одной или нескольких клеток” и “Клетка – это основополагающая структурная и организационная единица организмов”):

1. Все клетки происходят из клеток (Omnis cellula e cellula).

2. Нормальная физиология зависит от клеточной физиологии.

3. Болезнь как нарушение физиологии – результат нарушения физиологии клетки.

Эти пять принципов стали основой клеточной биологии и клеточной медицины. Они произвели революцию в понимании человеческого тела как конгломерата клеточных единиц и дополнили атомистическую концепцию человеческого тела, назвав клетку фундаментальной “атомной” единицей тела.

В заключительной фазе жизни Вирхова подтверждалась справедливость его теорий не только о кооперативной социальной организации тела (клетки сотрудничают с клетками), но и о значении кооперативной социальной организации государства (люди сотрудничают с людьми). В обществе с нараставшими расистскими и антисемитскими тенденциями он горячо отстаивал равенство граждан. Болезнь – это уравнитель, и медицина создана не для того, чтобы кого-то дискриминировать. “Доступ в больницу должен быть открыт для любого больного, который в этом нуждается, – писал он, – вне зависимости от того, есть у него деньги или нет, еврей он или язычник”²⁹.

Рисунок из журнала Virchows Archiv (ок. 1847 года), иллюстрирующий организацию клеток и тканей. Обратите внимание на смежные или слипающиеся клетки на Fig. 2. На Fig. jf представлены варианты клеток крови, в том числе клетки с гранулами и сегментированными ядрами (нейтрофилы).

В 1859 году он был избран в городской совет Берлина, а в 1880-е годы – в рейхстаг. И стал свидетелем подъема злокачественной формы радикального национализма, приведшего в конечном итоге к формированию нацистского режима. Главный миф, который позднее превратится в идею о превосходстве “арийской” расы и о “чистой” нации светловолосых, голубоглазых и белокожих людей, был патологией, злобно распространявшейся по стране.

В свойственной ему манере Вирхов отторгал общепринятую тенденцию и пытался ограничить распространение мифа о расовом разделении: в 1876 году он начал координировать исследование среди 6,76 миллиона немцев для определения цвета их волос и оттенка кожи. Результаты опровергали государственную мифологию. Лишь каждый третий немец имел признаки “арийского превосходства”, а больше половины людей представляли собой смесь: некую перетасовку смуглой и светлой кожи, светлых и темных волос, голубых и карих глаз. Заметим, что 47 % еврейских детей характеризовались такими же смешанными чертами, а 11 % были светловолосыми и голубоглазыми – неотличимыми от арийского идеала. Вирхов опубликовал эти результаты в Archive of Pathology в 1886 году³⁰, за три года до рождения немецкого демагога австрийского происхождения, оказавшегося настоящим мастером по производству мифов, которому вопреки научным данным удалось создать вымышленную расу и в значительной степени разрушить идеи гражданственности, столь яростно отстаиваемые Вирховом.

В последние годы жизни Вирхов много времени уделял социальным реформам и общественному здравоохранению, в частности созданию систем канализации и обеспечению городских санитарных норм. Он оставил после себя яркий (и объемный) след в виде публикаций, писем, лекций и научных статей в качестве врача, исследователя, антрополога, активиста и политика. Но наиболее актуальными остаются его ранние работы – размышления чрезвычайно любознательного молодого человека, искавшего клеточную теорию заболеваний. В лекции, прочитанной в 1845 году, Вирхов пророчески определил жизнь, физиологию и эмбриональное развитие как следствие функционирования клеток: “Жизнь в целом является активностью клеток. Начиная с использования микроскопа для изучения органического мира, перспективные исследования… показали, что все растения и животные в своем начале… являются клеткой, внутри которой развиваются другие клетки, дающие начало новым клеткам, которые вместе трансформируются в новые формы и в конечном итоге… составляют удивительный организм”³¹.

В письме ученому, который интересовался причинами заболеваний, он назвал клетку центром патологического процесса. “Каждая болезнь зависит от изменения большего или меньшего числа клеточных единиц в живом теле, любое патологическое нарушение, любое терапевтическое действие находят окончательное объяснение только тогда, когда удается определить ответственные за них специфические живые клеточные элементы”³².

Эти два абзаца – первый, в котором клетка определяется в качестве единицы жизни и физиологии, и второй, где она называется единичным локусом болезни, – закреплены на доске в моем кабинете. Я неизбежно возвращаюсь к ним, когда размышляю о клеточной биологии, клеточной терапии и о создании новых людей из клеток. Они же парным музыкальным рефреном проходят через всю эту книгу.

Зимой 2002 года я наблюдал один из самых сложных медицинских случаев в моей практике; это было в Массачусетском госпитале Бостона, где я три года проработал врачом. Молодой человек – назовем его М. К. – лет двадцати трех страдал от длительной тяжелой пневмонии, устойчивой к действию антибиотиков³³. Бледный и истощенный, он лежал, свернувшись клубочком под простынями, мокрый от приступов жара, которые начинались и заканчивались без какой-либо видимой закономерности. Его родители (как мне стало известно, американцы итальянского происхождения, приходившиеся друг другу троюродными братом и сестрой) сидели у его постели с полубессознательным и отрешенным выражением лица. Тело молодого человека было настолько измучено хронической инфекцией, что на вид ему можно было дать двенадцать или тринадцать лет. Молодые ординаторы и медсестры не могли найти на его руках вены, чтобы ввести иглу капельницы, и когда я устанавливал ему в яремную вену катетер крупного диаметра, чтобы вводить антибиотики и растворы, у меня было ощущение, что игла прокалывает высохший пергамент. Кожа походила на прозрачную бумагу, которая едва не трескалась, когда я к ней прикасался.

У М. К. был диагностирован особый вариант тяжелого комбинированного иммунодефицита³⁴, при котором нарушается функция как В-клеток (лейкоцитов, производящих антитела), так и Т-клеток (которые убивают зараженные микробами клетки и помогают вызвать иммунный ответ). В его крови разрастался целый гротескный “ботанический сад” микробов: Streptococcus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, различные виды грибов и бактерий, названия которых я даже не мог произнести. Его тело словно превратилось в живую чашку Петри для микробов.

Но в диагнозе были странности. В ходе анализов выяснилось, что количество В-клеток в крови у М. К. было ниже нормы, но не опасно низким. То же самое касалось уровня антител – пехотинцев иммунной системы в войне с болезнью. Магнитно-резонансная и компьютерная томография не выявили новообразований, которые могли бы указывать на течение злокачественного заболевания. Были назначены дополнительные анализы крови. На протяжении всего этого тяжелого времени мать М. К. оставалась рядом с ним. Молчаливая, с покрасневшими глазами, она дремала на койке и каждую ночь укладывала сына спать, положив его голову себе на колени. От чего же этот молодой человек так страдал?

Мы явно упускали какую-то клеточную дисфункцию. Однажды ледяным ноябрьским вечером в Бостоне я сидел за своим рабочим столом. Улицы были завалены снегом, и ехать на машине домой было рискованно из-за заносов – я выкинул эту мысль из головы. Нам нужно было произвести некое систематическое “вскрытие” клеточной патологии, аналогичное анатомическому, – составить клеточный атлас тела пациента. Я открыл сборник лекций Вирхова и вновь прочел несколько строчек: “Каждое животное является суммой жизненных единиц… так называемый индивидуум всегда представляет собой организованную общность частей”. Каждая клетка, продолжал он, “имеет собственное назначение, даже если получает стимулы от других частей”³⁵.

“Организованная общность частей”. Каждая клетка… получает стимулы от других клеток. Вообразите клеточную сеть (социальную сеть), в которой один узел портит всю сеть. Вообразите обычную рыбацкую сеть с прорехой в важном месте. Вы можете найти случайную деформацию в углу рыбацкой сети и прийти к заключению, что в этом и кроется источник проблемы. Но вы пропустите настоящий источник – эпицентр – всей загадки. Вы будете смотреть на периферию, тогда как на деле не работает центр.

На следующей неделе патологоанатомы взяли образцы крови и костного мозга пациента в лабораторию и начали выделять подгруппы клеток, одну за другой, как будто выполняли хирургическое препарирование, “анализ по Вирхову”, как я бы это назвал. “Не обращайте внимания на В-клетки, – убеждал я их. – Прочешите кровь, клетку за клеткой, и найдите центр деформации сети”. Нейтрофилы, путешествующие через кровь и органы в поисках микробов, были в норме, как и макрофаги – еще одна группа белых клеток крови с аналогичной функцией[25]25
  Строго говоря, в крови циркулируют не макрофаги, а их предшественники – моноциты, которые дифференцируются в макрофаги после попадания в ткани. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Но когда мы начали считать и анализировать Т-клетки, ответ стал очевиден: их было слишком мало, и они были незрелыми и фактически нефункциональными. По крайней мере, мы нашли центр разорванной сети.

Аномалии всех других клеток и отсутствие иммунитета были лишь симптомами нарушения функции Т-клеток: коллапс Т-клеток каскадом отразился на всей иммунной системе, разрушив всю сеть. У этого молодого человека не было того варианта тяжелого комбинированного иммунодефицита, который у него диагностировали изначально. Это было похоже на вышедшую из-под контроля машину Руба Голдберга[26]26
  Машина Голдберга (Робинсона – Голдберга, или заумная машина) – вымышленное устройство, выполняющее очень простое действие чрезвычайно сложным образом, обычно по цепной реакции; названа по имени своих изобретателей – американского карикатуриста Руба Голдберга и английского художника Уильяма Робинсона, изображавших такие машины. – Прим. перев.


[Закрыть]: проблема Т-клеток стала проблемой В-клеток и дальше по каскаду привела к полному коллапсу всей иммунной системы.

В последующие недели мы пытались восстановить иммунитет М. К. путем пересадки костного мозга. Мы полагали, что после пересадки нового костного мозга сможем ввести ему функциональные донорские Т-клетки для восстановления иммунитета. Он выдержал пересадку. Клетки костного мозга росли, и иммунитет восстанавливался. Инфекция отступила, и он начал прибавлять в весе. Нормальное функционирование клеток восстановило нормальное функционирование организма. Пять лет спустя его организм все еще справлялся с инфекционными заболеваниями, его иммунная функция восстановилась, а В– и Т-клетки вновь общались между собой.

Каждый раз, когда я вспоминаю о случае М. К. и его больничной палате (о его отце, который по снегу добирался до бостонского района Норд-Энд, чтобы привезти сыну его любимые мясные фрикадельки и обнаружить их потом нетронутыми у кровати, и об удивленных и сбитых с толку докторах с блокнотами, испещренными многочисленными знаками вопроса), я также думаю о Рудольфе Вирхове и его “новой” теории патологии. Недостаточно найти очаг болезни в каком-то органе, нужно понять, какие клетки органа отвечают за болезнь. Нарушение иммунитета может быть связано с проблемой В-клеток, с дисфункцией Т-кле-ток или со сбоем в функционировании любого другого из десятков типов клеток иммунной системы. Например, иммунная недостаточность при СПИДе объясняется тем, что вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) убивает конкретную подгруппу клеток (CD4 Т-клетки), ответственных за координацию иммунного ответа. Другие варианты иммунодефицита возникают из-за неспособности В-клеток производить антитела. Внешние проявления болезни в этих случаях могут быть сходными, так что постановка диагноза и лечение невозможны без установления истинной причины. А для установления причины нужно провести “вскрытие” органа для выявления состава и функции его элементов – клеток. Поскольку, как ежедневно напоминает мне Вирхов, “любое патологическое нарушение, любое терапевтическое действие находят окончательное объяснение только тогда, когда удается определить ответственные за них специфические живые клеточные элементы”.

Чтобы локализовать центр нормальной физиологии или болезни, нужно в первую очередь проанализировать клетки.

Патогенная клетка. Микробы, инфекции и революция антибиотиков

Микробы, как отшельники, должны заботиться только о собственном пропитании; координация или кооперация с другими не являются обязательными, хотя некоторые микробы иногда объединяют свои силы. Напротив, клетки многоклеточных организмов – от четырех клеток некоторых водорослей до тридцати семи триллионов клеток человека – отказываются от независимости, чтобы тесно объединяться; они приобретают специализированные функции и ограничивают собственное воспроизводство для общего блага, размножаясь лишь в такой степени, чтобы выполнять свою функцию. Если они восстают, может возникнуть рак¹.

Элизабет Пенниси, Science, 2018

Рудольф Вирхов был не единственным ученым, который в 1850-е годы понял роль клеток в развитии патологии. “Живые анималькули”, обнаруженные под микроскопом Антони ван Левенгуком примерно на два столетия раньше, являлись, вероятно, независимыми одноклеточными живыми существами – микробами. Подавляющее большинство таких микробов безвредны, однако некоторые обладают способностью проникать в человеческие ткани и вызывать воспаление, гниение и смертельные болезни. Микробная теория, утверждающая, что микробы (независимые живые клетки) в некоторых случаях способны вызывать заболевания человека, впервые установила связь клетки (в данном случае микробной) с патологией и медициной.

Связь между микробными клетками и болезнями человека была установлена в рамках поиска ответа на вопрос, столетиями занимавший натуралистов и философов: в чем заключается причина гниения? Гниение – не только научная, но и теологическая проблема. В некоторых христианских доктринах принято считать, что тела святых и монархов не подвержены гниению, особенно в тот момент, пока они находятся между смертью, воскресением и вознесением на небеса. Но когда стало понятно, что тела святых и грешников разлагались с одинаковой скоростью, пришлось делать очевидные выводы: в чем бы ни заключалась причина гниения, она не подчинялась божественным законам. Вообще говоря, трудно примириться с мыслью о том, что при вознесении на небеса от священного тела отваливаются разлагающиеся фрагменты, как балласт, сброшенный с корабля.

В 1668 году Франческо Реди опубликовал спорную статью под названием “Опыты по зарождению насекомых”². Реди пришел к выводу, что личинки насекомых – один из первых признаков гниения плоти – могут появляться только из отложенных мухами яиц, но не из воздуха, что ставило под сомнение теорию спонтанного зарождения жизни. Когда Реди накрывал кусок мяса или рыбы тонкой муслиновой тканью, пропускающей воздух, но не мух, в нем не оказывалось личинок, но та же самая плоть кишела ими, если была доступна для воздуха и мух. Миазматические теории гласили, что разложение плоти происходит изнутри или от миазмов, находящихся в воздухе. Реди утверждал, что разложение происходит, когда в плоть из воздуха попадают живые клетки (яйца личинок)³. Omne vivum ex vivo, писал он, “всякая жизнь происходит из жизни”. Короче говоря, Реди, считающийся основоположником экспериментальной биологии, выдвинул тезис, предвосхитивший более точный тезис Вирхова. Он предположил, что жизнь порождает жизнь, – всего один шаг до идеи о том, что клетки порождают клетки.

В 1859 году в Париже Луи Пастер продолжил эксперименты Реди⁴. Он налил мясной бульон в бутылку с горлышком в форме лебединой шеи – круглую емкость с длинным горлышком, свернутым в виде буквы S. Пастер оставлял колбу открытой, но бульон оставался стерильным: микробам из воздуха трудно попадать в бульон через такое горлышко[27]27
  Эксперименту Пастера предшествовали работы Ладзаро Спалланцани (1729–1799), который показал, что если сосуд с сенным отваром запаять и затем тщательно прокипятить, то раствор не мутнеет со временем и в нем не развиваются микроорганизмы, т. е. самозарождения жизни не происходит. Против экспериментов Спалланцани было выдвинуто возражение: он якобы уничтожил некую “жизненную силу”. Эксперимент Пастера как раз позволил снять это возражение, поскольку в колбу с длинным горлышком мог беспрепятственно проникать воздух, в котором должна была содержаться “жизненная сила”. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Но если он наклонял колбу так, чтобы бульон соприкасался с воздухом, или отламывал “лебединую шею”, то бульон зарастал микробами и мутнел. Пастер заключил, что бактериальные клетки переносятся с воздухом и пылью. Разложение или гниение связаны не с разложением живого существа изнутри (и не с какой-то висцеральной формой греха). Гниение происходит только тогда, когда в бульон попадают бактериальные клетки.

На первый взгляд может показаться, что разложение и болезнь – независимые процессы, но Пастер нашел между ними важную связь. Он изучал инфекционные болезни шелковичного червя, порчу вина и заражение животных сибирской язвой. И обнаружил, что причиной инфекции во всех этих случаях были не плавучие частицы миазмов или грехи, а заражение микробами – одноклеточными организмами, которые внедряются в другие организмы и вызывают в них патологические изменения и разрушение тканей.

Важнейший вклад в развитие теории Пастера внес молодой офицер низкого ранга Роберт Кох, который имел медицинское образование и работал в кустарной лаборатории в Вольштейне в Германии⁵. В начале 1876 года он выделил возбудителя сибирской язвы из зараженных коров и овец и исследовал его под микроскопом⁶. Это были вибрирующие прозрачные микробы в форме палочки – хрупкие на вид, но потенциально смертельные. Они умеют образовывать округлые спящие споры, чрезвычайно устойчивые к высыханию или нагреванию. Но если добавить воду или поместить споры в подходящий организм, они очнутся ото сна и вернутся к своей смертоносной деятельности, превращаясь в палочковидные бациллы сибирской язвы, которые быстро размножаются и вызывают болезнь. Кох брал каплю крови коровы, зараженной сибирской язвой, вводил ее в хвост мыши через крохотный прокол, сделанный стерильной деревянной палочкой, и ждал. Кажется невероятным и даже необъяснимым, что в истории биологии до 1876 года ни один ученый не проделывал систематических научных опытов по перенесению болезни из одного организма в другой.

Изображение клеток Bacillus anthracis, обнаруженных Робертом Кохом. Обратите внимание на длинные бациллы нитевидной формы и на крохотные округлые споры.

Бактерии сибирской язвы выделяют ядовитый токсин, убивающий клетки. У мыши появились язвы. Селезенка потемнела, распухла и была наполнена мертвыми клетками, и в легких тоже появились многочисленные черные язвы. Исследуя селезенку под микроскопом, Кох обнаружил в ней такие же вибрирующие бактерии в форме палочек, окруженные миллионами мертвых мышиных клеток. Кох повторил опыт: заразил мышь, выделил селезенку и перенес капельку в другую мышь – и так двадцать раз. И каждый раз у мыши-реципиента развивалась сибирская язва. Заключительный эксперимент Коха был самым изобретательным: он соорудил стерильную стеклянную камеру и поместил в нее капельку жидкости из глаза мертвого быка. А потом ввел в эту капельку кусочек селезенки мыши, зараженной сибирской язвой. В жидкости выросло множество таких же палочковидных бактерий, превративших прозрачную каплю в мутное месиво микробных клеток.

Кох проводил эксперименты методично и систематически – с прицельной точностью. Луи Пастер установил причинность по ассоциативной связи: порча вина была связана с избыточным ростом бактерий, порча бульона – с контактом с микроорганизмами. Кох хотел подтвердить причинную связь более строгим путем. Сначала он выделил микроорганизм из больного животного. Затем он показал, что введение патогена в здоровое животное вызывает ту же болезнь. А потом он вновь выделил микробов из зараженного животного, вырастил в чистом виде в культуре и показал, что они способны вновь вызывать болезнь. Как можно опровергнуть такую логику? “Ввиду этих данных, – писал он в своих заметках, – исчезают все сомнения в том, что Bacillus anthracis является настоящей причиной и возбудителем сибирской язвы”⁷.

В 1884 году, через восемь лет после проведения опытов с сибирской язвой, Кох использовал свои экспериментальные наблюдения для формулировки четырех принципов теории микробных заболеваний. По его мнению, при выполнении следующих условий можно утверждать, что конкретный микроб вызывает конкретное заболевание (скажем, Streptococcus вызывает воспаление легких, a Bacillus anthracis — сибирскую язву): 1) организм / микробная клетка обнаруживается в больном организме, но не в здоровом; 2) микробная клетка выделена из больного организма и выращена в лабораторных условиях; 3) при заражении здорового организма культивированным микробом в организме возникают характерные признаки болезни; 4) микроб выделен из зараженного организма и идентичен исходному микроорганизму[28]28
  Постулаты Коха для установления причинности заболеваний применимы к большинству инфекционных болезней, но не учитывают роль хозяйского организма и с трудом применимы к неинфекционным заболеваниям. Например, курение вызывает рак легкого, но не у всех курильщиков возникает рак легкого. Нельзя выделить из больного раком сигаретный дым и передать болезнь другому человеку, хотя пассивное курение совершенно определенно может вызвать рак легкого. Очевидно, что ВИЧ вызывает СПИД, но не каждый человек, контактирующий с ВИЧ, заражается и заболевает СПИДом, поскольку генетика хозяйского организма определяет возможность проникновения вируса в клетки. Нельзя выделить микроба или болезнетворный агент из пациента с таким нейродегенеративным заболеванием, как рассеянный склероз, или передать эту болезнь другому человеку. Со временем эпидемиологи создали более широкие критерии для определения причинности неинфекционных заболеваний.


[Закрыть].

Эксперименты Коха и его постулаты отразились в биологии и медицине гулким эхом и в том числе сильно повлияли на идеи Пастера. Однако, несмотря на интеллектуальную близость этих двух людей (или, возможно, именно из-за этой близости), Кох и Пастер на протяжении нескольких десятилетий были откровенными соперниками. (Ясно также, что Франко-прусская война 1870-х годов не способствовала сотрудничеству французских и немецких ученых.) В статьях Пастера, опубликованных фактически одновременно со статьями Коха, с почти неприкрытой мстительностью использовался французский термин bacteridiae'[29]29
  Французский ученый Казимир Давен тоже обнаружил палочковидные микроорганизмы в тканях, зараженных сибирской язвой, и назвал их бактеридиями. Он использовал термин Пастера, отдавая дань французскому коллеге и в пику немцам.


[Закрыть] с упоминанием терминологии Коха в виде сноски “Bacillus an thru cis у немцев”⁸. Кох ответил на научное оскорбление насмешкой, написав во французском журнале в 1882 году: “До сих пор работа Пастера с сибирской язвой ни к чему не привела”⁹.

По сути, предмет их научных стычек был совершенно незначительным. Пастер настаивал, что в результате многократных пересевов бактериальных клеток в лаборатории можно ослабить их болезнетворную способность или, говоря научным языком, аттенуировать. Пастер хотел использовать аттенуированные клетки сибирской язвы в качестве вакцины: ослабленные клетки усиливают иммунный ответ, но не вызывают болезнь. Однако, по мнению Коха, аттенуация была бессмыслицей, поскольку патогенность микробов постоянна. Со временем выяснилось, что они оба были правы: какие-то микробы поддаются аттенуации, а каких-то ослабить трудно. Но в целом работы Пастера и Коха обозначили новое направление в изучении патологии. Было показано, что автономные живые микробные клетки вызывают как гниение, так и болезнь, как минимум в экспериментах с животными и в клеточной культуре.

Но какова связь между гниением, вызванным микробными клетками, и заболеваниями человека! Первый намек на возможную связь был получен венгерским врачом-акушером Игнацем Земмельвейсом, который в конце 1840-х годов работал помощником врача в родильном доме Вены¹⁰. Родильный дом был поделен на две части: Первая клиника и Вторая клиника. В XIX веке роды уносили почти столько же жизней, сколько производили. Уровень смертности рожениц в результате инфекции (от родильной горячки) составлял от 5 до 10 %. Земмельвейс обратил внимание на одну особенность: в Первой клинике смертность матерей от родильной горячки была значительно выше, чем во Второй. Благодаря слухам и пересудам, распространявшимся по всей Вене, такое различие перестало быть секретом. Беременные женщины умоляли, упрашивали или манипулировали персоналом, чтобы только попасть во Вторую клинику. Некоторые преднамеренно рожали на улице, вне клиники, мудро рассуждая, что Первая клиника – гораздо более опасное место для рождения ребенка, чем улица.

“Что защищало тех, кто рожал вне клиники, от этого неизвестного деструктивного эндемического влияния?” – задавался вопросом Земмельвейс¹¹. Это была редкая возможность провести эксперимент в “естественных условиях”: две женщины в одинаковом состоянии входили в один и тот же госпиталь через две двери. Одна уходила со здоровым ребенком, вторую отправляли в морг. Почему? Как детектив, отсеивающий потенциальных подозреваемых, Земмельвейс составил в голове список возможных причин и поочередно их отбрасывал. Дело было не в переизбытке пациентов, не в возрасте женщин или отсутствии вентиляции, не в длительности родов или близости расположения коек.

В 1847 году коллега Земмельвейса Якоб Коллечка порезался скальпелем при проведении вскрытия. Вскоре у него началась лихорадка и сепсис. Земмельвейс не сумел ему помочь, но заметил, что симптомы у больного были такими же, как у женщин с родильной горячкой¹². И в этом, возможно, заключался ответ: в Первой клинике работали хирурги и студенты-медики, сновавшие туда-сюда между патологоанатомическим отделением и родильным домом – сразу переходившие от анатомирования и вскрытия трупов к приему родов. А во Второй клинике работали акушеры, не имевшие контакта с трупами и никогда не производившие вскрытий. Земмельвейс задал себе вопрос, не переносили ли студенты и хирурги, которые осматривали женщин без перчаток, некое материальное вещество (он назвал его “трупным веществом”) из разлагающихся тел в тела беременных.

Он настоял, чтобы студенты и хирурги мыли руки водой с хлоркой, прежде чем входить в родильное отделение. Он стал вести тщательные записи относительно числа смертей в обеих клиниках. Результат был поразительным: смертность в Первой клинике сократилась на 90 %. В апреле 1847 года уровень смертности составлял около 20 % (каждая пятая женщина умирала при родах). К августу, после введения правила тщательно мыть руки, смертность среди молодых матерей сократилась до 2 %.

Но каким бы потрясающим этот результат ни был, Земмельвейс не мог объяснить то, что видел. В чем было дело? В крови? Жидкости? Каких-то частицах? Венские хирурги не верили в микробную теорию, и их не волновала настойчивость молодого ассистента, требовавшего, чтобы они мыли руки между клиниками. Земмельвейса травили, над ним смеялись, не давали повышения и в конце концов уволили из госпиталя. Мысль о том, что родильная горячка на самом деле была “докторской чумой” – ятрогенным заболеванием, вызванным самими докторами, пришлась не по вкусу венским профессорам. Земмельвейс писал раздраженные обвинительные письма акушерам и хирургам по всей Европе, и все они считали его сумасшедшим. Наконец он перебрался в провинциальный Будапешт, где у него случился нервный срыв. Его поместили в психиатрическую лечебницу, где санитары избивали его и поломали кости, что вызвало гангрену. Игнац Земмельвейс скончался в 1865 году, главным образом в результате сепсиса, вызванного побоями, – вероятно, уничтоженный тем самым “материальным” веществом, которое он пытался идентифицировать в качестве причины инфекций.

В 1850-е годы, вскоре после вынужденного переезда Земмельвейса в Будапешт, английский врач Джон Сноу стал следить за развитием эпидемии холеры в лондонском районе Сохо¹³. Сноу не только изучал симптомы болезни и возможности лечения, но также обратил внимание на географический аспект локализации и передачи болезни: он инстинктивно подозревал, что эпидемия распространялась в определенных районах и местах, и это могло дать ключ к выявлению ее причины. Сноу переписывал местных жителей, указывая время и место обнаружения каждого случая заболевания. И затем начал отслеживать распространение инфекции в ретроспективе, как будто прокручивая фильм в обратную сторону, – он искал происхождение, источник и причины.

Источником, как заключил Сноу, были не невидимые воздушные миазмы, а вода из колонки на Броад-стрит, где, по-видимому, началась эпидемия. Или, точнее, откуда она разошлась, как расходятся по воде круги от брошенного в пруд камня. Когда позднее Сноу начертил карту распространения эпидемии, отмечая каждый случай заболевания черточкой, черточки окружили колонку. (Сегодня большинству эпидемиологов лучше знакома более поздняя карта, составленная в 1960-е годы, на которой случаи заболевания помечены точками.) “Я обнаружил, что почти все смерти имели место на небольшом расстоянии от колонки [на Броад-стрит], – писал он. – Лишь десять смертей произошли в домах, расположенных ближе к другой уличной колонке. В пяти из этих случаев семьи умершего сообщали мне, что всегда посылали за водой к колонке на Броад-стрит, так как предпочитали ее воде из ближайшей колонки. В трех других случаях умерли дети, которые ходили в школу мимо колонки на Броад-стрит”¹⁴.

Но что за вещество содержалось в зараженном источнике? В 1855 году Сноу начал исследовать воду под микроскопом. Он был уверен, что это какое-то вещество, способное воспроизводиться, какая-то частица, структура и функции которой позволяют ей заражать людей. В книге “О способе передачи холеры” он писал: “Чтобы смертельное вещество холеры обладало свойством воспроизводиться, обязательно должна существовать некая структура, скорее всего клетка”¹⁵.

Один из оригинальных чертежей Джона Сноу 1850-х годов с обозначенными случаями холеры в районе колонки на Броад-стрит в Лондоне. Стрелка указывает местонахождение колонки (добавлена автором), а количество случаев в доме определяется высотой столбца из черных черточек. Участок, обозначенный Сноу, обведен окружностью (добавлена автором).

Это была пророческая догадка, особенно в отношении слова “клетка”. По сути, Сноу в какой-то степени объединил три независимые медицинские теории, три дисциплины. Первая из них, эпидемиология, пыталась объяснить характер распространения человеческих заболеваний. Эта дисциплина “витала” над людьми, отсюда и название: epi (над) и demos (народ). Она пыталась объяснить заболевания человека в терминах распространения в популяции, подъемов и спадов распространения, а также наличия или отсутствия заболеваний в определенных географических или физических границах, например, в зависимости от расстояния от колонки на Броад-стрит. В конечном итоге эта дисциплина позволяет оценить риск возникновения заболевания.

Сноу объединил теорию эпидемиологии с теорией патологии – перекинул мостик от потенциального риска к материальному веществу. Причиной болезни был какой-то элемент, содержавшийся в воде: клетка – ни больше ни меньше. Географический фактор в виде карты распространения заболевания был лишь ключом к пониманию ее причины, это было указание на существование физического вещества, перемещающегося во времени и пространстве и разносящего болезнь.