Открытия, которые изменили мир - Джон Кейжу

Возможно, поэтому развитие вакцинации вскоре действительно зашло в тупик, где и оставалось следующие 80 лет. Пока наконец один ученый — уже сыгравший ключевую роль в открытии микробной теории — не сделал очередной гигантский шаг вперед, отправившись на долгие каникулы.

Веха № 3

Долгие каникулы и забытый эксперимент приводят к появлению новой концепции

К началу 1870-х Луи Пастер уже совершил львиную долю своих медицинских открытий. За прошедшие 30 лет он внес значительный вклад в открытие микробной теории своими работами в области ферментации, пастеризации, спасения шелкопрядильной промышленности и окончательного развенчания теории самопроизвольного зарождения жизни. Но в конце 1870-х Пастера ждало еще одно эпохальное открытие, поводом к которому послужил на этот раз довольно зловещий подарок: куриная голова.

Нет, это была не угроза и не жестокая шутка. Курица умерла от птичьей холеры — серьезного инфекционного заболевания, разгул которого уничтожал до 90 % куриного поголовья в стране. Ветеринар, приславший Пастеру куриную голову, полагал, что болезнь вызвана специфическим микробом. Вскоре ученый подтвердил его теорию: взяв образец с мертвой куриной головы, он вырастил в лаборатории аналогичную микробную культуру и ввел ее здоровым курицам. Те вскоре умерли от птичьей холеры. Это послужило еще одним подтверждением состоятельности микробной теории, но выращенная Пастером болезнетворная культура вскоре сыграла в истории намного более важную роль. В этом ей помогли рассеянность ученого и счастливая случайность.

Летом 1879 г. Пастер отправился в долгую поездку, совершенно забыв об оставленной в открытой пробирке в лаборатории культуре птичьей холеры. Вернувшись из поездки, он ввел эту культуру нескольким курицам и обнаружил, что вирус во многом утратил свои смертоносные свойства: птицы, которым ввели ослабленные, или аттенуированные, бактерии, заболели, но не умерли. Однако вслед за этим Пастера ждало еще более важное открытие. Он подождал, когда курицы оправятся от болезни, ввел им смертельные бактерии птичьей холеры и обнаружил, что теперь они совершенно невосприимчивы к заболеванию. Пастер немедленно осознал, что открыл новый способ изготовления вакцин: введение ослабленных бактерий наделяло организм способностью сражаться и с активными смертельными формами. Обсуждая это открытие в 1881 г. в своей статье, напечатанной в журнале The British Medical Journal, Пастер писал: «Мы затронули основной принцип вакцинации. Переболев вирусом в ослабленной форме… птицы затем не пострадали и после заражения вирулентным вирусом и оказались надежно защищены от птичьей холеры».

Вдохновившись этим открытием, Пастер начал исследовать возможности применения нового подхода в изготовлении вакцин от других болезней. Его следующий успех был связан с сибирской язвой. Это заболевание наносило серьезный урон сельскому хозяйству, унося жизни 10–20 % поголовья овец. Ранее Роберт Кох уже доказал, что сибирскую язву вызывают бактерии. Пастер хотел выяснить, можно ли ослабить их, сделать безвредными, но так, чтобы они сохранили способность стимулировать защитные силы организма, в который будут введены в виде вакцины. Он добился нужного результата, выращивая бактерии при повышенной температуре. Когда некоторые современники усомнились в его находках, Пастер решил доказать свою правоту, поставив весьма эффектный публичный эксперимент. 5 мая 1881 г. Пастер ввел 25 овцам свою вакцину — новый ослабленный вирус сибирской язвы. 17 мая он снова ввел им более вирулентный, но все еще ослабленный вирус. Наконец, 31 мая он ввел смертоносные бактерии сибирской язвы 25 привитым овцам и еще 25 непривитым. Через два дня толпа зрителей, среди которых были члены парламента, ученые и репортеры, собралась посмотреть, чем закончится эксперимент. Итог говорил сам за себя: из привитой группы умерла лишь одна беременная овца, из непривитой же 23 умерли и две были близки к смерти.

Но, возможно, самым знаменитым достижением Пастера в этой области стало открытие антирабической вакцины (против бешенства) — первой его вакцины, предназначенной для человека. В то время бешенство было страшной болезнью и неизменно заканчивалось смертью. Причиной заболевания обычно становился укус бешеной собаки, а методы лечения были один другого ужаснее: больному в рану предлагали ввести длинную раскаленную иглу или посыпать место укуса порохом и поджечь. Никто не знал, что именно вызывает бешенство: болезнетворный вирус был слишком мал для тогдашних микроскопов, и его нельзя было вырастить в виде отдельной культуры. Но Пастер все же был убежден, что болезнь возбуждает какой-то микроорганизм, поражающий центральную нервную систему. Чтобы создать вакцину, Пастер культивировал неизвестного возбудителя в мозге кролика, ослабил его, высушив фрагменты ткани, и использовал их для изготовления вакцины.

Первоначально Пастер не собирался испытывать экспериментальную вакцину на человеке, однако 6 июля 1885 г. ему пришлось изменить свое решение. В тот день к нему доставили девятилетнего Джозефа Мейстера со следами 14 укусов бешеной собаки на теле. Мать мальчика умоляла Пастера о помощи, и, сдавшись под ее напором, тот согласился ввести ребенку новую вакцину. Курс лечения (13 инъекций за 10 дней) оказался успешным, мальчик выжил. После этого, хотя введение смертельного агента человеку и вызвало в обществе протесты, в течение 15 месяцев прививку от бешенства получили еще 1500 человек.

Итак, всего за восемь лет Пастер не только совершил первый крупный прорыв в истории вакцинации со времен Дженнера, открыв способы аттенуации вирусов, но и создал эффективную вакцину против птичьей холеры, сибирской язвы и бешенства. Однако в его передовой работе скрывался еще один неожиданный поворот: дело было не только в снижении вирулентности вирусов. Как позже понял Пастер, вирусы, из которых состояла его антирабическая вакцина, были не просто ослабленными, а погибшими. Именно в этом заключалось зерно следующего великого открытия.

Веха № 4

Новая «убитая» вакцина для птиц (а также холеры, чумы и брюшного тифа)

В конце XIX века вакцинация переживала новый золотой век. В этот период были открыты бактерии — возбудители многих болезней, в том числе гонореи (1879), брюшного тифа (1880), туберкулеза (1882) и дифтерии (1884). Как раз тогда Теобальду Смиту, бактериологу из Министерства сельского хозяйства США, было поручено найти микроб, вызывающий свиную холеру. Болезнь представляла серьезную угрозу для промышленного животноводства. Смит и его руководитель Дэниел Салмон смогли выделить и изолировать бактерии, вызывающие заболевание, а вскоре сделали еще одно важнейшее открытие: если убить микробы с помощью высокой температуры и ввести полученный материал голубям, те становятся невосприимчивы к смертельной форме бактерии. Эта находка, опубликованная в 1886 г. и вскоре подтвержденная другими исследователями, отметила новый этап в истории вакцинации. Люди выяснили, что вакцины можно создавать из убитой, а не просто ослабленной болезнетворной культуры.

Концепция использования «убитых» (инактивированных) вакцин стала огромным шагом вперед в области безопасности, особенно для тех, кто выступал против вакцин на основе живых или ослабленных микроорганизмов. Другие ученые вскоре начали пытаться создавать инактивированные вакцины от других болезней, и всего через 15 лет плодами их трудов смогли воспользоваться не только голуби, но и люди, страдавшие от трех серьезнейших заболеваний: холеры, чумы и брюшного тифа.

В конце XIX века холера оставалась серьезной проблемой во всем мире, несмотря на передовые открытия Джона Сноу, в конце 1840-х установившего, что она распространяется через загрязненную воду, и открытые Робертом Кохом в 1883 г. бактерии Vibrio cholerae. Ранние попытки создать вакцину на основе живого или ослабленного вируса имели некоторый успех, но от них вскоре отказались, отчасти из-за бурного протеста общественности. В 1896 г. Вильгельм Колле сделал очередное эпохальное открытие, разработав первую инактивированную вакцину против холеры на основе культуры, убитой с помощью высокой температуры.

Еще одной серьезной угрозой жизни был брюшной тиф. Его вызывали бактерии Salmonella typhi, передающиеся через загрязненную пищу и воду. Хотя сегодня по-прежнему неясно, кто первым ввел человеку вакцину, приготовленную на основе убитых тифозных бактерий, известно, что в 1896 г. британский бактериолог Алмрот Райт опубликовал статью, в которой объявил, что человек, получивший инъекцию мертвыми сальмонеллами, обладает эффективной защитой против заболевания. Инактивированная противотифозная вакцина Райта позднее была с огромным успехом испытана в полевых условиях на 4000 британских солдат, служивших в Индии. Позже вакциной Райта прививали британских солдат в Южной Африке во время Англо-бурской войны. К сожалению, противники вакцинации лишили этой возможности многих других военнослужащих. Некоторые протестующие заходили так далеко, что даже выбрасывали за борт грузовых кораблей ящики, в которых переправляли вакцину. Результат? Более 58 тыс. случаев брюшного тифа в британской армии, из которых 9000 стали смертельными.