Как нобелевские исследования помогают бороться с эпидемиями инфекционных заболеваний

В пятницу, 10 декабря 2021 года, в Стокгольме и Осло состоится традиционная церемония вручения Нобелевских премий. Это самая престижная награда, которой с 1901 года отмечают людей, сделавших выдающийся вклад в разных сферах: физиологии или медицине, физике, химии, литературе и борьбе за мир. С 1968 года присуждается и Премия Шведского центрального банка экономических наук в честь Альфреда Нобеля, которую часто неформально называют Нобелевской премией по экономике.

Практически каждый раз решение Нобелевского комитета – сюрприз. Можно угадать, кому именно достанется престижная награда, но это может произойти как в этом году, так и через десять лет. Грустно, но каждый год сбывается только один прогноз: среди новоиспеченных лауреатов престижной награды из Японии, Германии, Италии, Великобритании и США нет украинских ученых. В этом списке, вероятно, их не будет еще десять, а то и двадцать лет.

Почему среди лауреатов нет украинцев

Почему так – тема для отдельного разговора. Стоит отметить, что это не вина отдельных физиков, химиков или ученых в области биологии, которые остались работать в Украине вместо того, чтобы продолжать карьеру в Европе или США.

Кому интересно, может легко найти, сколько стоит сооружение Большого адронного коллайдера или космического телескопа "Джеймс Вебб", запуск которого должен состояться перед Новым годом (спойлер — $10 млрд!).

Однако в Украине есть ученые, которые работают в тех же направлениях, по которым дают Нобелевские премии, а следовательно, они знакомы с современной наукой и достижениями прошлого не по книгам. Среди них есть и такие, кто внес значительный вклад в исследования, за которые Нобелевские премии получили другие ученые.

Один из самых известных примеров – теоретические работы нашего физика Сергея Шарапова, посвященные чрезвычайно перспективному материалу графену. В 2010 году два британских физика российского происхождения  Андрей Гейм и Константин Новоселов получили Нобелевскую премию по физике за исследование свойств графена. В своей работе в том числе они опирались и на работы Шарапова.

А трое украинских химиков в 2013 году были соавторами научной статьи одного из нобелевских лауреатов этого года по химии Беньямина Листа. Один из них – директор Института высоких технологий Киевского национального университета имени Шевченко Игорь Комаров. В минувшую субботу он стал одним из лекторов проекта Nobilitet, который с 2017 года проходит в Киеве перед официальной церемонией награждения Нобелевских лауреатов.

Мы же расскажем о нобелевских исследованиях, которые успели не просто стать частью нашей жизни, но и в буквальном смысле спасают эту жизнь сотням миллионов людей. Каждое из них помогло человечеству вылечить или предотвратить инфекционные заболевания, приводившие к смертоносным эпидемиям.

Плесень ведет к открытию

Первый пример – антибиотики. В это сложно поверить, но еще сто лет назад самое обычное воспаление легких часто стоило человеку жизни. В наше время это заболевание в большинстве случаев без особых сложностей можно вылечить за две недели дома – именно благодаря антибиотикам.

Они стали ключом для лечения многих других заболеваний, вызванных бактериями: дифтерии, сибирской язвы, гонореи, разных воспалений мочеполовой системы и многих других.

Первым антибиотиком, оказавшимся в распоряжении человека, был пенициллин. Британский исследователь Александр Флеминг даже не думал его открывать. В конце 20-х годов прошлого столетия для своих исследований он спокойно выращивал культуры гноеродных бактерий.

Это задача, которая требует идеальной чистоты: если в лабораторную посуду попадут другие микробы, то вместо одной культуры бактерий может вырасти ненужный исследователю "букет" из нескольких других.

Сам Флеминг не увидел каких-либо больших перспектив в своем открытии и переключился на другие задачи. Но пенициллином заинтересовались исследователи из Оксфорда – Говард Уолтер Флори и Эрнест Борис Чейн. Благодаря им в 40-х годах с помощью антибиотика уже успешно лечили людей.

В 1945 году Флеминг, Чейн и Флори получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине "за открытие пенициллина и его целительного воздействия при лечении различных инфекционных заболеваний".

Ученый "за бортом"

История Нобелевских премий знает множество случаев, когда "за бортом", без премии оставались исследователи, сделавшие никак не меньше своих коллег или конкурентов, в итоге получивших престижную награду. Так было и в истории с пенициллином.

"В 1945 году Флеминг, Чейн и Флори получили Нобелевскую за пенициллин, а о Хитли как-то забыли, — рассказывает кандидат медицинских наук Андрей Семянков (MED GOblin, врач и автор блога о медицине — Delo.ua). — Лишь через 45 лет научное сообщество осознало свой "залет" и поспешно наградило мистера Хитли (химика по специальности) званием почетного доктора медицины Оксфордского университета. Такое произошло впервые за 800 лет".

Война с палочкой Коха

А уже в 40-х годах прошлого века группа американских исследователей выделила стрептомицин — другой антибиотик, синтезируемый грибами рода Streptomyces. Его "боятся" разные бактерии: кишечная палочка, сальмонеллы, иерсинии (одна из них является возбудителем чумы) и клебсиеллы, вызывающие пневмонию. Но что особенно интересно, это вещество активно относительно Mycobacterium tuberculosis — возбудителя туберкулеза.

Человечество было знакомо с этой болезнью на протяжении тысяч лет, но не имело эффективного лекарства против нее. Хотя туберкулез не собирал свои жертвы так эффектно, как чума или оспа, но делал это уверенно и результативно. В Европе в XVIII веке на его долю приходилась каждая четвертая смерть.

Следует добавить, что это была не первая Нобелевская премия, связанная с туберкулезом. В 1905 году престижную награду получил немецкий микробиолог Роберт Кох за то, что открыл возбудителя болезни — палочку Коха, как ее назвали ранее. Конечно, без этого открытия нельзя было и мечтать о дальнейшем прогрессе в исследовании и лечении этой болезни.

Эдвард Дженнер и первая вакцина в истории

Еще в первой половине прошлого века ученые совершили "нобелевские" открытия, без преувеличения совершившие революцию в лечении многих инфекционных болезней. Но только тех, которые вызывают бактерии. Иной была ситуация с вирусными заболеваниями.

Природу вирусных гепатитов в середине века понимали очень плохо, хотя уже знали, что одни из них передаются через пищу или воду, а другие через кровь. О существовании ВИЧ в то время человечество даже не догадывалось. А вот о полиомиелите не только хорошо знало, но и страдало от его эпидемий.

Были и истории успеха в борьбе с вирусными заболеваниями. Одна из самых ярких — кампания против натуральной оспы. Это болезнь, которая только в XX веке унесла 300 миллионов человеческих жизней. Еще в конце XVIII века английский врач Эдвард Дженнер создал вакцину против этой болезни. Именно она и сыграла решающую роль в полной победе над натуральной оспой, которую ВОЗ провозгласила в 1980 году.

В истории о натуральной оспе нет Нобелевской премии — Дженнер умер за десять лет до того, как родился Альфред Нобель. Но если бы тот жил в конце XX века, Нобелевскую премию ему следовало бы дать.

Кандидат на вылет

Полиомиелит хотя и вирусная болезнь, но с натуральной оспой у нее мало общего. Большинство людей болеют ей легко или даже незаметно. Зато для детей до 5 лет она может представлять смертельную опасность. В одном случае из двухсот у ребенка развивается паралич, часто ног. Этот процесс необратим, и даже в XXI веке лекарства от этого не существует. Хуже всего то, что 5-10% детей умирают потому, что из-за паралича у них не работают дыхательные мышцы.

На первый взгляд, в количественном измерении болезнь может не казаться такой уж страшной. Однако заразиться ей очень легко, поэтому когда болеют многие, небольшой процент сложных случаев легко превращается в большие цифры. В начале XX века ученые поняли, что возбудителем полиомиелита является вирус. Это важно, но не помогает победить болезнь.

Они дешевы, безопасны и эффективны. Именно благодаря их массовому применению человечеству удалось полностью искоренить два из трех типов полиовируса и снизить количество случаев этой болезни на порядок. Сегодня ни один человек не может заразиться ими, хотя один из типов все еще заражает людей в Афганистане и Пакистане. Но его тоже можно искоренить с помощью вакцин. Если это действительно произойдет, полиомиелит станет в один ряд с натуральной оспой как окончательно побежденная человечеством инфекционная болезнь.

Это возможно благодаря работе многих ученых, в частности Эндерса, Веллера и Роббинса, которые в 1954 году получили Нобелевскую премию по медицине "за открытие способности вируса полиомиелита расти в культурах разных тканей".

Победить гепатит В

После этого было еще несколько важных исследований, связанных с вирусными заболеваниями, отмеченных Нобелевским комитетом.

В 1960-х годах американский исследователь Барух Бламберг выяснил, что причиной гепатита, которым люди заражаются через кровь, является вирус гепатита В. Это очень коварная болезнь, поскольку человек может годами не знать о ней, но со временем она с большой вероятностью приводит к циррозу или раку печени.

Свою Нобелевскую премию Барух Бламберг получил в 1976 году.

Еще один ласковый убийца

Несмотря на открытие, люди продолжали болеть гепатитом после переливания крови. Это означало, что есть еще некий неизвестный возбудитель, вызывающий схожее заболевание. Американский исследователь Харви Альтер в 1970-х годах выяснил, что это тоже был вирус (тогда это было совершенно не очевидно). А потом еще два исследователя — британец Майкл Хаутон и американец Чарльз Райс идентифицировали его и окончательно выяснили, что именно вирус гепатита С является возбудителем болезни.

Их исследования повлекли за собой настоящую революцию в лечении болезни. На протяжении менее десяти последних лет появилось несколько препаратов, которые в разных комбинациях способны максимум за полгода полностью вылечить не менее 90% больных. Хотя оригинальные препараты дорогие, их генерики стоят относительно немного — несколько сотен долларов за курс. В прошлом году Альтер, Хаутон и Райс получили за свои исследования Нобелевскую премию по медицине.

Еще два коварных вируса

Список нобелевских премий, присужденных за открытия, которые помогли справиться с инфекционными болезнями, можно продолжать. 

"Вакцина эффективна, если она введена за два года до начала половой жизни. Несколько менее эффективна, если введена до 26 лет, и не эффективна при введении после 26 лет", — рассказывает Наталья Лелюх, акушер-гинеколог и медблогер.

Другую половину премии того года поделили два французских исследователя Франсуаза Барре-Синусси и Люк Монтанье за их исследования вируса иммунодефицита человека. Благодаря их работам были созданы препараты, подавляющие вирус и позволяющие людям с ВИЧ жить долгую и полноценную жизнь.

Несмотря на достижения науки

Если быть откровенным, почти в каждой из этих историй обнаруживается продолжение в виде хорошей ложки дегтя.

Несмотря на то что вакцины против полиомиелита доступны и безопасны, многие продолжают пренебрегать ими по тем или иным причинам. Как результат, только в этом году в Украине несколько детей заболело болезнью, о которой в XXI веке стоило вообще забыть.

Гепатиты В и С сегодня легко диагностировать, также их можно предупредить или вылечить, но многие даже не догадываются о том, что болеют. По данным ВОЗ, в мире 71 миллион человек болеет гепатитом С, при этом только каждый пятый знает о своем диагнозе. Между тем остальные могут узнать его уже тогда, когда будет слишком поздно.

За что еще дадут премии в будущем?

История нобелевских открытий, позволяющих бороться с инфекционными болезнями, на этом не завершается. Ведь исследователям хватает работы в этом направлении. Так, на примере Covid-19 появляется новый вызов. Для борьбы с новой коронавирусной инфекцией разные группы ученых за небывало короткие сроки создали несколько разных вакцин, в том числе две РНК-вакцины. Заложенный в их основу механизм давно разрабатывался, но до сих пор на его основе не было создано ни одной вакцины для людей. Теперь же по подобному принципу могут быть созданы другие вакцины от самых разных заболеваний. Поэтому некоторые эксперты даже предполагали, что разработчикам РНК-вакцин в этом году достанется Нобелевская премия.

"Да вероятность была, но очень невысока, поскольку вакцина изобретена недавно, а ее эффективность еще предстоит посчитать, — объясняет кандидат биологических наук, генетик Александр Коляда. — Кроме того, сама технология РНК-вакцины была уже давно, и мы не можем сказать, что только она помогла нам с Covid-19, поскольку другие типы вакцин также успешно работают и появились всего через несколько месяцев после первой РНК-вакцины".

Среди других научных результатов, претендующих на Нобелевскую премию в следующие десять лет, есть разработка вакцины против малярии.

"Работа над ней длится последние десятилетия, но только в этом году первая из этих вакцин наконец-то получила одобрение ВОЗ и пока показывает эффективность выше 75%", — объясняет кандидат биологических наук, основательница проекта «Микроб и я» Елена Ливинская.

Если же удастся наладить массовую вакцинацию, это позволит ежегодно спасать сотни тысяч человеческих жизней.

Дмитрий Симонов (инициатива  Nobilitet), специально для Delo.ua

^{Источник заглавного фото: Depositphotos}