НАД КНИГОЙ РАБОТАЛИ

Руководитель редакционной группы Светлана Мотылькова

Ответственный редактор Наталья Довнар

Литературный редактор Екатерина Закомурная

Креативный директор Яна Паламарчук

Дизайнер Мария Муравас

Корректоры Анна Матвеева, Юлия Молокова

 

ООО «Манн, Иванов и Фербер»

mann-ivanov-ferber.ru

 

Электронная версия книги подготовлена компанией Webkniga.ru, 2024

Иммуногид
Введение. Чужим тут не место
Глава 1. Армия телец
Глава 2. Участки иммунной системы
Глава 3. Они бросают нам вызов
Глава 4. Иммунодефициты
Глава 5. Избыточный иммунитет
Глава 6. Опухоли
Глава 7. От эмбриона до старика
Глава 8. Помощники
Глава 9. Домашние средства

ВВЕДЕНИЕ

ЧУЖИМ ТУТ НЕ МЕСТО

— Я совсем разболелся! — проскрипел кто-то с дивана, когда я вошел в холл общежития.

По голосу я тут же узнал Тильманна, будущего юриста. Тот сидел на диване, укутанный в шерстяное одеяло. Ага, тяжелый случай мужского гриппа.

Я догадывался, что будет дальше. В то время я учился на втором курсе медицинского, и если не зубрил латынь, то служил соседям вместо настоящего врача. Как только я вошел в комнату, я уже знал — посещение больного на дому. На полу валялись платки, все в соплях.

После дружеского «ну, рассказывай» пациент простонал:

— Голова гудит. Сопли текут ручьем. Когда глотаешь, такое ощущение, что там геморройные шишки. — Со взглядом мученика он уставился перед собой и произнес: — Я умираю.

— Что за бред, — возразил я с полной уверенностью. — Ничего ты не умираешь. Просто подцепил какую-то инфекцию.

— Зараза, у меня через три дня экзамен, мне нельзя болеть. Дай мне что-нибудь, чтоб поскорее поправиться, — наседал он на меня.

— Извини, но тут я мало чем могу помочь. Твой иммунитет сам справится.

— Иммунитет… Его никогда нет, когда он больше всего нужен, — угрюмо пожал плечами сосед. И прежде чем я успел что-либо возразить, друг осторожно поинтересовался: — А как это работает?

Я вздохнул. Ведь мне надо было еще готовиться к практике по офтальмологии, но это могло и подождать.

Итак, я начал свой рассказ:

— Ты знаешь, Тильманн, иммунитет — одна из самых сложных и удивительных систем в теле человека. Поражает то, что у этого органа нет одного места, как, например, у кишечника или мозга. Он распределен по всему организму. За что отвечает иммунитет, говорит само его название: по-латински immunis — «свободный от», то есть он помогает нам оставаться свободными, не обремененными чем-то. Днем и ночью он защищает организм от непрошеных гостей. Другими словами, договаривается за нас с окружающей средой. Тихо и незаметно иммунная система доводит до совершенства наш менеджмент гостеприимства. Чаще всего она работает не по принципу «добро пожаловать», а под девизом «Лучше перестраховаться, чем недостраховаться». Иммунная система моментально и точно отличает своих от чужих. Тех, для кого распахнуты все двери, от тех, кто несет с собой угрозы.

Когда назревает кризис, организм дает нам это понять. Вот как у тебя сейчас. В момент обострения все ресурсы организма налегают на возмутителя спокойствия с разных сторон, чтобы подавить его. И ты чувствуешь и видишь, что иммунная система заработала. В других случаях она выполняет свою работу по-тихому. При поддержке многомиллионной армии маленьких помощников она заботится о нашем выживании. Иммунитет — это та система, которая непрерывно совершенствуется на протяжении уже миллионов лет. При этом она очень восприимчивая и хрупкая, поэтому заслуживает нашего особого внимания и поддержки.

 

Тем временем домой вернулись и другие ребята из нашего общежития, наготовили себе еды и теперь расположились в холле.

Слева от меня за столом сидела Сюзанна, будущая учительница истории искусств, которая принимала активное участие в благотворительности и редко появлялась дома. С недавних пор у нее завелся друг с привилегиями. Вся пикантность состояла в том, что это был известный футболист. Сюзанна бо́льшую часть времени пропадала в его лофте.

Еще одним редким гостем был Маркус, который выходил, только чтобы поесть. А сейчас он сидел справа за столом и уплетал лапшу. Вечный студент, он изучал социологию и, видимо, все время пребывал в воображаемом мире или бог весть где еще, во всяком случае не выходил из своей малость провонявшей комнаты с затемненными окнами.

Сандра, изучавшая экономику, уселась на полу и разбирала свои конспекты. Недовольно качая головой и вздыхая, она то и дело доставала новые листочки из своей большой матерчатой сумки.

Круг замыкала Лиза, которая регулярно напоминала нам, что пора бы отдохнуть. Как и Тильманн, она изучала юриспруденцию, однако считала, что с напряжением, которое требует учеба, можно справиться, только покуривая косячок. Поскольку я как раз вел свое повествование, то решил немного сгустить краски. Когда я заговорил о вторжении пришельцев, все прислушались.

Конечно же, я придумывал разные образы для того, чтобы сделать более понятными процессы работы иммунной системы. На самом деле я провел далеко не одну такую беседу. Когда ты студент-медик, проживающий в общежитии, подобных разговоров не избежать.

НА КОЖЕ ВСЕМ ЗАПРАВЛЯЮТ МЕСТНЫЕ БАКТЕРИИ

Приземлившихся на поверхность человеческого тела пришельцев ожидает тропический климат, груды мертвых клеток, трещины, незнакомые озера, леса — отличное место для множества местных жителей, которые уютно устроились и не хотят делиться ни с кем. Часто здесь просто нет места для новеньких. Стареньких тысячи по всему телу, а новенький один. Так что первой линией обороны от проникновения чужаков являемся даже не мы, а бактерии, которым наша иммунная система позволила селиться по соседству. И делает она это не из благосклонности к ним, а только если они убедят, что от них будет конкретная польза.

Итак, местные жители — это бактерии, которые мирно с нами уживаются. Некоторые даже помогают нам. За другими нужен глаз да глаз, поскольку они могут навредить при ослабленном иммунитете. О том, что происходит, когда с таким тщанием создаваемый баланс нарушается, мы расскажем в параграфе «Помощники, которые охотно перейдут на сторону врага».

Однако большая часть бактерий на нашей коже приносит пользу. Они занимаются не только предотвращением вторжения извне, но и производят вещества, защищающие кожу. Ферменты, с которыми непосредственно сталкиваются пришельцы, создают особую среду, в которой последним ой как несладко. Эти бактерии долго выискивали подходящее место обитания в человеческом теле. Тем, что обретаются на носу, отнюдь не по вкусу погодные условия в подмышке. Определенные бактерии не переносят прямых солнечных лучей, падающих на лысину, поэтому селятся в кишечнике. Все они очень гордятся местами, где обосновались, и неохотно пускают на свои территории чужаков. К счастью! Потому что и для всего тела, и для иммунитета полезен этот строгий отбор.

Часто бактерии-пришельцы попросту голодают. Им не хватает пищи, поскольку местные бактерии довели свое продовольственное снабжение до совершенства и не собираются ни с кем делиться. Чужаков отталкивают от обеденного стола, но бывает, что и сжирают. Некоторые из местных с наслаждением поглощают вновь прибывших, чтобы самим разрастаться дальше.

Чтобы система не развалилась, нам тоже следует приложить усилия — дать бактериям спокойно пожить. Вода и мыло, а уж тем более дезинфицирующие средства — друзья и враги в одном лице. Переизбыток грязи на коже позволит новым бактериям пустить корни, что может привести к опасным инфекционным заболеваниям. Избыточное использование мыла не только разрушает среду обитания бактерий, но и убивает многих из них. Бактерии же — это что-то вроде социальных животных: они живут колониями. Если их сообщество распадается, они неважно себя чувствуют и хуже развиваются.

Даже макияж может способствовать тому, что некоторые бактерии перестанут размножаться, что, в свою очередь, приведет к изменению среды на поверхности кожи и вынудит бактерии покидать насиженные места. Эту проблему иногда называют болезнью стюардесс, так как те на протяжении многих часов должны иметь свежий и безупречный макияж. При этом больше всего удручает, что, когда исчезают благотворные бактерии, организму угрожает нечто гораздо более страшное. Чужеродные бактерии и грибки заселяют освободившиеся территории и вызывают высыпания. Еще более усиленные уходовые процедуры запускают порочный круг, а ведь все, что необходимо коже, — это вода и кислород.

ОБОРОНИТЕЛЬНЫЕ СТЕНЫ ИЗ МЕРТВЫХ КЛЕТОК

Если все же паре-тройке залетных удается прорвать первую линию обороны, они сталкиваются с самим кожным покровом. Точнее сказать, с stratum corneum (лат.) — роговым слоем, нашей второй линией защиты. Этот поверхностный слой кожи состоит из отмерших клеток, которые покрывают собой живые и защищают их таким образом. Этих клеток огромное количество на поверхности человеческого тела. Местами они образуют толстый слой — например, на стопах, так как на них приходится серьезная нагрузка. Да и вообще все, что мы видим глазом на теле, представляет собой мертвые клетки. Волосы, ресницы, ногти. Они создают физический барьер между организмом и окружающей средой.

Между прочим, под волосами в меньшей степени подразумевается роскошная прическа на голове и в большей — эдакое пальто, более или менее плотно покрывающее все тело. Для садящихся на тело различных возбудителей болезней волосинки — своего рода гигантские деревья, задерживающие самую крупную грязь. Ресницы — густые, непроходимые леса, а ногтевые пластины, как и мозоли, подобны непроницаемым каменным плитам. Вместе с реками из пота, слюны и прочего секрета, омывающими кожу и оказывающими лечебный или защитный эффект, и бактериями это поистине негостеприимная, непригодная для жизни местность.

А между тем это еще и филигранно выверенный биотоп. Его разрушение из-за мелких и крупных катастроф, например открытых ранок, но прежде всего из-за постоянного мытья с мылом и прочими моющими средствами, приводит к крайне негативным последствиям. Мы боремся с ними, намываясь со всей тщательностью. Поймите правильно: сама по себе идея мыть тело очень даже ничего. В этом случае устраняется не только неприятный запах, но и инфекционные агенты. При здоровом подходе удаляется только поверхностная грязь. Наши сожители, обитающие на коже, временно прячутся в трещинки, а потом быстренько выползают из укрытий и снова распределяются на уже чистой поверхности. Вот только беда, если с помощью мыла, щетки и дезинфектора, подобно больничной палате, вычищается каждая щелочка на теле. В наихудшем случае так истребляется вся популяция бактерий. Последствия нетрудно представить: на несколько часов голая кожа, оставшись без защиты батальонов бактерий, подвергается агрессивному воздействию окружающей среды. Прощай, первая линия обороны. Нет укрепительных стен, созданных из отмерших клеток, нет секрета, омывающего клетки. Вторая линия обороны пала. Кожа становится сухой и более восприимчивой к инфекциям.

ЦЕЛОВАТЬ ОМЕРТВЕВШУЮ КОЖУ, ИЛИ ЖИВИТЕЛЬНАЯ СЛЮНА

В некоторых случаях наш организм находит компромисс: на определенных участках тела нет покрова из отмерших клеток, но есть слизистая оболочка. Это рот, полость носа, глаза, гениталии и кишечник. Здесь мы бережно храним от внешнего мира живые клетки, необходимые для восприятия внешних стимулов. Если бы кожа на нашем языке была такая же толстая, как на пятке, пища стала бы для нас безвкусной. А ощущения при поцелуе такие, словно два больших пальца стопы касаются друг друга. Благодаря рецепторам на поверхности языка, отвечающим за восприятие тепла и вкуса, мы испытываем такой всплеск эмоций.

Разумеется, не удовольствие от поцелуев представляет собой эволюционное преимущество. Тот факт, что человек очень точно губами и языком может определять вкус и получать тактильные ощущения, вероятно, обусловлен тем, что так мы ориентируемся в том, какая пища съедобна, а какая ужасна на вкус, какие продукты круглой формы, а какие заостренной, что полезно, а что может оказаться губительным. Да и глазами, покрытыми плотным слоем ороговевшей кожи, мы бы видели мир таким же мутным, как если бы смотрели на него через грязное стекло бутылки из-под молока. Но и в этих зонах организм развил защитные механизмы от проникновения чужеродных элементов. Во-первых, здесь клетки стопками располагаются друг над другом по принципу «дорога, по которой часто ездят, должна быть как следует укреплена». Во-вторых, данные области смазываются вязким секретом. Отчасти для того, чтобы клетки не сохли, а отчасти из коварных соображений — специальные бактерии затрудняют проникновение вредных микроорганизмов.

Нагляднее всего это можно продемонстрировать на примере слюны. Человек ежедневно производит около 1,5 лит­ра слюны. Большущая бутылка! Однако слюна — поистине удивительная жидкость. Ее элементы играют важную роль при размельчении пищи. Кроме того, она увлажняет ротовую полость, ведь только так оголенные, беззащитные клетки могут выжить, и только это обеспечивает нам возможность глотать, различать вкусы и говорить. А также она защищает организм от проникновения нежеланных гостей.

 

Слюна, обладающая множеством талантов, наполнена различными ферментами, у каждого из которых своя специа­лизация. Например, лизоцим разрушает клеточные стенки некоторых бактерий. Другие ферменты берут измором зловредных пришельцев: скажем, лактоферрин захватывает молекулы железа, чтобы чужие бактерии хуже росли и размножались. Да, даже им, как и нам, для существования необходимо железо. А еще есть гистатины, которые тормозят размножение бактерий и грибков. Сюда же относится целая армада антител, которые атакуют чужаков, помечают их, что, дескать, этих можно жрать, или нейтрализуют. Эти антитела — своего рода предупреждающий знак, который наносится на опасные организмы, чтобы собственные клетки легко могли их распознать и устранить. А поскольку предупредительные значки порядочной величины, это отрицательно сказывается на подвижности чужеродных агентов. Антитела, как репейник, повисают на бактериях и тормозят их продвижение, пока не прибудут клетки, которые высвободят их и сожрут. Но об этом позже.

И правда чудодейственный раствор, так что неудивительно, что народная мудрость рекомендует плюнуть на ранку и место укуса насекомого. На самом деле слюна является дезинфектором при первой помощи. С одним ограничением: она работает только у данного человека, оказывая антибактериальное, противогрибковое и антивирусное действие. Из-за того, что, например, от пищевых привычек у человека во рту формируется индивидуальная флора, то, что благотворно для него, у другого может вызвать опасное заражение крови. Итак, осторожно: своя слюна — да, мамина — нет!

Подобно слюне, и другие слизистые оболочки и секреты способствуют защите организма от вредного воздействия. Ферменты и антитела, как и сбалансированная бактериальная флора, — вот наши помощники. Вдобавок у различных отверстий человеческого тела сформировались специфические свой­ства, оберегающие от проникновения возбудителей болезней. Короткая экскурсия по нашему телу покажет, как это работает.

Слизистая оболочка носа отфильтровывает, например, грубые частицы грязи. Верно! И у докучливых волосков в носу тоже есть своя функция. Со вздохом воздух поступает через ноздри по трахеям в легкие, выстланные под слоем секрета пушком из клеток с тончайшими ресничками — мерцательным эпителием. Это особые клетки, они непрерывно задерживают пыль, попадающую в дыхательные пути, и перемещают ее, а также старые клетки, бактерии и все, чему не место в легких, обратно наверх, чтобы вывести из организма с кашлем или сглотнуть. В слизистой находятся наши старые знакомые: антитела, которые маркируют «иностранных агентов», лизоцимы, разлагающие бактерии на поверхности покрова, лактоферрин, задерживающий их развитие, и прочие ингибиторы, чья задача — усложнить чужакам жизнь.

Все, что, попав в человеческий организм, не направляется в легкие, двигается другим путем: через рот по пищеводу в желудок. Там пришельцев поджидают адские условия. С ними у желудочной кислоты разговор короткий. У нее уровень рН примерно равен единице.

Ничего более едкого быть не может. Все, что попадает в желудочную кислоту, разъедается ею, если только у гостя нет специального скафандра или вновь прибывших такое огромное количество, что единицам удается уцелеть в этой давке, просочиться дальше в кишечник и зацвести там буйным цветом. Слизистая оболочка желудка в наименьшей степени приспособлена к уничтожению вредных агентов. В этом смысле желудочная кислота гораздо эффективнее. Кроме того, организм нуждается в механизме защиты от собственной кислоты.

Различные возбудители и все, что, пройдя желудок, еще не погибло и не рассосалось, в кишечнике сталкивается с его слизистой оболочкой. И как вы уже догадываетесь, здесь похожая история: эпителий с мелкими ворсинками (лат. villi) для лучшего захвата питательных веществ, а также слизистая и ее составляющие не только заботятся о том, чтобы измельчить оставшиеся кусочки пищи и упростить их усвоение. Они — ключевые элементы иммунной системы человека. Разные отделы органа отвечают — как при расщеплении и всасывании питательных элементов, так и в поддержании иммунитета — за различные функции. Бойкие иммунные клетки патрулируют и регулируют движение прежде всего в тонкой кишке. Здесь доля бактерий снижена. Чем дальше вниз по кишечному тракту, тем богаче бактериальная флора. Здешние бактерии благотворно влияют на организм и просто не дают возможности задержаться пришлым.

Совершенно особенная слизистая оболочка женская, вагинальная. Помимо перечисленных задач, она решает и одну специфическую. Состав вагинального секрета регулярно меняется в течение менструального цикла и в особых случаях — при беременности. Существенную роль играет также возраст женщины, ведь меняется и гормональный фон. Прежде всего это сказывается на плотности вагинальной слизистой оболочки и ее способности выполнять иммунологическую функцию.

Насколько чувствительно слизистая оболочка реагирует на внешние воздействия, часто указывает реакция на прием антибиотиков. Лекарство убивает бактерии — как болезне­творные, так и полезные. Полезные — это прежде всего лактобациллы, чей дефицит благоприятствует грибковым инфекциям.

Наше правильное поведение стимулирует способность слизистых оболочек поддерживать здоровый иммунитет. Однако возраст и серьезные нагрузки на слизистые приводят к негативным последствиям. Если некой бактерии удалось прорваться через первую линию обороны и она не встретила пре­пятствий в виде ороговевшего слоя вследствие, например, повреждений кожного покрова, ее ожидают не только неблагоприятные условия существования, но и армия телец — иммунных клеток, — которые так просто не сдадут свою территорию. Эти искусные стратеги. Никакой суматохи. Никакого хаоса. Только целенаправленные действия. Но чтобы армия мобилизовалась, должна пробить тревога. За это отвечает неспецифическая реакция, и это в первую очередь распознавание образцов.

О РЫБЬЕЙ ЧЕШУЕ И ШЕРСТИ ЖИВОТНЫХ, ИЛИ РАСПОЗНАВАНИЕ ОБРАЗЦОВ

Каждый старается систематизировать информацию. Одни делают это лучше других, и в этом их преимущество. Речь пойдет о распознавании образцов — по-английски Pattern Recognition. Смысл данной способности лежит на поверхности: если образец распознается быстро и надежно, то скорее наступит правильная реакция. В человеческом организме бесчисленное количество рецепторов, распознающих чуждые ему образцы. Благодаря этому моментально принимается решение: заглянувший к нам тип здесь на своем месте? Или мы встречаем такого впервые? Выражаясь образно, хобот — значит слон, чешуя — значит рыба, но точно не человек. Решение простое: пошел вон!

Для этого необходимы рецепторы, производящие отбор. Некоторые из них обнаружила Христиана Нюслайн-Фольхард — биолог и биохимик. Она много лет изучала мух дрозофил — излюбленный объект для исследования генома, поскольку хотела выявить, как гены управляют развитием эмбриона, но случайно совершила сенсационное открытие. Нюслайн-Фольхард и ее коллега Эрик Вишаус обнаружили ген с до сих пор неизвестной структурой. «Toll1!» — воскликнули они и решили так и назвать свое открытие. Отсюда появилось название «толл-подобный рецептор»2 для рецепторов, способных распознавать структуры, которые встречаются где угодно, только не у человека, и зачастую у возбудителей различных болезней.

Со временем открывали всё новые рецепторы этой разно­видности. У человека таких известно 10, в животном мире — 14. Все они могут вычленять определенное чуждое данному организму свой­ство: толл-подобный рецептор 2 (TLR 2), например, распознает вещество зимозан и поэтому точно знает, когда в организм хочет проскользнуть грибок; толл-подобный рецептор 5 (TLR 5) идентифицирует белок флагеллин, который образует своего рода плавник определенного вида бактерий; а толл-подобный рецептор 7 (TLR 7), среди прочего, специализируется на однотяжевой РНК, характерной для вирусов. Последний рецептор совместно с некоторыми други­ми локализуется внутри клетки, чтобы сразу указать на возможную вирусную инфекцию. Наряду с толл-подобными рецепторами существует еще куча других, которые своеобразным способом запускают врожденную иммунную систему. Работа рецепторов сравнима с деятельностью дерматолога, который на первый же взгляд может отличить раковую опухоль на коже от фурункула.

Поскольку распознающие общие правила построения веществ рецепторы бывают как в простых, так и в сложных организмах, то полагают, что они появились на ранних этапах эволюции. Вовремя подавая громкий сигнал тревоги, они обеспечивают преимущество во времени. На их шум просыпаются иммунные клетки, и организм реагирует поначалу типично для конкретного случая.

НАРОД, СЛУШАЙ МОЙ СИГНАЛ! ИЛИ ЗАЩИТНЫЕ ФУНКЦИИ КЛЕТОК

Если бактерия проникла в организм и раздались первые сигналы тревоги, тут же появляются фагоциты. Макрофаги нападают на пришельцев и сжирают их. И хотя новоявленные бактерии сравнимы с ними по размеру, это обстоятельство ничуть не пугает маленьких воинов. Если даже им не удастся переварить вражеские организмы, внутри них они будут по крайней мере обездвижены. Бо́льшая часть бактерий со временем разложится в этих фагоцитах. Как это происходит, открыл еще в 1922 году британский врач Александр Флеминг. Он обнаружил фермент в назальном секрете, который уничтожает бактерии, повреждая их оболочку. Данный фермент врач назвал лизоцимом. Лизоцим — это своего рода топор в руках фагоцитов. Будучи многофункциональными, они в процессе изнурительного истребления чужаков выделяют специальные химические вещества (медиаторы), при помощи которых посылают сигналы прочим иммунным клеткам, зовут их присоединиться к освободительной борьбе. Например, они привлекают к этому делу другие фагоциты, например моноциты, которые на поле брани превращаются в макрофаги и, таким образом, усиливают мощь уже присутствовавших.

Кроме фагоцитов, поврежденные ткани призывают на помощь иммунные клетки. Погибая, клетка посылает сигнал тревоги. Она делает это незаметно для вражеской бактерии в надежде, что даже своей смертью она принесет пользу и будет отмщена. Благодаря ее сигналам бегущие по кровяным сосудам фагоциты, а также специальные кровяные клетки — нейтрофилы — смекают, что что-то тут неладно, замедляют свое движение и приклеиваются к стенкам сосудов. Одолеваемые любопытством, они проникают сквозь стенки в ткани. Большую поддержку в этом оказывает то, что в результате действия этих сигналов повышается проницаемость стенки сосудов для клеток и для воды.

Каждый прибывает туда, где его способности наиболее действенны. Особым энтузиазмом отличаются нейтрофилы — самая большая категория белых кровяных телец, эдакая группа быстрого реагирования с широким функционалом. С одной стороны, они, подобно прочим фагоцитам, умеют захватывать и разлагать бактерии, с другой — выстраивают ограждение вокруг последних и препятствуют их дальнейшему проникновению в организм. Когда тельца погибают в смертельной схватке, эти спайдермены иммунной системы, как сачок, набрасывают свою липкую ДНК, нашпигованную антибактериальными веществами, на нарушителей. Теперь те не в со­стоянии даже пошевелиться и медленно разлагаются под действием антибактериальных субстанций.

Поскольку действий макрофагов, моноцитов и нейтрофилов зачастую недостаточно, чтобы устранить болезнетворные организмы, сигналы тревоги передаются дальше по иммунной системе. Макрофаги и нейтрофилы образуют специальные белковые комплексы — инфламмасомы, сигнализирующие о воспалении.

Весь процесс сравним с почтовым сообщением. Одна почта предназначена только для цитокинов, медиаторов хемотаксиса3. Группа цитокинов, среди прочего, состоит из хемокинов, интерферонов и интерлейкинов4. Их тревожные сигналы нам всем хорошо знакомы. Хемокины заставляют другие клетки иммунной системы отправиться к месту происшествия, а сами удерживают воду, чтобы клеткам легче было туда попасть. Мы замечаем это по отеку тканей. Хемокины — что-то вроде парней на фейсконтроле в клубе. Интерфероны, напротив, — вещества, стимулирующие антипатогенный ответ. Они словно подзуживают дать отпор. Интерлейкины завершают это трио, способствуя лучшей коммуникации между иммунными клетками. Это они заботятся о том, чтобы у нас случился жар и появились покраснения на коже. Причем достаточно всего пары молекул, чтобы столбик градусника пополз вверх. При содействии других медиаторов интерлейкины договариваются с терморегулятором в мозге, чтобы тот устроил повышение температуры тела. Почему высокая температура (до определенного предела) имеет смысл, поведает параграф «Укутайся получше».

Как работает цепочка сигналов, легче всего продемонстрировать на интерферонах. Эти белки (они делятся на белки группы альфа, бета и гамма с различными зонами производства) прежде всего противодействуют вирусам, но активируются и при наличии других возбудителей. Они не специфичны, борются с многочисленными вирусами разных видов, забрасывая в клетки целый каскад антивирусных белков. При этом даже неинфицированные клетки получают информацию, как защититься, и продуцируют свой иммунный ответ. Учеными установлено уже более 30 таких белковых соединений. И что самое замечательное — все происходит моментально: выброс интерферонов и их действие управляются не централизованно, а локально.

Прежде чем данное явление было изучено, потребовались десятки лет после того, как шотландский вирусолог Алик Айзекс и швейцарский исследователь Джин Линденман из лондонского Национального института медицинских исследований еще в 1957 году узнали, откуда берутся интерфероны. Они выяснили, что их производят сами клетки, подвергшиеся вирусной атаке. Но кроме того, есть в организме и специальные иммунные клетки, которые тоже вырабатывают интерфероны с целью предупредить располагающиеся поблизости клетки и простимулировать их к выработке белков, препятствующих размножению вируса. То, что происходит дальше, называется интерфероновым каскадом реакций. Он блокирует деление вируса внутри отдельной клетки, например путем прекращения производства необходимого для этого фермента или разрушения РНК вируса. Весьма эффективный механизм, поскольку либо будет замедлена репродукция вируса, либо интерферон быстро запрограммирует зараженную клетку на смерть — эдакий подвиг камикадзе с благородным названием «апоптоз».

Однако интерфероны знамениты не только этим впечатляющим механизмом, но и тем, что в ходе их исследования всплыли и другие их способности. Они обладают также положительным терапевтическим эффектом. Поскольку интерфероны умеют тормозить клеточное деление, то, таким образом, они предотвращают размножение зараженных клеток. Ранее это их свой­ство применяли в связи с лечением хронического гепатита, кондилом и даже в экспериментальном порядке при лечении пациентов, страдающих эболой. На сегодняшний день интерфероны представляют наибольший интерес в исследованиях раковых заболеваний, но не следует недооценивать и побочные действия интерфероновой терапии.

Эту книгу хорошо дополняют:

Иммунитет

Дженна Маччиоки

Неизведанное тело

Джонатан Райсмен

От этого зависит ваша жизнь

Талия Мирон-Шац

Что мы знаем и (не знаем) о еде

Мария Кардакова, Анча Баранова

HENDRIK STREECK

UNSER IMMUNSYSTEM

WIE ES BAKTERIEN, VIREN & CO. ABWEHRT UND WIE WIR ES STÄRKEN

PIPER

Секреты здоровья

ХЕНДРИК ШТРИК

ИММУНОГИД

ВСЕ, ЧТО ВАС ВОЛНУЕТ В ИММУННОЙ СИСТЕМЕ, — ОТ ПРОФЕССОРА-ВИРУСОЛОГА

Москва
МИФ
2024

Информация
от издательства

Научный редактор Ольга Сергеева

На русском языке публикуется впервые

 

Штрик, Хендрик

Иммуногид. Все, что вас волнует в иммунной системе, — от профессора-вирусолога / Хендрик Штрик ; пер. с нем. М. Клюшиной. — Москва : МИФ, 2024. — (Секреты здоровья)

ISBN 978-5-00214-332-0

Хендрик Штрик, признанный специалист в области иммунологии, с большим юмором рассказывает о самых сложных вещах, связанных с иммунитетом.

Книга будет интересна всем, кто интересуется вопросами здоровья и хочет получить экспертное мнение.

 

Все права защищены.

Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

ГЛАВА 1

АРМИЯ ТЕЛЕЦ

Иммунная система — это вооруженные силы человеческого организма, в которых есть специалисты на любой мыслимый и немыслимый случай. С некоторыми из них мы уже познакомились, но еще далеко не со всеми. Предводителем этой армии является не главнокомандующий, а множество генералов, руководящих специализированными группами реагирования. В теле человека существуют два вида вооруженных сил, которые тесно взаимосвязаны: врожденная и приобретенная иммунные системы. Оба берут свое начало от общих стволовых клеток — тех, которые частично созревают в лимфатической системе, и тех, которые вырабатываются в костном мозге. Вся армия целиком функционирует слаженно, как оркестр. Все в определенной степени активны, реагируют на угрозы совместно или в определенной последовательности. Лучше всего рассказывать про всех них одновременно.

ДОВОЛЬНО СПЕЦИФИЧНЫЙ ТАКОЙ НЕСПЕЦИФИЧНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ, ИЛИ ВРОЖДЕННАЯ ИММУННАЯ СИСТЕМА

Кстати, с врожденной иммунной системой мы уже познакомились. Это та самая группа быстрого реагирования, клетки которой отвечают моментально — в течение считаных минут. То, что в результате распознавания образцов идентифицируется как инородное, вызывает сигнал тревоги. Потом оно будет либо отпущено на свободу, но с пометкой «в карантин», либо сразу же уничтожено. Таким образом, например, клетка со жгутиками (флагеллинами) на поверхности, полисахариды и РНК вирусов заставляют организм бить тревогу, так как очевидно: что-то тут не так. За эту реакцию отвечают разные клетки, чье воздействие с каждым годом становится все более изученным. Только в 2011 году Нобелевская премия по медицине отошла трем иммунологам, которые занимаются именно исследованием врожденной иммунной системы.

Если что-то надо сожрать, то это к макрофагам

С макрофагами мы уже тоже встречались. Макрофаги — это клетки-пожиратели, их также называют фагоцитами (с др.-греч. phagein — есть). Они находятся в тканях, куда их при острой необходимости направляет иммунная система, или — в некоторых случаях — там они и располагаются в превентивных целях. Например, в особо ранимых областях человеческого тела, где оно наиболее тесно контактирует с веществами из окружающей среды: в альвеолах в легких, поскольку с воздухом туда про­никают и бактерии; и в печени, ведь она своего рода очистительный завод нашего организма. У этих огромных клеток-пожирателей — поэтому у них и присутствует часть слова «макро» — с возбудителями всякой заразы разговор короткий.

Если макрофаг распознал клетку как вредоносную, он начинает целое театральное представление. Сначала он по­степенно, слой за слоем, обволакивает клетку собственной кожей — клеточной мембраной, и так образуется пузырь — фагосома. Когда процесс завершается, клетка-возбудитель словно попадает в тюрьму без единого шанса сбежать. Затем запускается процесс умерщвления. Это похоже на то, как паук опутывает свою жертву паутиной и потом впрыскивает в нее пищеварительный сок. Так же и макрофаги впрыс­кивают в тюремную камеру к врагу лизосомы — ферменты, способные разъедать чужеродные организмы. Гибель неизбежна. В конце остаются лишь жалкие останки, которые вовсе не выбрасываются, а от них берется то, что может пригодиться организму. Например, аминокислоты, необходимые для построения клеток. Они переправляются в нужное место и там перерабатываются. Часть останков поступают в кровь, где служат строительным материалом для других клеток.

Звучит впечатляюще — совершенная система, но и у нее есть свои ограничения: во-первых, в организме недостаточно макрофагов, чтобы очистить его от всех возбудителей. Во-вторых, макрофаги с ходу распознают не все вредоносные элементы, особенно если те не свободно перемещаются, а внутриклеточно. Кроме того, бывают и умные противники, у которых сформировались защитные механизмы против воздействия микрофагов. Об этом мы еще поговорим.

Тревога, тревога: моноциты

Моноциты — клетки, которые превращаются в макрофаги, покидая кровоток. Однако еще в кровотоке они полностью обретают свою способность к поглощению вредных возбудителей. Они распознают чужеродные структуры, захватывают их и разрушают. Помимо этого, они тут же начинают бить тревогу и, таким образом, активируют другие защитные механизмы. Вещества, которые они выделяют, — ме­диаторы — в высшей степени эффективны и чрезвычайно быстры. Прежде всех в этом ряду следует назвать интерлейкины, которые, например, путем повышения температуры тела участвуют в борьбе с воспалительным процессом. К тому же они захватывают часть тельца болезнетворного возбудителя, а его остаток торчит, словно из окна, видимый движущимся мимо иммунным клеткам. Типа, ребята, если вы видите, что из окна что-то торчит, значит, надо его убить. Как именно это работает, мы узнаем в главе об иммунном ответе.

Тройственный союз: гранулоциты

Они представляют собой третий тип клеток-пожирателей и действуют в связке. По крайней мере, некоторые из них. Гранулоциты делят на несколько групп. Среди уймы медицинских терминов всегда приятно иметь дело с говорящим за себя названием — вот как «гранулоциты». Одного взгляда на слово достаточно, чтобы представить себе гранулы. Так и выглядят эти клетки. Внутри клеточной оболочки находятся маленькие зернышки. Эти гранулоциты составляют изрядную долю белых кровяных телец и обладают поистине поразительными способностями, особенно когда речь заходит об уничтожении крупных болезнетворных элементов — паразитов, червей, грибков. К сожалению, они же возбуждают аллергические реакции.

В зависимости от цвета цитоплазмы при исследовании под световым микроскопом различают три вида гранулоцитов с разными функциями. Львиную долю этого полчища образуют миллионы нейтрофилов, чья окраска варьирует от прозрачной до бледно-фиолетовой. Наряду с моноцитами и макрофагами они первые, кто появляется при инфекции, каким бы патогеном та ни была вызвана. Либо моноциты начинают бить тревогу, либо макрофаги сообщают о напасти, либо дендритные клетки посылают срочную депешу. Все они толпами стекаются к инфицированному месту.

Нейтрофилы, стимулированные таким образом, сделают все, чтобы воспрепятствовать дальнейшему распространению патогена. Они оцепляют возбудитель болезни, пытаются захватить его и выделяют антибактериальные и антивирусные вещества. Их поведение напоминает то, как ведут себя макрофаги, пожирая вредителей, правда, маленькие нейтрофилы гораздо быстрее наедаются досыта. Зато в конце жизни они прибегают к своему чудо-оружию: в смертельной схватке они выбрасывают свою клейкую, подобно паутине, ДНК и так оставляют напоследок свою печать. У них есть лишь один-единственный выстрел. Они жертвуют собой ради благого дела. Нейтрофилы окутывают, склеивают и сковывают болезнетворные клетки, и те погибают, будучи в плену сети токсичных молекул.

Совсем по-другому работают их напарники, красные эо­зи­нофилы. У этих есть IgE-рецепторы к антителам. Если по­верхность некоего паразита кишит антигенами, это сигнал эозинофилам, что в этом месте надо поработать5. Из их гранул — маленьких зернышек внутри клетки — высвобождается ядовитая субстанция. Она попадает на патоген и привлекает другие эозинофилы, которые только рады поживиться чем-нибудь вкусненьким. Поскольку эозинофилы — любители полакомиться бактериями и вирусами, то их причисляют к клеткам-пожирателям. То ли потому, что благодаря гигиене и медицинскому прогрессу мы крайне редко сталкиваемся с паразитами, то ли по причине иных факторов, но эозинофилы, к сожалению, порой сами вредят человеку. А именно тогда, когда из-за аллергии развивается астма. В этом случае легкое страдает от веществ, содержащихся в эозинофилах. Однако аллергические реакции и роль иммунной системы в их возникновении мы подробнее рассмотрим позднее.

Третьими в тройственном союзе являются базофилы, которые под микроскопом имеют оттенки от голубого до фиолетового. Базофил любит щелочь6. Иными словами, он становится видимым при введении щелочного (базового) пигмента. Базофилы открыл Пауль Эрлих, чьим именем назван институт в Германии. За это открытие Эрлих в 1908 году получил Нобелевскую премию. Базофилы тоже активизируются в ответ на антитела. Преимущественно об их присутствии можно догадаться по коже, если там завелись паразиты — вши или клещи7. Базофилы при этом испускают медиаторы, которые помогают прочим иммунным клеткам в борьбе с паразитами. Они расширяют сосуд и препятствуют свертыванию крови. Накапливаемый в них гистамин вызывает, например, отек прилегающих тканей, зуд и покраснение — хорошо, если это происходит по вине патогена, который будет обез­врежен, но плохо, если это реакция организма на вырабатываемые им же вещества. Однако прежде всего они известны тем, что играют бесславную роль при формировании аллергий.

Особый вид базофилов — тучные клетки (мастоциты). Это откровенно психованные базофилы, проникающие в ткани. Там они яростно бьются за свое существование, а иной раз подозревают в дурных намерениях совершенно безобидные вещества и отчаянно сражаются с ними. Изначально благая задумка: когда тысячи лет назад наш желудочно-кишечный тракт подвергался нашествию глистов и иных паразитов, это имело смысл. Ткани отекали, высвобождалась вода, чтобы ускорить продвижение твердых частиц, нервные окончания возбуждались, мускулатура сокращалась для выведения либо через верхние пути — с рвотой, либо через нижние — с жидким стулом. Все это сопровождалось повышенной выработкой желудочной кислоты. Однако чем чище становилась наша окружающая среда, тем подозрительнее делались тучные клетки (их еще называют мастоцитами). А вдруг и другие вещества могут быть опасны? Действуя по принципу «лучше перестраховаться, чем недостраховаться», тучные клетки выгружают из своих огромных гистаминных резервуаров все запасы малоприятных побочных эффектов: человек начинает чесаться, появляются боли, нос закладывает, сокращаются бронхи — налицо все признаки аллергической реакции.

Те, кто в связке с другими, легче шагают по жизни: дендритные клетки

Любители садоводства постоянно сталкиваются со словом «дендрон». Например, рододендрон. Но что это означает на самом деле? Дендрон — это дерево, и именно так выглядит одноименная клетка — как широко разветвленное дерево. Дендритные клетки — главное действующее лицо иммунной системы. Ониреагируют незамедлительно, посылая свои медиаторы, чтобы предупре­дить, что где-то что-то не в порядке, и действуют как учителя для Т- и В-лимфоцитов, чтобы те вырабатывали нужные антитела.

В 2011 году Ральф Стайнман был удостоен Нобелевской премии за открытие дендритных клеток и их функций. Это первый и пока единственный случай, когда нобелевский лауреат не дожил до церемонии награждения. За три дня до этого он, к сожалению, умер от рака. А за несколько лет до смерти Стайнман сам занялся лечением своей болезни с помощью сложной терапии, ключевым инструментом которой выступали дендритные клетки.

Дендритная клетка с ее длинными «руками» проникает в самые глубины организма. В коже ее называют клетками Лангерганса, в печени — звездчатыми клетками Купфера. Роль дендритной клетки заключается в том, чтобы работать в качестве сенсора и эдакого разведчика. Благодаря своим впечатляюще длинным «рукам» эта клетка способна постоянно ловить антигены, подобно рыболовной удочке, и сдавать их другим клеткам иммунной системы в лимфатических органах.

Когда раздаются сигналы тревоги, дендритная клетка присоединяется к общему хору. Через посредничество ее медиаторов она способствует повышению температуры, вызывает на место происшествия Т- и В-лимфоциты и побуждает действовать активно и решительно. В это же время внутри клетки патоген препарируется на маленькие, удобоваримые кусочки. Сама дендритная клетка болезнетворными агентами не питается, а, как хороший ресторатор, предлагает их на красиво сервированном блюде пробегающим мимо иммунным клеткам. Не все из них откусят кусочек, но, когда на блюдо натолкнется Т-лимфоцит, дендритная клетка вступает с ним в переговоры, чтобы вместе сформировать наилучший для организма иммунный ответ. Дендритная клетка служит связующим звеном между немедленным ответом врожденной иммунной системы и формированием ответа приобретенной иммунной системы. Как именно это работает, описано чуть дальше.

ЛУЧШИЙ СПОСОБ СТАТЬ ПРИМЕРНЫМ УЧЕНИКОМ, ИЛИ СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

Это неторопливая работа, более тщательная, при этом высвобождается такая сила, перед лицом которой патогенные организмы должны трепетать, — мы говорим о приобретенной иммунной системе. В отличие от врожденной иммунной системы, приобретенная является адаптивной и может более точно настроиться на конкретного незваного гостя. Кроме того, она обладает отличной памятью и даже спустя годы знает, какого возбудителя она уже в своей жизни видела. Соответственно, при следующей встрече защитная реакция наступает гораздо быстрее. Именно поэтому у человека появляется иммунитет к некоторым заболеваниям. Быстрая защитная реакция гарантирует, что проникнувшая в организм зараза может даже остаться совершенно незамеченной. Подробнее об этом позже.

Солдаты: CD8⁺ Т-лимфоциты

CD расшифровывается как кластер дифференцировки, это на самом деле означает, что поверхностные молекулы в организме нумеруются от единицы и далее. Между тем исследователи в своих подсчетах уже дошли до CD371 — и их наверняка будет больше. Нумерация не зависит от функции молекул. Если дендритные клетки являются идеологами иммунного ответа, то Т-лимфоциты CD8⁺ — это солдаты организма.

Т-лимфоциты CD8⁺ получают приказы, в частности, от дендритных клеток. Сначала их натаскивают на подходящий патоген. Это называется «прайминг» — обучение выработке правильной реакции. Однажды получив указание, Т-лимфоциты CD8⁺ быстро расправятся со своими противниками. Как только внутрь клетки попадает враг и заражает ее, клетка выставляет его кусочек на поверхность.

Эта своего рода «рука», вытягивающая террориста из атакованной им клетки, называется HLA и, как мы увидим далее, имеет сложную структуру. Молекула HLA находится на каждой — действительно каждой — клетке тела. Вернее, чтобы уж быть максимально точными, только на клетках с клеточным ядром. У красных кровяных телец ядра нет, поэтому у них и HLA тоже нет. Наличие HLA свидетельствует о солидарности этих клеток с Т-лимфоцитами.

Если Т-лимфоциты CD8⁺в организме обнаруживают некую чужеродную структуру, следует реакция, подобная удару острым ножом: белок перфорин проделывает дыру в клеточной мембране инфицированной клетки и внедряет в нее молекулы смерти, запуская таким образом в ней программу самоуничтожения. Это не просто убийство, а эдакое доведение до самоубийства. Все на благо общества, чтобы в зараженной клетке не размножались патогенные микроорганизмы. После завершения своей работы Т-лимфоциты CD8⁺ должны некоторое время отдохнуть, накопить энергию, чтобы иметь возможность продолжать убивать. Однако если патогены прибывают снова и снова — в течение недель и месяцев, — то они изматываются. От усталости клетки хуже реагируют на реальную угрозу — их чувствительность притупляется.

Генералы, или Т-хелперы CD4⁺

Стратегии генералов иммунной системы так же различны, как различны их враги. Все зависит от инициатора согласованной атаки — дендритных клеток. Они сообщают системам организма, какие именно Т-хелперы CD4⁺ нужно послать. Когда дендритная клетка тренирует солдат, она обычно в то же время муштрует и клетки-помощники.

У лимфоцитов CD4⁺ и CD8⁺ много общего. И те и другие формируются в тимусе8 и распознают врага, представлен­ного HLA, с помощью Т-клеточного рецептора (TCR). В то время как CD8⁺ узнает недруга по молекуле HLA-I, CD4⁺ выявляет его по молекуле HLA-II. Казалось бы, разница незначительная, но она очень даже велика. В отличие от молекулы HLA-I, HLA-II обнаруживается только на избранных клетках. Эти клетки также называют профессиональными антигенпрезентирующими клетками. Профессиональные они, потому что для них это основная работа. Помимо дендритных клеток, к ним относят макрофаги и В-лимфоциты. Однако CD8⁺ и CD4⁺ сильно различаются и по другим параметрам.

В то время как CD8⁺ набегают и приказывают инфицированным клеткам организма совершить самоубийство, у CD4⁺ есть несколько вариантов ответа, в зависимости от роли, которую им отводит дендритная клетка. Конечно, они могут и убивать, как CD8⁺, но, будучи так называемыми цитотоксическими CD4-клетками, редко этим занимаются. Гораздо чаще они осуществляют иные формы ответа: если есть необходимость в хороших и сильных антителах, фолликулярная клетка CD4⁺ координирует их выработку на мини-фабрике в лимфатическом узле.

Если необходимо запустить воспалительный процесс, то Th17-CD4-хелперы призывают нейтрофилы и фагоциты. Если есть паразиты, с которыми нужно бороться, координатором выступает клетка-помощник Th9-CD4. Разнообразие ее свой­ств обусловлено способностью рассылать различные медиаторы — цитокины, с помощью которых Т-хелперы CD4⁺ вызывают частично противоположные реакции в разных иммунных клетках. Эта клетка осуществляет коммуникацию между иммунными клетками и направляет, обучает отдельные участки иммунной системы или подавляет их. За последнее действие отвечают регуляторные Т-лимфоциты, которые будут рассмотрены в ближайшее время.

Все зависит от правильного количества, или Регуляторные Т-лимфоциты

Регуляторные Т-лимфоциты (Т-реги), или треги, как их еще называют, — это прирожденные клетки-хелперы, но они занимают особое положение в системе. В течение своей жизни их натаскивают на то, чтобы они предупреждали другие иммунные клетки, что тем следует быть осторожными. К счастью для нас, потому что иногда Т-лимфоциты перебарщивают. Тогда регуляторные клетки говорят им: «Эй-эй, только не переусердствуйте!» Иммунная система не должна реагировать слишком сильно. Регуляторные клетки действуют несколькими способами: они могут влиять на рост и размножение защитных клеток или даже убивать избыточные Т-лимфоциты. В итоге они регулируют силу иммунного ответа, потому что иногда лучше меньше, да лучше.

Жизнь без трегов не очень приятна. Это влечет за собой свободу действий для аутоиммунных заболеваний, при которых иммунная система обращается против собственного организма, что, как мы увидим, иногда приводит к разрушительным последствиям.

Целенаправленное действие, или Принцип «замок и ключ»

«По кастрюле крышка» — так гласит поговорка. Это относится и к иммунной системе и называется принципом «замок и ключ». Этот принцип имеет большое значение при специфическом иммунном ответе. В отличие от неспецифического ответа на вторжение, здесь речь идет не о более или менее слепом ударе, а о целенаправленных действиях. Решающую роль в этом деле играют уже упомянутые молекулы HLA. Если вы когда-либо слышали об этих следопытах, то, скорее всего, в связи с трансплантацией. Проще говоря, молекулы HLA помогают иммунной системе отличать собственные клетки организма от клеток извне. Они являются важными компонентами системы тканевой совместимости.

Вирусы, бактерии, грибки и паразиты — а также клетки других людей — чужеродны для организма и поэтому потенциально несовместимы с ним. Позже я расскажу о рождении и развитии Т-лимфоцитов поподробнее. Сначала они существуют в незрелой стадии. На этом этапе им демонстрируются собственные ткани организма, которые хранятся в библиотеке Т-лимфоцитов с пометкой «безвредные». С другой стороны, однако, в этой библиотеке есть полки с надписью «запрещено», где хранятся чуждые организму структуры. В ходе изучения этого каталога Т-клетки начинают понимать, что нужно делать при разных встречах. Это и есть специфическая форма защиты.

Решающую роль при специфическом ответе играют молекулы HLA. Они имеют индивидуальный характер. Представьте молекулу HLA, как уже было описано, в виде руки. Инфицированная клетка, дендритная клетка или макрофаг протягивают руку Т-лимфоциту и показывают ему, что они только что нашли. «Глянь! Вот что сейчас происходит в моем доме. Я думаю, это опасная штука». Если Т-лимфоцит распознаёт своим рецептором структуру в трясущейся от страха руке как действительно опасную, он бьет тревогу. Это хитро­мудрая система, поскольку рецептор Т-лимфоцита имеет уникальную форму и в действительности распознает только одну часть патогена, руководствуясь знакомой ему молекулой HLA. Тут и срабатывает принцип «ключ-замок»! После того как двое нашли друг друга, они вступают в интимные отношения. Подобно сливающимся в поцелуе губам, Т-лимфоцит продвигается к клетке-мишени. Между тем множество различных рецепторов, щупалец и усиков обмениваются сигналами. Происходит обмен медиаторами. В результате либо Т-лимфоциты CD4⁺ перерабатывают информацию, либо Т-лимфоциты CD8⁺ посылают смертоносный поцелуй.

Однако возможно, что ни того ни другого и не произойдет. Это можно представить так: юному отпрыску только что исполнилось 18 лет, и он едет в соседний город на папиной машине, чтобы встретиться со своими приятелями. Вечер заканчивается попойкой. Осознавая всю ответственность за вождение в нетрезвом виде, сын кое-как добирается домой на общественном транспорте. На следующее утро у него раскалывается голова, а когда отец спрашивает, где тот оставил машину, парень ничего не может вспомнить. Не на улице, не в своем районе — он вообще не знает наверняка, в каком городе был. Отец со своими ключами отправляется на поиски. Возможно, ему повезет, но может случиться, что ни одна машина так и не отзовется на сигнал ключа.

Вот только у дендритной клетки не две «руки», как у нас, но, если повезет, до 20! Они, в свою очередь, делятся на два типа. Как уже упоминалось, существуют «руки» HLA-I и HLA-II. Первые представлены в шести формах: три мы унаследовали от отца, три — от матери. «Рука» HLA-II имеет до 14 различных подтипов, некоторые из них получаются путем новых комбинаций. Передаваясь ребенку по наследству, они смешиваются: в конечном счете один набор характеристик идет от отца, а другой — от матери.

Почти каждый человек уникален с точки зрения своей системы HLA — у него есть, так сказать, свой отпечаток HLA. Такое разнообразие имеет эволюционные преимущества. Один патоген не в силах уничтожить весь человеческий род. Иммунная система каждого устроена несколько иначе. Так что, если один умрет от некоего патогена, поскольку его иммунная система не сформировала хороший иммунный ответ, другой выживет. Так мать-природа наилучшим образом обеспечивает выживаемость человечества. А для разнообразия существует естественная поддержка: исследования показали, что мы умеем вычислять «своего» партнера по запаху. Это связано не только с тем, что кому-то покажется таким привлекательным сладковатый запах пота, который источает, например, мускулистый строитель с голым, блестящим торсом, работающий отбойным молотком. Но также это связано с иммунной системой, которая проявляется через запах. Бессознательно мы выбираем тела, которые пахнут другим иммунным профилем. Чтобы тело не отвлекало от запаха, испытуемым во время исследований давали только образцы пота. Вывод прежний: мы вынюхиваем носителя преимуществ для выживания нашего потомства.

Лишь в одном случае это разнообразие имеет существенный недостаток. А именно там, где природа назначила умереть, а медицина обвела смерть вокруг пальца, — в трансплантологии. Тогда характеристики HLA — тканевый фактор — должны максимально совпадать. В противном случае чужая молекула HLA классифицируется как чужеродная и атакуется иммунной системой. Таким образом, донорская почка или сердце умершего человека могут таить в себе угрозу. Последствия очевидны — орган отторгается.

Данное обстоятельство делает трансплантацию чрезвычайно сложной задачей, поскольку трудно найти человека с аналогичным составом молекул. Кастрюля и крышка должны подходить друг другу. Иначе говоря, рецептор Т-лимфоцитов настолько специфичен, что принимает только те молекулы HLA, которые хранятся на нужной полке библиотеки. Там, где написано «мой».

Фабрики антител, или В-лимфоциты

После вакцинации обычно надеются получить много антител против патогена. Они производятся на многочисленных мини-фабриках антител — в В-лимфоцитах. Часто пишут, что буква «В» в их названии происходит от английского слова bone — «кость». Казалось бы, это логично, ведь В-лимфоциты образуются в кост­ном мозге, но не совсем правильно. История гораздо интереснее. Брюс Глик, исследователь из Университета штата Огайо, потратил годы, изучая кур, вернее маленький орган на задней части их туловища, который называется bursa fabricii — фабрициева сумка (или фабрициев мешочек). Он недоумевал, для чего нужна эта маленькая штучка, потому что после того, как он удалил ее у нескольких цыплят, с ними ничего не случилось. Но когда коллега-иммунолог одолжил у него животных, чтобы продемонстрировать своим студентам образование антител, все пошло наперекосяк. У цыплят антитела не вырабатывались — так был получен ответ на вопрос Глика: bursa fabricii производит B-лимфоциты, которые, в свою очередь, стимулируют выработку антител. Но у людей нет такого органа, поэтому потребовались годы, прежде чем была установлена эта связь.

На В-лимфоцитах — сухопутных вой­сках иммунной армии — есть рецептор, который распознает структуру определенного врага и привязывает его к себе. Затем В-лимфоцит обрушивает на недруга кучу похожих друг на друга снарядов — антител, так что организм патрулирует еще один отряд.

Рогатка, или Звездочки ниндзя

Типичное антитело выглядит как игрек или рогатка. С помощью более короткого конца антитело захватывает структуру, на которой оно специализируется, поскольку В-лимфоцит сформировал его именно для такой структуры. Несмотря на свою кажущуюся примитивность, он может действовать против патогенов по-разному. Например, он удерживает патоген в липком секрете и таким образом нейтрализует его. После этого патоген уже не может так хорошо двигаться и становится вялым.

Антитела также могут склеивать несколько патогенов, образуя из них комки. Все, что нужно, — это команда по расчистке территории, чтобы убрать горы мусора. Однако антитела способны и на большее: они умеют превращать неспецифические клетки в специфические. Для этой цели служит более длинный конец игрека. Им антитела вооружают отдельные клетки, например нейтрофилы или естественные клетки-киллеры. Затем антитела направляют клетки прямо на патоген, чтобы обезвредить его. Умно, не так ли?

Несмотря на то что игрек — иммуноглобулин G (IgG), как его еще называют, — является наиболее распространенной формой, существуют и другие типы антител с интересной структурой.

Всех их объединяет однообразный внешний вид: Y. Структуры, состоящие из одного Y, называют IgD, IgE или IgG; двой­ные — YY — называют IgA. Последние в основном находятся на слизистых оболочках, в то время как IgE образуются преимущественно для борьбы с паразитами — и, к несчастью, при аллергии. Самое быстро образующееся антитело выглядит как звезда ниндзя, имеет пять расположенных по кругу игреков и называется IgM. Все типы антител имеют специфическую задачу в иммунной системе, и с некоторыми из них мы еще встретимся в этой книге.

История открытия антител, кстати, очень увлекательна. Все началось с исследования Эмиля фон Беринга и Китасато Сибасабуро, которые разработали сыворотку против страшной болезни дифтерии у животных и сделали ее пригодной для людей.

За это достижение Беринг не только получил Нобелевскую премию по медицине, но и вошел в историю как «спаситель детей». Он вводил заболевшим детям сыворотку, полученную из материала выздоровевших, и вылечивал их, даже не догадываясь, что сыворотка содержит антитела.

Пауль Эрлих пошел еще дальше. Он утверждал, что на клетках есть рецепторы, которые связываются с очень специфическим патогеном. Затем клетки быстро размножаются, образуя еще больше защитных клеток. Особенно важным было следующее: эта реакция происходила, даже если в организм попадало лишь небольшое количество антигена. Тогда, в начале XX века, представители гуморальной и клеточной иммунологии спорили о том, где образуются антитела, но сегодня мы уже знаем: правы были обе партии. Однако прошло несколько десятилетий, прежде чем это удалось доказать экспериментально. С тех пор исследования антител добавили еще много кусочков мозаики в понимание иммунной защиты, но некоторые загадки пока остаются неразгаданными.

От В-лимфоцитов к антителам

Ниндзя, бросающий свои звезды, не должен беспокоиться о внешнем виде своего оружия. В-лимфоциты — должны. Но как В-лимфоциты образуют специфические, высокофункциональные антитела?

Это сложный процесс. Давайте начнем с наивной В-клетки. Наивная она не в смысле характера, а только по названию, потому что еще не активизировалась. Эта клетка со своим рецептором (сокращенно — BCR), который способен распознавать чужеродные структуры и привязывать их к себе, плавает повсюду. В таком состоянии это шпион с конкретной задачей. Если рецептор активируется в какой-то момент, клетка начнет действовать. Однако если нужная структура никогда не появится, она так и будет оставаться «наивной» на протяжении всей жизни. Та же история с Т-лимфоцитами. Но если В-лимфоцит однажды связывается с чужеродной структурой, запускается программа по выработке антител.

Сначала создается «черновая версия» нового антитела — иммуноглобулин M. Пять из уже упомянутых Y-образных субъединиц связываются вместе подобно звезде ниндзя. В большем количестве они появляются только во время острой инфекции. Для того чтобы IgM-антитело превратилось в IgG-антитело, его еще раз «затачивают». Это происходит в результате сложного процесса в лимфатическом узле. Точнее, в лимфатическом фолликуле. В фолликуле есть только В-лимфоциты. Никаких Т-лимфоцитов CD8⁺, которые могли бы помешать им и ненароком убить одного или другого во время этого деликатного мероприятия. Ни­каких нейтрофилов, которые внезапно блокируют патоген. Исключительно одни В-лимфоциты в их стремлении создать лучшее антитело. Ну почти одни. Вокруг шныряет парочка хелперных клеток CD4 — точнее, несколько фолликулярных Т-хелперов. Как генералы, они следят за тем, чтобы действительно были созданы идеальные антитела и чтобы никто не халтурил. Есть также несколько дендритных клеток, которые также наблюдают за процессом и контролируют образование антител.

Здесь случается нечто уникальное для организма: намеренно происходят различные мутации. Хотя в остальном наш организм тщательно следит, чтобы не возникало никаких отклонений, поскольку в противном случае неминуем рак, здесь образование мутаций даже приветствуется. Антитела шлифуются, совершенствуются в целях большей их эффективности. Создаются сотни версий, а выживают только лучшие. После появления новой версии все участники процесса тестируют ее на способность к сцеплению. Может, оно стало лучше? Если нет, то потомство антител, которое больше не подлежит использованию, в наказание лишается любви. Они отмирают, поскольку не получают сигналов о том, что они по-прежнему нужны. Однако в конечном счете идеальные антитела IgG «затачиваются» до предела и продолжают улучшаться в ходе инфекционного заболевания. Этот процесс называют соматической мутацией. При длительно текущих инфекциях, таких как ВИЧ, могут быть изменены до 50% сегментов генов, кодирующих части антитела. Происходят постоянное совершенствование и непрерывная настройка оружия.

В-лимфоциты также развиваются. Лучшие из них превращаются в плазматические клетки. Такие крупные клетки могут производить большое количество подходящих антител за короткое время. Некоторые из них становятся ячейками памяти. Они сохраняются для того, чтобы организм знал, как производить хорошие антитела в будущем. В-лимфоциты размножаются и размножаются, пока не останется свободного антигена. Неудивительно, что при сильной инфекции такой лимфатический узел может вырасти до значительных размеров. Вам это знакомо: опухшее горло из-за ангины или боль в паху, потому что в рану на ноге попала инфекция. Это болезненные, но положительные последствия функционирования нашей иммунной системы.

Выработку и действие антител также называют гуморальным иммунным ответом — но не потому, что это так смешно, а потому что латинское слово [h]umor означает «влага»9. Итак, антитела находятся в тканевой жидкости. Тут немного осталось от гуморальной теории Гиппократа о четырех жизненных жидкостях. Греческий врач предполагал, что у больного человека нарушен баланс четырех жизненно важных веществ: белой желчи, черной желчи, крови и слизи. Наука, конечно, верит не в жизненно важные соки, а скорее в тонко настроенную систему иммунных клеток, которые работают вместе для защиты организма.

Рожденные убивать, или Естественные клетки-киллеры

Уже само название не предвещает ничего хорошего для патогенных микроорганизмов. В то время как клетки приобретенной иммунной системы еще созревают, учатся и тренируются, естественные клетки-киллеры уже атакуют. Они объединяют усилия врожденной и приобретенной иммунных систем.

Естественные клетки-киллеры, или сокращенно NK-клетки, рождены, чтобы убивать. Это совсем не та клетка, которую хотелось бы встретить в темноте между печенью и селезенкой. Естественным клеткам-киллерам не нужен приказ от дендритных клеток, и им не требуется сложным образом идентифицировать, кого там они собираются атаковать. Они образуют первую линию обороны, особенно при противодействии вирусам, которые нападают на невинные клетки организма. NK-клетки распознают молекулы HLA на поверхности клеток, когда те протягивают им свою «руку», типа «дай пять», подобно спортсменам. Если рукопожатие не состоялось или если молекул меньше, чем ожидают клетки-убийцы, они становятся подозрительными, так как известно: если вы не хотите здороваться, значит, вам есть что скрывать. И это так, потому что некоторые вирусы снижают функцию рецептора. Клетка-убийца, однако, быстро расправляется с подозреваемым: она приносит клетку в жертву в надежде, что уничтожает вместе с ней и вирус.

Однако не только при отсутствии молекул HLA, но и когда, например, к ним прикрепляются части чужеродного вируса, клетки сразу же идут в расход. NK-клетка совершает свое черное дело через страстный смертельный поцелуй. Обеими губами она плотно обхватывает измененную клетку, а затем проделывает отверстие в ее мембране. Прежде чем пораженная клетка осознает, что с ней происходит, все уже случилось. Клетка-убийца уже выдыхает в нее молекулы смерти через поры. Клетка подрагивает некоторое время и умирает. А вместе с ней и вирусы, которые потенциально могут находиться внутри нее.

Эти мстители часто работают в одиночку. Но, как мы увидим, они также могут объединяться с другими иммунными клетками. NK-клетки — любимое дитя иммунологических исследований, поскольку их двой­ственная природа делает их ключевым элементом в понимании сложного иммунного ответа организма. Естественные клетки-киллеры распознают паттерны, которые позволяют принять решение: эндогенный или экзогенный. Однако по гораздо более точному принципу «замок и ключ» работают не они, а приобретенная система.

Тем не менее NK-клетки, как и B- и T-клетки, могут быть оснащены рецепторами, настроенными на определенные чужеродные элементы, и они также развивают иммунную память, подобно другим компонентам приобретенной иммунной системы. И все-таки они не специализируются на отдельных типах нападающих агентов, несмотря на свою патогенную память, а остаются универсалами на протяжении всей своей жизни. Точные причины этого неизвестны. Одна из теорий, называемая гипотезой отсутствующего «я», объясняет это так: задача NK-клеток — не только уничтожать, но и защищать.

Естественные клетки-киллеры — это гиперактивные солдаты, постоянно стоящие наготове с заряженным оружием. Они стреляют во всех, кто не произнес на счет «три» заранее заготовленный пароль. Паролем является молекула, которая находится почти на всех собственных клетках организма. Если количество таких молекул снижено по причине инфицирования или маскируется пептидами патогена, NK-клетка не видит причин для пощады. Подобно Т-лимфоцитам CD8⁺, они активно поддерживают самоубийство поврежденных патогеном клеток. Кроме того, NK-клетки могут быть активированы различными антителами — с обоюдной выгодой. Антитело ищет подходящий антиген для связывания, но не может убить его само. Вместо этого оно вызывает естественную клетку-киллер и даже обещает доставить ее на стрельбище. NK-клетка использует антитело в качестве запасной руки, чтобы занять наилучшую позицию для стрельбы. Идеальное заказное убийство.

Битва выиграна

Возвращаемся к коже, куда бактерии вторглись несколько дней назад. Почти все только что упомянутые клетки иммунной системы активировались. К­то-то в большей, кто-то в меньшей степени. Макрофаги, моноциты и нейтрофилы немедленно вы­шли на поле боя. Они окружили патогены, захватили их с помощью ДНК, поглотили их, запечатали и убили. Они забили тревогу, послали медиаторы и отрегулировали температуру в сторону повышения. Дендритная клетка, захватывая части патогена, конечно, тоже подает сигнал тревоги, но в первую очередь раздирает патоген на кусочки с помощью своих «рук» — HLA I и HLA II — и передает их в распоряжение T-лимфо­цитам CD4⁺, T-лимфоцитам CD8⁺ и B-лимфоцитам. Затем В-лимфоциты и, в частности, Т-лимфоциты CD4⁺ активизируются для формирования наилучшего ответа. Антитела нейтрализуют заразу и привлекают другие иммунные клетки для выполнения уже их работ.

Т-лимфоциты CD8⁺ менее активны. Обычно они предпо­читают бороться с вирусами. На следующее утро после боя вокруг лежат обломки клеток и тканей. Иммунная система победила. Покраснение тканей все еще заметно, в теле все еще жар, и поры все еще открыты. Груды трупов лежат на поле боя: погибшие иммунные клетки среди мертвых бактерий. Некоторые захватчики окружены, другие — в убийственных сетях нейтрофильных гранулоцитов. Нейтрофилы и моноциты встают заградотрядами вокруг поля брани, чтобы не выпустить ни одного потенциально выжившего захватчика. Все, что находится внутри круга, будет уничтожено. Вокруг жужжат макрофаги. Они поедают трупы. Несвязанные антитела все еще рыскают в поисках мишени.

Постепенно возвращается спокойствие. Избыток антител постепенно расщепляется в печени. Сохраняются некоторые из них. Кто знает, для чего еще они могут пригодиться. Зло­умышленник может все еще скрываться где-то в теле. Еще живые нейтрофилы, естественные клетки-киллеры и моноциты снова распределяются по организму. Они больше не нужны на поле боя. Они делают то, что делают всегда, — снуют по тканям в поисках новой инфекции. Вполне возможно, что они срочно потребуются в других местах. Клетки-киллеры CD8⁺, клетки-хелперы CD4⁺ и B-лимфоциты также закончили свою работу. Это была их единственная задача в жизни — точно отреагировать на конкретный патоген именно с такой структурой. В ходе боя они размножились до чрезвычайно большого количества, чтобы целая армия из них столкнулась лицом к лицу с патогеном. Теперь их стало слишком много. Пора их сокращать. У большинства из них нет иного выбора, кроме как покончить жизнь самоубийством. Немногих пощадят. Они выживут и будут жить как долговременная память, запомнив точную структуру врага и идеальную реакцию антител, готовясь к следующей встрече. В конце концов, в следующий раз все должно пройти немного быстрее.

Часто так и бывает. Ждать приходится недолго. В нужное время иммунная система дает отпор — немедленно. Вы заметите это по тому, что совсем ничего не заметите. Была ли то инфекция, можно понять по огромному количеству антител. Но обычно у вас ни температура не поднимается, ни воспаление не начинается. Вы даже не почувствуете себя больными.

Часто, но, к сожалению, не всегда. Неразгаданной загадкой иммунной системы остается, почему иногда происходит запоминание, а иногда нет, почему некоторые вакцины приводят к пожизненному иммунитету, а другие защищают человека только на определенный период; почему порой следствием вакцинации становится такой же сильный иммунитет, какой дала бы лютовавшая инфекция, а в других случаях — нет. Мы видим, что, несмотря на прогресс в иммунологии, еще многое предстоит сделать, чтобы полностью раскрыть секреты иммунной системы.

ГЛАВА 2

УЧАСТКИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Иммунная система — одна из самых сложных сетей в нашем организме, поэтому неудивительно, что на самом деле нет такого понятия, как единое место для иммунной системы. Она чувствует себя как дома везде и нигде. Все тело становится полем боя, когда это необходимо. И все же есть области, где иммунная система проявляет себя особенно ярко.

НИМФА ЛИМФА, ИЛИ НАШ ФИЛЬТР

Даже больше, чем другие части иммунной системы, лимфатическая система ведет скрытый образ жизни. В большинстве случаев мы замечаем лимфатические узлы только потому, что они набухают во время некоторых заболеваний. Тем не менее вся эта система всегда завораживала человека — возможно, именно потому, что ее трудно понять. Даже Томас Манн в «Волшебной горе»10 назвал ее «самой нежной, интимной и ласковой частью всего тела».

Свое название лимфатическая система получила в честь Лимфы, одной из нимф в греческой мифологии. Ее имя означает «ясная и прозрачная». Это вводящее в заблуждение название оправдывает себя, только если сравнивать лимфу с темно-красной кровью — соком второй крупной сосудистой системы организма. На самом деле лимфа — это молочно-белая жидкость, которая распределена во всем теле. Помимо воды, кислорода, белков и других питательных веществ, поступающих в ткани организма из кровотока, она состоит из большого количества иммунных клеток. Однако патогенные микроорганизмы также переносит лимфа. Лимфатические сосуды соединяются вместе, образуя более крупные лимфатические каналы — короткие отрезки, впадающие в один из нескольких сотен лимфатических узлов, разбросанных по всему телу. Оттуда через грудной лимфатический проток эта жидкость попадает в подключичную вену и таким образом возвращается в кровоток.

Лимфатические узлы находятся повсюду в организме. У каждого из нас их около шестисот. По стратегическим соображениям узлы группируются там, где сходится лимфоток из разных областей: на шее, где собирается лимфа от головы и рук; в паху — там, куда поступает лимфа от ног. Большое количество лимфатических узлов сосредоточено на тех участках организма, через которые патогенные микроорганизмы могут проникнуть в тело, то есть в области рта или в легких. Они служат в качестве фильтра, отсеивающего как можно больше болезнетворных микроорганизмов.

Лимфатический узел похож на бобовое зернышко. С одной стороны, к нему подходят несколько лимфатических каналов, а с другой — отходит большой лимфатический канал, который образуется из сходящихся в пучок синусов, мелких каналов. Строгий контроль качества поступающей лимфы начинается уже на входе в лимфатический узел. Здесь, снаружи, находятся дендритные клетки и макрофаги. Они отлавливают всех, кто выглядит хоть сколько-нибудь подозрительно. Внутри лимфатического узла В- и Т-лимфоциты также поджидают чужаков, заняв строго свои места. В-лимфоциты располагаются в своем кружке, так называемом В-лимфатическом фолликуле. Т-лимфоциты организуются вокруг него в зоне Т-клеток. Только несколько хелперных клеток сидят непосредственно в фолликуле В-лимфоцитов, как уже говорилось выше. Это генералы CD4, которые специализируются на антителах.

Однако и многие другие участки иммунной системы связаны с лимфатической системой: система кровеносных сосудов, селезенка, костный мозг и тимус. Сейчас мы рассмотрим их более подробно.

КУДА ДВИЖЕТСЯ ИММУННАЯ АРМИЯ — В КРОВЬ

Без крови иммунная система опозорилась бы в вой­не с пришельцами. Это утверждение верно по двум причинам. Первая очевидна сразу: в организме нет иной столь же широко разветвленной транспортной системы. По венам, артериям и капиллярам кровь, а вместе с ней и все ее компоненты, имеющие значение для иммунной системы, быстро достигают практически любого уголка тела. Это означает, что, кроме макрофагов и некоторых типов дендритных клеток, прочно обосновавшихся в тканях и многих органах, все иммунные клетки также находятся и в крови. Однако это лишь небольшая часть нашего жизненного сока. В одной миллионной части литра крови под микроскопом возможно рассмотреть около 5 млн красных кровяных телец (эритроцитов) для транспортировки кислорода, 150–350 тыс. тромбоцитов для свертывания крови и только 4–8 тыс. белых кровяных телец (лейкоцитов), которые отвечают за иммунную защиту, включая B- и T- лимфоциты и некоторые моноциты. Этого достаточно, чтобы в обычных условиях держать все под контролем. Однако иммунная армия, конечно, объявит мобилизацию при необходимости. Многие читатели наверняка слышали, что повышение лейкоцитов в анализе крови — типичный признак инфекции.

Кстати, об инфекциях. Особенно опасны инфекции в местах, где отсутствует кровоснабжение: например, в хрящах или роговице. Здесь организм идет на компромисс: хрящ должен выдерживать высокое давление, на что кровеносные сосуды в принципе не способны. Роговица обеспечивает нам хорошую видимость — было бы печально, если бы все эти красные линии кровеносных сосудов ограничивали наше поле зрения. То, что хорошо для исполнения одних функций, является препятствием для транспортировки защитных клеток в такие места. Так, попадание патогена в хрящ во время операции на суставе даст опасное осложнение.

Однако и инфекция в кровотоке не менее опасна. Так называемое заражение крови, сепсис, встречается совсем не редко, это рядовое явление в больничной жизни, которое доставляет немало беспокойств, поскольку приводит к смерти в течение считаных часов. Патогенные микроорганизмы — в основном бактерии — не только распространяются по организму через кровоток и образуют повсюду мелкие очаги, но и вызывают бурную воспалительную реакцию во всем теле. Это, в свою очередь, повышает свертываемость крови, вследствие чего развиваются тромбозы. Ухудшается кровообращение, повышается проницаемость сосудов, и отдельные органы могут быстро выйти из строя. Коварство заключается в том, что такое заражение может начаться с незначительного пореза на коже, если не очистить рану и в нее попадет инфекция. Некоторые паразиты также могут послужить причиной сепсиса. Например, малярия, о которой мы поговорим позже.

Наряду с транспортной функцией кровь также служит тем путем, по которому иммунные клетки осуществляют крупномасштабную коммуникацию. Дендритные клетки, макрофаги и нейтрофилы, подобно сирене, вызывая процесс, называемый хемотаксисом, привлекают защитные клетки крови. Они следуют за привлекшими их внимание веществами, проникая через более проницаемые стенки кровеносных сосудов в ткани.

Помимо центральной инфраструктурной задачи по отправке иммунной армии на фронт, кровь предоставляет поле деятельности для системы комплемента. В рамках текущего состояния науки этот термин вводит в заблуждение. Во всяком случае, это вовсе не дополнительная система обороны. Она уже включена во врожденную иммунную систему. Однако Пауль Эрлих, один из пионеров иммунологии, который ввел этот термин в 1890 году, этого не знал. Он считал, что антитела распознают как антигены, так и комплементы11 в сыворотке крови. Это не ошибочный, но близорукий взгляд на предмет изучения.

Ранее мы обсуждали клеточные компоненты крови. Однако, кроме них, плазма крови, помимо воды, белков, гормонов, гамма-глобулинов и факторов свертывания, включает и систему комплемента. Эти 30 различных белков и ферментов легче всего описать по их функциям: в режиме тревоги они запускают каскад тревожных сигналов, благодаря которому могут быть обезврежены бактериальные патогены, а также некоторые паразиты и грибки. Первые ферменты, называемые C1, прикрепляются к антителу, связанному с патогеном. Они привлекают дополнительные ферменты, которые затем постепенно покрывают поверхность патогена целиком. Если вы смотрели фильм «Матрица», то вы наверняка помните рой дронов. Вот так же ферменты штурмуют патоген, помогая фагоцитам распознать «вражеские» метки на расстоянии. Иногда, однако, ферменты сами вступают в бой и продырявливают стенки патогена, пока тот окончательно не сдуется.

МЕСТО РОЖДЕНИЯ КЛЕТОК — В КОСТНОМ МОЗГЕ

Костный мозг — это первичный бульон12 иммунной системы. Именно здесь формируются или, по крайней мере, предварительно заготавливаются многие ее компоненты. Костный мозг, а точнее красный костный мозг, обладает для этого оптимальными условиями. Костный мозг распределен по всему телу, а именно на концах всех трубчатых костей, а также в нескольких плоских костях. Он расположен глубоко внутри костей с твердым наружным слоем, который делает кость особо прочной, и мягкой, хорошо амортизирующей прослойкой жировой ткани. Итак, здесь в спокойной атмосфере зарождается бесчисленное количество клеток. Прежде всего это эритроциты, но сразу за ними идут многочисленные типы клеток, которые необходимы для функционирования иммунной системы.

У детей красный костный мозг еще распределен по всем костям, а у взрослых он концентрируется в небольшом их количестве, исчезая, в частности, из середины трубчатых костей, что неудивительно, так как количество родильных отделений соответствует спросу, который сокращается с возрастом, поскольку организм перестает расти. Однако всех людей объединяет то, что в костном мозге находятся недифференцированные клетки, которые могут стать теми или иными, в зависимости от запроса. Их также называют плюрипотентными — от pluris (много) и potentia (способность), или стволовыми. Большинство людей наслышаны о них в контексте лечения рака. Иногда раздаются призывы зарегистрироваться в качестве донора стволовых клеток.

Стволовые клетки можно представить в виде яблони: общий ствол, куча ветвей с множеством маленьких веточек, листьев и яблок, которые все принадлежат одному дереву, но служат совершенно разным целям. Стволовые клетки в кост­ном мозге могут в конечном счете стать как лимфоидными клетками для иммунной системы, так и миелоидными для кровеносной. Здесь же зарождаются другие компоненты иммунной системы. Некоторые из них целиком вырабатываются в костном мозге, например В-лимфоциты, продуцирующие антитела. Другие только возникают в костном мозге, а затем мигрируют, например в кровь, тимус или селезенку. Так происходит, скажем, с макрофагами и фагоцитами.

Звучитужасно сложно, но это только если глубоко копать. Достаточно знать главное: из стволовой клетки образуются все упомянутые нами клетки. Это настоящее чудо, поэтому стволовые клетки так востребованы в лечении рака и активно исследуются учеными. Различные иммунные клетки образуются в организме ежедневно тысячи раз. Однако в двух случаях производство клеток стимулируется дополнительно: если иммунная система находится в состоянии боевой готовности и подстегивает выработку клеток и при потере крови в результате травмы или при добровольной сдаче крови.

О ЗЛАТОВЛАСКЕ И ТРЕХ МЕДВЕДЯХ, ИЛИ ШКОЛА Т-ЛИМФОЦИТОВ

Вы когда-нибудь ели зобную железу теленка? М-м-м, эти нежные внутренности. А еще это место, где находится школа Т-лимфоцитов. Именно здесь, в тимусе, молодые клетки обучаются на Т-лимфоциты CD4⁺ или CD8⁺, но станут ими, только если успешно сдадут выпускные экзамены. Экзаменаторы строгие, и, скажем прямо, обычно дело заканчивается смертью клеток.

Как и в случае с обязательным школьным образованием, все заканчивается в подростковом возрасте. Тимус, вначале размером примерно с яйцо, прячется за грудной костью. Он разрушается самое позднее в период полового созревания, поскольку больше не нужен. Однако до тех пор тимус жизненно необходим, так как без него у человека не сформируется полноценная иммунная система — со всеми вытекающими.

В тимусе происходит следующее: из костного мозга в него поступают заготовки Т-лимфоцитов. Они могут стать чем угодно: CD4-клетками, Т-регами (CD25⁺) или T-клетками CD8⁺. В тимусе их сначала обучают, проверяют на пригодность, сохраняют, преобразуют или хладнокровно убивают. Захватывающий процесс, потому что организм готовит огромный арсенал защитных клеток, распознающих неимоверное количество чужеродных структур. Для этого различные сегменты генов в Т-лимфоцитах рекомбинируются то одним, то другим образом. Это создает миллиарды различных клеток, которые в состоянии распознать просто все.

Но это только начало. Система оптимизируется путем отсеивания всех неподходящих клеток на втором этапе. Первый класс состоит из тех, кто проходит так называемый позитивный отбор. Мы только недавно обговорили, что Т-лимфоцит распознает патоген по его «руке» — HLA. В случае положительного отбора проходят только те Т-лимфоциты, которые способны пожать именно такую «руку» — будучи Т-клеткой либо CD4⁺, либо CD8⁺. Это означает: в следующий класс переводятся только те ученики, у которых есть потенциал для распознавания того, что им предъявляется.

Во втором классе школы тимуса происходит негативный отбор. Это одно из величайших чудес иммунной системы. В тимусе есть небольшой фермент под названием AIRE. Он вос­производит в миниатюре практически все структуры, суще­ствующие в нашем теле. Весь наш организм со всеми его компонентами предъявляется Т-лимфоцитам по быстрой процедуре: вот глаз, вот селезенка, вот ноготь, вот ухо и так далее, и так далее… Однако фокус в том, что учителя в тимусе вовсе не хотят, чтобы ученики как-то на них реагировали. Если кто-то из учеников проявит реакцию и напрыгнет на образец, с ним быстренько разберутся или, точнее, посоветуют покончить жизнь самоубийством, потому что такому в организме не место.

Выпускаются только те ученики, которые освоили рукопожатие с другими клетками и игнорируют все, что происходит в организме естественным образом.

Итак, идеальный выпускник школы тимуса выглядит так: внимательный и эффективный, но не слепо бросающийся на все подряд. Правда, есть одно исключение. А именно: такой ученик, который тянет руку, хочет высказаться, но, не будучи уверенным, решает отказаться от затеи и опускает руку. Учителя тимуса отводят ему совершенно особую роль. Он становится регуляторной Т-клеткой. Это клетки, которые энергично предупреждают о необходимости иммунного ответа, но и тормозят его, когда нужно приглушить иммунную систему. В английском языке даже есть термин, заимствованный из старой сказки: принцип Златовласки, или золотая середина между двумя крайностями. Златовласка проникла в дома трех медведей и попробовала еду в каждой из трех мисок. Первый медведь любил холодную пищу, второму нравилась горячая, а третий ел теплую, что и пришлось по душе Златовласке.

Насколько важно присутствие регуляторных клеток, Т-регов, можно увидеть на примере особенно хитрых патогенов — вирусов и бактерий, которые маскируются под собственные ткани организма. Они делают это для того, чтобы организм не сразу распознал их как врагов. Это результат тысячелетней коэволюции патогенов с человеком. Известный пример — стрептококки. Существует множество различных видов стрептококков, большинство из которых не вызывает заболеваний у здорового человека. Некоторые из них настолько виртуозно подделываются под местные структуры, что организм не вырабатывает на них должного иммунного ответа. Иммунные клетки, которые сразу же распознали бы эту структуру, были отсеяны в школе тимуса. Так что хотя организму нужно вырабатывать умные иммунные реакции, но в то же время он должен быть осторожным, чтобы не обратить их против себя. И Т-реги играют при этом важнейшую регуляторную роль.

ЗДЕСЬ ОТСЕИВАЮТ, ИЛИ СЕЛЕЗЕНКА

Слева, чуть ниже ребер, расположен богатый кровью орган размером с кулак, который имеет большое значение для иммунной системы, — селезенка. В случае инфекции этот огромный фильтр сильно раздувается, чтобы справиться со своей задачей: он отсеивает из крови клетки с дефектами. В этих целях через селезенку проходят крупные кровеносные сосуды. Однако в дополнение к функции скрининга кровь в селезенке смешивается с коктейлем из различных иммунных клеток. Селезенка — хранилище моноцитов и формирует плотную сеть В- и Т-лимфоцитов и фагоцитов для распознавания и уничтожения предполагаемых патогенов. Это происходит в двух областях селезенки — белой и красной пульпе. Белая пульпа по своей структуре напоминает лимфатический узел. Именно здесь принимается решение о том, нужно ли запускать иммунный ответ. Красная пульпа — то место, где сидят макрофаги и поедают все, что ранее было помечено как «вредоносное» или разлагающееся.

Большинство отфильтрованных клеток — мертвые кровяные тельца. Так организм очищается, но иногда это становится проблематичным. В случае малярийной инфекции приходится отфильтровывать столько погибших эритроцитов, что «сито» в селезенке засоряется. А инфекция, вызванная вирусом Эпстайна–Барр (мононуклеоз), может так подстегнуть размножение В-клеток, что селезенка распухнет до угрожающих размеров. Редко, но случается, что она даже лопается.

Например, во время аварии при падении с велосипеда через руль может произойти разрыв селезенки. В этом случае необходимо поторопиться. Существует риск сильной кровопотери. Этот орган невозможно зашить, только удалить. Можно жить без селезенки, но в этом случае на протяжении всей жизни у человека будет повышенный риск инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями и грибками. Особенно тех, которые распространяются через кровь. Так что людям без селезенки следует насторожиться, когда у них поднимается температура. Существует угроза опасной для жизни инфекции. Лучше лишний раз принять антибиотик, чем упустить момент. Кроме того, людям без селезенки чаще рекомендуют делать прививки для предотвращения подобных осложнений.

ИММУННАЯ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ

До сих пор помню, как после моих объяснений Тильманну сразу полегчало. Может быть, потому, что он узнал, что в его теле находится целая армия, которая спасет его. Возможно, у него появилась уверенность в своей иммунной системе. «Нас легион против злоумышленников, посмевших свалить тебя на диван» — это, казалось, подбодрило его. Сюзанна приготовила Тильманну чай, который он осторожно отпивал маленькими глотками. Постепенно он успокоился, расслабился. Я к месту упомянул, что у иммунной системы имеются клетки, которые следят, чтобы не было суеты. Особенно это понравилось Лизе, которая со смаком закручивала второй косячок.

Ни тогда, ни сейчас нельзя не рассказать о противоположном защитном принципе иммунной системы — иммунной толерантности. Инь и Ян — одно не существует без другого. Когда речь заходит об иммунной системе, можно говорить прямо: без иммунной толерантности никого из нас не было бы.

Каждой системе необходим орган управления. Например, TÜV13 проверяет пригодность автомобилей к эксплуатации, ауди­тор — бухгалтерскую отчетность крупных и малых компаний, а ветеринарная служба контролирует, забивают ли скот в соответствии с установленными нормами. Без механизмов контроля быстро воцарился бы хаос, увеличилось бы количество аварий на дорогах, фабриковались бы балансовые отчеты, а коров и коз забивали бы на задних дворах. Так и у иммунной системы есть контролирующий орган, обеспечивающий порядок и понятные правила. Должна существовать возможность остановить оборонительные вой­ска в случае необходимости.

Есть два типа иммунного контроля: с одной стороны, специализированные клетки — регуляторные Т-клетки, с которыми мы уже познакомились; с другой — когда клетки организма замечают чрезмерную иммунную реакцию, они сами снижают свою реактивность. Лучше меньше, да лучше. Реагирование должно быть оптимальным, не разрушительным для окружающих тканей.

ЧУЖОЕ В НАС, ИЛИ К ЧЕМУ НАША ИММУННАЯ СИСТЕМА ПРИСПОСАБЛИВАЕТСЯ

Подумайте: эмбрион в материнской утробе генетически является наполовину мамой, но наполовину и папой — а значит, чем-то чужим. Однако иммунная система призвана бороться с чужеродными элементами. Если бы существовал только один принцип иммунной защиты, беременность стала бы невозможна. Ведь даже если кровообращение раздельное и растущий ребенок плавает в замкнутом маленьком мирке — в утробе матери, а там еще и в амниотическом мешке, — все равно встречи между своими и чужими неизбежны. Казалось бы, материнская иммунная система должна отторгать эмбрион, как это происходит при пересадке органов. Тем не менее этого не случается. Вот он — впечатляющий признак адаптивности иммунной системы. Между иммунной системой матери и иммунной системой эмбриона существует как бы пере­мирие.

Как формируется толерантность материнского организма к своему ребенку, изучено еще не до конца. Кроме того, иммунная система не ставится полностью на паузу на все девять месяцев. Она не может себе такого позволить. Несомненно одно: плацента образует защитный барьер между матерью и ребенком, и поэтому полномасштабная иммунная активность против эмбриона исключена. Вдобавок ко всему, в целях защиты эмбриона иммунная система матери на время беременности ослабляется. Это одна из причин, почему в этот период чаще возникают инфекционные болячки и почему беременные считаются группой риска по многим (особенно вирусным) заболеваниям.

Недавние исследования показали, что доля Т-регов, регуляторных Т-клеток, вокруг плаценты и в пуповине значительно увеличивается в период беременности. Существенно возрастает и число естественных клеток-киллеров. Можно подумать, что клетки здесь охотнее идут на заклание. Напротив, они, похоже, выполняют регуляторную, даже успокаивающую функцию. Вероятно, что местами слишком сильные иммунные реакции подавляются. И хотя мы каждый день узнаем что-то новое об иммунной системе, именно на этом примере становится понятным, как мало нам все еще известно о ней.

100 ТРИЛЛИОНОВ ОРГАНИЗМОВ, ИЛИ МИКРОБИОМ В КИШЕЧНИКЕ

Но даже если вы не беременны, иммунная толерантность все равно остается вашим ежедневным спутником. Вы просто не в курсе. Если бы существовала только иммунная защита, ваш кишечник не мог бы переваривать пищу, а находился бы в постоянном противостоянии с ней. Грубое деление «свой — хороший, чужой — плохой» отторгло бы и йогурт, и ломтик хлеба, и кусочек огурца, съеденные нами. Ведь в них, как и во многих других продуктах, содержатся чужеродные организмы — достаточно вспомнить молочнокислые бактерии, дрожжи или некоторые виды плесени. И с ними не только нужно смириться, они даже чрезвычайно важны для нашего здоровья. Однако как наша иммунная система «узнает», какие микроорганизмы являются жизненно важными?

Во-первых, кишечник отделен от остального организма барьером — многослойной кишечной стенкой. Изнутри она покрыта слизистой оболочкой, в которой находится около трети всех производящих антитела клеток иммунной системы человека. Среди них, помимо прочих, особенно много регуляторных Т-клеток, которые призывают своих более агрессивных товарищей сохранять спокойствие. Для этого они обеспечивают выделение интерлейкина-10, обладающего успокаивающим, противовоспалительным действием. Регуляторные клетки знают секрет безопасных антигенов. Это означает, что они не беспочвенно раздают указания иммунной системе, а опираются на свою тонко отстроенную память.

Эта память формируется в первые месяцы жизни. Пока ребенок не родился, его кишечник практически не сталкивается ни с чем инородным. Ребенок только заглатывает порядочно амниотической жидкости, в которой есть максимум несколько материнских клеток. Их приходится потерпеть. Ситуация меняется: рождение является стартовым сигналом для формирования адаптивной иммунной системы, происходят крутые изменения. Все начинается с того, что многие материнские клетки попадают в пищеварительный тракт с молоком, на котором иммунная система ребенка уже понемногу тренируется. В то же время в материнском молоке много материнских иммунных клеток, которые с благодарностью принимаются. Кстати, если ребенок получает заменители грудного молока, иммунных клеток не хватает, а требования к кишечнику в отношении того, как обращаться с чужеродными веществами, значительно возрастают, ведь ребенок получает адаптированный продукт из коровьего или козьего молока.

Следующий шаг — практика на небольшом количестве веществ, поступающих в основном через рот. В последующие месяцы этот маршрут постепенно становится главным путем для инородных агентов. Все больше и больше их попадает в кишечник, бросая вызов иммунной системе и заставляя ее учиться. Процесс происходит по принципу: кто первый сел, того и место. Соответственно, важным является получение подходящих антигенов. Так формируется — держим кулачки, здоровая — кишечная флора. Спустя почти три года микробиом, состоящий примерно из 100 триллионов — единица с 14 нулями — организмов, стабилизируется.

С этого момента эта флора сопровождает человека на протяжении всей его жизни. Позднее изменить биом гораздо сложнее, и возможные неправильные корректировки могут привести к серьезным заболеваниям. Однако генетические заболевания, такие как болезнь Крона или язвенный колит, тоже могут стать причиной хронического воспаления кишечника, при котором микробиом подвергается постоянным атакам. Если иммунная система бесконтрольно борется с микробиомом, хроническое воспаление неизбежно. Даже такие радикальные меры, как трансплантация кала, при чрезмерно чувствительной иммунной системе часто способны обеспечить лишь кратковременное излечение.

ПОТЕНЦИАЛЬНО СМЕРТЕЛЬНОЕ ЯБЛОКО, ИЛИ ИММУННАЯ ТОЛЕРАНТНОСТЬ ВО РТУ

Вскользь я уже упоминал третий пример иммунной толерантности: полость рта. Давайте представим, что произойдет с хрустящим кусочком яблока, если ваша иммунная система не сбалансирована. Яблоко вступает в контакт со слизистой оболочкой рта, где миллионы и миллионы иммунных клеток немедленно начинают голосить: «Не наш, не наш!» Реакция на множество различных клеток и микроорганизмов в яблоке была бы резкой: отек тканей, чужеродные клетки были бы инкапсулированы полчищами иммунных клеток, повсюду образовались бы пустулы или афты14, пораженные клетки были бы принесены в жертву и отправлены на смерть. Вот ужас, который способна предотвратить только иммунная толерантность.

Кроме того, организм здорового человека способен противостоять чужеродным белкам, постоянно устраивающим ему засады, сбалансированным ответом. В случае с продуктами питания это означает подавление иммунного ответа на антигены, содержащиеся в данном продукте. Для этого организм снижает активность Т-лимфоцитов и отдает предпочтение регуляторным Т-клеткам. Звучит ясно и просто, но это лишь результат множества механизмов, которые еще не до конца изучены. Иммунологи предполагают, что, например, в развитии иммунной толерантности имеют значение состав и количество антигена, пути, по которым он попадает в организм, физические барьеры, пищеварительные процессы, определенные бактерии полости рта и индивидуальная иммунная регуляция. Даже кишечные бактерии играют определенную роль, поэтому, заговаривая о здоровье кишечника, терапевты начинают с полости рта. Урок, который можно извлечь из этого: как и всегда в жизни, все хорошо в меру.

ГЛАВА 3

ОНИ БРОСАЮТ НАМ ВЫЗОВ

Мне стало ясно: дело шло к развязке. Далее я бы вывалил на своих соседей по квартире тьму информации о различных патогенах. Большей ее части они вряд ли придали бы хоть какое-то значение. Не говоря уже о малярии и ей подобных. Затрагивая некоторые темы — например, грибки, — приходится быть осторожным, чтобы никого не обидеть. Полное тело Сандры было особенно уязвимо для грибков, например под грудью или в жировых складках. В случае с Маркусом мой нос подсказывал мне, что у грибка стоп есть все шансы прижиться на его ногах. А Сюзанне следовало бы следить за тем, чтобы ее роман с футболистом не привел к дополнительным нежелательным последствиям в виде вагинального грибка. Все мы бессильны против этой плесени, которая окружает нас повсюду и которую мы поглощаем с каждым вдохом.

Вирусы, бактерии, паразиты и грибки — все они могут вызывать у нас болезни, но это все, что их объединяет. Уже даже по размеру они принципиально отличаются друг от друга. Самый маленький из них — прион (возбудитель коровьего бешенства). На самом деле это даже не настоящий патоген, а всего лишь неправильно сформировавшийся белок, который «заставляет» похожие белки тоже менять свою форму. Гораздо крупнее, а именно до 440 нанометров в диаметре, вирусы, еще мощнее — бактерии с диаметром до 0,3 миллиметра и почти гигантские, образующие целые ковры колонии грибков, а также паразиты, зачастую видимые и невооруженным глазом. Некоторые патогены — это живые организмы, например бактерии, паразиты и грибки, но вирусы таковыми не являются.

ПОМОЩНИКИ, КОТОРЫЕ ОХОТНО ПЕРЕЙДУТ НА СТОРОНУ ВРАГА, ИЛИ БАКТЕРИИ

Вот только без эмоций, но лизать задницу более гигиенично, чем целоваться. Конечно! Потому что во рту у нас больше бактерий, чем в анусе, — при условии, что кишечник не очень полный. Бактериальное «разнообразие» во рту также намного шире, чем в хорошо сбалансированной прямой кишке. Однако в разном количестве бактерии присутствуют везде. Они исчисляются триллионами.

Бактерии находятся на нашей коже, в нашей слюне — везде, где мы стоим и ходим. На любой поверхности, на всяком предмете. Каждый день мы обмениваемся тысячами из них с другими людьми, когда пожимаем друг другу руки. Даже если мы отказываемся от рукопожатия, их едва ли станет меньше. Достаточно взять сдачу у кассира. А иногда хватает и воздуха, которым мы дышим. Мы едим и пьем бактерии, оставляем их, как отпечатки пальцев, где бы мы ни были.

Некоторые люди настолько зациклены на том, что бактерии вездесущи, что никак не могут перестать мыть руки. Этот страх создает огромные проблемы, потому что избавиться от бактерий невозможно. Более того, наоборот — мы не должны этого делать. Нередко бактерии очень даже полезны.

Наиболее очевидно говорят об этом бактерии, о которых я уже упоминал: те, что составляют естественную флору кожи, которая, в свою очередь, является первым барьером против захватчиков. С другой стороны, большинство из бактерий все-таки потенциально опасны. Это означает, что при неблагоприятных условиях — в неправильном месте, с ослабленной иммунной системой — наши помощники могут перебежать на другую сторону и нанести нам изрядный вред. Streptococcus epidermidis и Staphylococcus aureus, например, такие. Бактерии обычно занимают большую площадь на коже и не пропускают более неприятных собратьев. Пропионовым бактериям, напротив, изначально предписано осуществлять защиту. Они расщепляют пропионовую кислоту и тем самым создают кислую среду, в которой многие чужеродные антигены чувствуют себя неуютно. Коринебактерии занимаются тем же, хотя механизм их работы иной: в сальных железах они расщепляют жиры до жирных кислот и таким образом создают специфический климат на поверхности кожи.

Большинство бактерий мирно сосуществуют с человеком — в симбиозе. Симбиоз — это не что иное, как обоюдовыгодная сделка. Аналогичным образом пчелы собирают нектар, опыляя растения, рыбы-чистильщики поедают паразитов на коже акул. Точно так же бактерия кишечной палочки (сокращенно — E. coli) в кишечнике человека не только производит обычно неприятно пахнущий газ, который выходит из организма в виде пука, но и вырабатывает жизненно важный витамин К. Чтобы мы получали в достаточном количестве данное вещество, необходимое для свертывания крови, организм изо дня в день подкармливает наши кишечные бактерии соответствующими веществами. Такие симбиозы развивались эволюционно. Лучшим примером тому являются митохондрии, обитающие во всех клетках организма. Эти электростанции производят энергию, необходимую для жизни каждой отдельной клетки. И они, вероятно, вступили в чрезвычайно успешный сговор с нашими прапрапра… клетками миллионы лет назад, будучи тогда еще бактериями.

Правда, люди получили все эти знания только за последние 350 лет, а до этого бактерии оставались для нас невидимками. Потребовались изобретение микроскопа и любопытство исследователя Антони ван Левенгука, чтобы привлечь внимание к этим крошечным существам. И все то, что вышло на свет, получило название в основном по своему внешнему виду: шаровидные кокки; бациллоподобные палочки; спириллы; стрептококки, скованные в цепочки; стафилококки в виде скоплений и двой­ные диплококки.

Встречаются булавовидные коринеи и молоткообразные вибрионы, а у каулосов даже есть стебли.

Чем больше человек углублялся в микроскопические исследования, тем важнее становилось отчетливо видеть компоненты клеток. Датскому бактериологу Гансу Христиану Граму пришла в голову отличная идея окрасить клетки двумя красителями. Сначала в фиолетовый, насыщенный оттенок синего. Затем он смывал его спиртом и наносил цвет фуксии. Бактерии, которые он исследовал, вели себя по-разному. Грамположительные бактерии, имеющие толстую однослойную стенку, удерживали проникнувший в них синий краситель, тогда как из грам­отрицательных бактерий с тонкой многослойной стенкой этот цвет вымывался, поэтому первые выглядели под микроскопом сине-фиолетовыми, а вторые — красными. Это стало важным обстоятельством в изучении бактерий. И также способствовало пониманию наших возможностей в борьбе с ними.

Выяснилось: бактерии имеют клеточную стенку — подобно воздушному шару, эта стенка удерживает все внутри себя. У клеток человека нет клеточной стенки, только защитная мембрана. У человека, однако, в клетке имеется бесчисленное количество трабекул, которые как бы подпирают клеточную мембрану. В этом существенном различии в структуре кроется основная возможность борьбы с бактериями: многие антибиотики направлены именно против клеточной стенки бактерий. Поскольку клетки организма не имеют таковых, они не подвергаются атаке антибиотиков. А в случае бактерий они, естественно, более эффективны, главным образом по части грамположительных бактерий с их толстой клеточной стенкой, чем по части грамотрицательных бактерий, с которыми приходится бороться иными методами.

Бактерии развили некоторые сверхспособности в вечной попытке найти подходящих хозяев и выжить в сражении против иммунной армии. Некоторые используют длинный хвост, чтобы быть более юркими (например, бактерия холеры), другие получили маленькие волоски по всей поверхности, как, например, микроб Proteus, который прячется в закисших тряпках. Волоски нужны ему, чтобы передвигаться, цепляться и «ощущать» окружающую среду. Есть такие, которые прячутся в клетки организма, как троянский конь (микроплазмы), или те, которые используют слизистую оболочку в качестве камуфляжа. Многие бактерии вне тела живут недолго. Бактерии сибирской язвы и некоторые другие более хитры: они задерживаются в почве в виде крошечных спор и засыпают, иногда на годы. У них есть только то, что необходимо для выживания: генетический материал и несколько белков, упакованных как еда для космонавтов — никакой воды и скоропортящихся продуктов. Затем в один прекрасный день поднимается пыль и заносит споры в чьи-нибудь легкие. Только там бактерии оживают и раскрывают свои способности.

Бактерии

То, что некоторые бактерии вырабатывают красители и, таким образом, создают голубые лагуны или розовые озера в окружающей среде, звучит романтично. В основном вреда от этого никакого. Совсем другое дело, когда баржа идет по застойным водам. Воды, зараженные Pseudomonas aeruginosa, часто источают сладковатый запах. Серо-зеленоватая бактерия с запахом, напоминающим аромат миндаля, — опасный микроб. Бактериологи сразу же узнают его по запаху. А пленка на воде — характерная для Pseudomonas, а также некоторых других бактерий — может быть распознана даже нетренированным глазом. Такой слой называют биопленкой, и его очень опасаются в больницах, поскольку слизистое покрывало трудно смыть, и оно не имеет точек атаки для иммунной армии. Это чрезвычайно опасно, потому что бактерии, о которых идет речь, любят селиться на пластике и металлических поверхностях, используемых в медицинской технике, например в искусственных суставах и сердечных клапанах. Тогда ничто не спасет. Если имплантат покроется биопленкой из бактерий, его придется извлекать. Ни иммунная система, ни антибиотики ничего не могут с ней поделать.

Существуют сотни, даже тысячи бактерий-захватчиков, о которых можно рассказать впечатляющие истории. Многие из них оказываются в центре внимания микробиологов и вирусологов только в период эпидемий. Так было с коронавирусом и чумой. На протяжении веков человечество казалось беспомощным перед лицом последней. Когда в 1887 году был основан Институт имени Пастера, ставший центром фундаментальных исследований, уже было известно, что бесчисленные маленькие одноклеточные организмы бросают вызов человечеству. До тех пор ему приходилось лишь наблюдать за тем, как свирепствовали болезни и массово вымирали люди.

Особая тайна окружала чуму, которая бесчисленными волнами снова и снова прокатывалась над землей. Какой патоген был ответственен за ее возникновение? Многие ученые безуспешно пытались это выяснить. В XIX веке научные поиски набирали обороты в лихорадочной гонке империализма. Завоевания должны были быть не только географическими, но и демонстрирующими интеллектуальное превосходство. Неудивительно, что Институт Пастера направил одного из своих сотрудников, Александра Йерсена, в очаг чумы — Гонконг. Там ему предстояло найти возбудителя болезни — желательно раньше конкурирующей японской исследовательской группы — и понять, как бороться с заразой. Его успех привел к высшей награде для микробиолога: открытая бактерия была названа в его честь Yersinia pestis. Сегодня чума поддается лечению и больше не сеет ужас.

То, насколько разнообразен и многогранен мир бактерий, станет очевидным, когда в качестве примера мы рассмотрим три из них — бактерии, сопровождавшие человечество на протяжении тысячелетий и убивавшие его. Одна из них встречается практически повсеместно — настоящий универсал, однако наша иммунная система обычно держит ее под контролем. А другая выживает там, где почти ничто не остается в живых, — в желудочной кислоте.

Красивое увядание, или Туберкулез

Этот возбудитель сделал литературную карьеру. Правда, не его более жестокая версия, которая на протяжении веков убивала людей из низших классов, — в романы скорее попадали описания его разрушительного воздействия на привилегированные классы. Было принято говорить о «красивом увядании» — о чахотке, от которой умирали красиво. Искусство XIX века полно истощенных тел, бледных лиц с красными щеками и блестящими из-за лихорадки глазами. Эффи Брист Фонтане умирает не только от разбитого сердца, но и от туберкулеза. Ганс Касторп Томаса Манна видит в санатории для туберкулезных больных свой собственный мир. Эдвард Мунк взял сюжеты для своих картин «Смерть в больничной палате» и «Больной ребенок» из собственной жизни.

Но почему туберкулез завоевал такую популярность в искусстве? Болезнь была и остается трудноизлечимой. Возбудитель заболевания, микобактерия туберкулеза, был открыт еще в 1882 году Робертом Кохом, который впоследствии получил за это Нобелевскую премию. Это был прорыв, поскольку до того момента туберкулез часто путали с другими болезнями из-за его многочисленных симптомов, особенно на ранних стадиях — легкой лихорадки, потери веса и общей слабости. Однако теперь открылся путь для поиска небольших бугорков — так, собственно, и переводится термин «туберкулез» с латыни.

Заслуга Роберта Коха велика, но его поиски эффективного лечения не увенчались успехом: его вакцина, рецептуру которой он держал в секрете, приводила к значительным побочным эффектам у испытуемых, а иногда даже к смерти. Чего ученый врач не знал в то время, так это того, что туберкулез может образовывать споры. Получается, он заражал людей одного за другим бактериями туберкулеза, вместо того чтобы лечить их. В ходе лихорадочных поисков ответа на вопрос, как же действует данная бактерия, стало очевидным, что это особенно трудный противник.

Mycobacterium tuberculosis — своего рода черепаха среди бактерий. Патоген растет невероятно медленно по сравнению с другими собратьями. Время его удвоения составляет от шести до 24 часов, в зависимости от условий. Для сравнения: кишечная бактерия Escherichia coli удваивается всего за 20 минут. Многие другие патогены придерживаются следующей стратегии: «Если я размножаюсь быстрее, чем защитные клетки успевают уничтожить меня, я успешен». С возбудителем туберкулеза дело обстоит иначе. Благодаря природе своей многослойной клеточной стенки, которая покрыта толстым, восковым, кислотоустойчивым слоем, он обладает невероятной прочностью. Патоген легко выживает в дикой природе, ожидая подходящего момента для колонизации нового хозяина.

Восковой слой и медленные характеристики роста также затрудняют выслеживание вражеского элемента. Его не получалось ни вырастить на агаровых пластинах, ни окрасить в синий или красный цвет под микроскопом. Согласно одной из версий, Роберт Кох открыл бактерию лишь по глупой случайности. Эмми Кох, его жена в то время, позвала его на ужин, и он по рассеянности оставил пластины микроскопа с образцами на плите. Воск бактериальной стенки расплавился, и все бактерии туберкулеза тут же окрасились.

Однако этот восковой слой также представляет проблему для иммунной системы. Попадая в организм, толстый слой воска заставляет иммунную систему долго ломать голову: опасно это или нет? Даже когда раздается сигнал тревоги, возбудитель туберкулеза спокойно откидывается назад и просто позволяет макрофагам сожрать себя. Потому что это еще не конец его жизни. Макрофаги вряд ли смогут навредить ему, и тогда следующее оружие уже наготове: бактерия следит за тем, чтобы тот, кто ее ест, вообще не разлагался, то есть чтобы не активировался фаголизосомный комплекс. В противном случае последний переварит злостного нарушителя. Иммунная система запускает план Б: она формирует стену из нейтрофилов вокруг макрофага. Вы должны представить себе эдакую карантинную зону. Нейтрофилы заслоняют все питательные вещества от макрофагов вкупе с проглоченными ими патогенами, чтобы те погибли.

Этот процесс, который ученые называют некротизацией, то есть убийством, можно увидеть снаружи при туберкулезе кожи и с помощью приборов при туберкулезе легких. Образуются мелкие очаги, похожие на просяные зерна. Микобактерия туберкулеза вынуждена там голодать, что происходит отнюдь не всегда. Она может долгое время выживать в виде спор. Стратегия возбудителя такова: он дожидается, когда нейтрофилы просто заснут, а иммунная система будет неактивна. Тогда туберкулез снова выходит на первый план — возникает угроза реинфекции. Конечно, Т-лимфоциты CD8⁺ и CD4⁺, В-лимфоциты и антитела тоже активизируются. Они, правда, не оправдывают себя в борьбе с бактериями туберкулеза. В зависимости от состояния иммунной системы, они скорее сработают плохо, чем хорошо.

Данное обстоятельство — не очень хорошая предпосылка для создания эффективной вакцины, почему ее больше и не используют. В Германии история вакцинации от туберкулеза началась весьма трагично — с катастрофы в Любеке, где погибли 77 детей, которым вместо мертвых бактерий ввели живые споры, — опасность, невозможная в современных условиях производства вакцин.

Следующая вакцинация, которую проводили в послевоенный период, была прекращена в конце 1990-х годов из-за слишком низких показателей успешности — только у 30% привитых сформировался иммунитет. Однако сегодня существуют эффективные антибиотики против туберкулеза. При многих заболеваниях они подавляют рост бактерий, а иммунная система делает все остальное, что плохо срабатывает при инертности бактерии туберкулеза. Из-за сложной структуры этих микобактерий требуется настоящий убойный молоток — обычно комбинация четырех разных антибиотиков, чтобы взять инфекцию под контроль за несколько недель лечения. Дорогостоящий метод, имеющий множество побочных эффектов и с риском резистентности из-за продолжительности лечения.

Здесь возникает следующая проблема: все чаще появляются патогены, устойчивые к большей части антибиотиков. Это так называемый туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью, который беспокоит многих ученых и врачей во всем мире. Если болезнь больше не поддается качественному излечению, значит, существует угроза новой вспышки. Туберкулез — крупнейший инфекционный убийца в мире.

Кроме того, есть еще одна причина неизменной актуальности темы туберкулеза: во многих странах низкий уровень жизни и медицины препятствует борьбе с туберкулезом. Если принять во внимание, что специфические антибиотики в субтропиках и тропиках становятся все более неэффективными из-за трудно отслеживаемых мутаций, то будет очевидно, почему «белая чума» все еще остается серьезной проблемой.

Ожерелье, которое причиняет боль, или Стрептококки

Маленькие шарики (кокки) нанизываются друг на друга, словно жемчужины в ожерелье. Они образуют бесчисленные разорванные цепи (streptos = ожерелье). На самом деле, на эти окрашивающиеся бактерии приятно смотреть, если отвлечься от того факта, что без лечения они вызывают инфекции с летальным исходом.

Названные так по внешнему виду, стрептококки представляют собой целую группу бактерий, которые можно разделить на несколько типов. Это имеет значение, так как, с одной стороны, они вызывают различные виды заболеваний, а с другой — живут естественным образом на коже. Чтобы отличить их друг от друга, нужно взглянуть на их геном. Это самый надежный метод, но он занимает много времени и стоит дорого. Другое дело, если классифицировать стрептококки по их поведению. У бактерий также есть характер, и обычно они ведут себя вполне определенным образом.

Многие из них хорошо растут на кровяном агаре — имеется в виду кровь овец, кроликов, коров или подобных животных. В прошлом у вирусологов и микробиологов были свои собственные конюшни. Несколько лет назад институт, в котором работает ваш покорный слуга, располагал загоном для овец, коз и кроликов. Его использовали для получения необходимой сыворотки для кровяного агара. Кровь животного смешивают с агаром. Агар-агар, в свою очередь, производят из морских водорослей — в основном из красных морских водорослей. Вы можете найти его в супермаркете, где он предложен в качестве веганской альтернативы желатину. Смешанный с кровью, агар представляет собой идеальный питательный раствор для бактерий. Разлитая по тарелкам, смесь быстро затвердевает, и на ней можно выращивать любые субстанции. Кровь — вообще идеальная питательная среда для бактерий и грибков. Добавьте уютную теплую духовку с комфортной температурой 37 градусов Цельсия и оптимальную вентиляцию — и инку­батор готов. Колонии бактерий и грибков вырастают в нем за считаные часы. Не все бактерии одинаково процветают на кровяном агаре. Некоторые предпочитают, чтобы агар был специальным образом заранее приготовлен — это называется шоколадный агар; другим нравится, когда в него добавлены определенные вещества для роста или антибиотики, которые окажут подавляющее воздействие на другие бактерии.

Попав в тарелку с оптимальной средой, бактерии или грибы растут совершенно по-разному. Одни — как травяной ковер, другие — как слизь, третьи — как коричневые наросты, а четвертые сияют алебастровой белизной. Некоторые из них еще и очень эффектно пахнут. Да, микробиолог, как и парфюмер, иной раз, вой­дя в помещение, сразу может определить, что здесь выращивают. В зависимости от скорости роста и запаха бактерии и грибки уже можно условно классифицировать. Это помогает сориентироваться, какой антибиотик будет эффективнее, когда необходимо действовать быстро.

Затем проводят серию экспериментов для дальнейшей классификации бактерий. Ее называют «пестрая серия», потому что классификацию часто осуществляют в соответствии с изменением цвета. При этом выясняют, чем предпочитает питаться бактерия, может ли она переваривать определенные сахара или имеет ли определенные специальные ферменты, характерные не для каждой бактерии. Постепенно уточняя свой­ства, в конечном счете можно очень точно сказать, какая это бактерия. Только сегодня для этого, как правило, уже не нужно сидеть за лабораторным столом. В настоящее время такие эксперименты проводят с помощью больших машин, где бактерии, помещенные в картридж, ждут, когда их исследуют.

Вернемся к стрептококкам. Они также по-разному обращаются с кровяным агаром. Хотя все три типа стрептококков растут в виде белых точек на красном кровяном агаре, уже здесь видны явные различия. Одной из заметных групп являются позеленевшие стрептококки. Их называют так потому, что они частично растворяют красный гемоглобин крови и таким образом окрашивают кровяной агар в зеленый цвет. Это, например, бактерии, которые содержатся в обычной флоре полости рта каждого из нас. Они могут участвовать в развитии кариеса, но не представляют угрозы для жизни. Бо́льшую часть времени, во всяком случае. Ситуация меняется, когда эти бактерии проникают в кровь: в случае сепсиса или попадания на сердечный клапан они чрезвычайно опасны.

Микробиолог Ребекка Лэнсфилд проявляла особый интерес к стрептококкам. Ей удалось классифицировать эти бактерии на основе их характеристик — неудивительно, что классификация стрептококков была названа в ее честь и до сих пор носит ее имя. Особенно Лэнсфилд интересовали те стрептококки, которые полностью растворяют красные кровяные тельца. Пока они работают, кровяной агар меняет свой цвет от желтоватого до прозрачного. Эти гемолитические стрептококки, как известно, вызывают тонзиллит. Даже если поначалу это лишь легкая боль в горле, лечить инфекцию следует антибиотиком. В противном случае из-за неправильных и чрезмерных иммунных реакций это может очень быстро привести к ревматическим заболеваниям. Причем иммунные реакции все больше направляются против собственного организма. Особенно М-протеин стрептококков напоминает родные структуры в суставах и тем самым побуждает организм действовать против себя же. Именно поэтому врачи говорят о вторичных осложнениях, таких как артрит, ревматическая лихорадка или воспаление почек. Поскольку ущерб от таких вторичных инфекций высок, а опасность того, что стрептококки станут мультирезистентными к антибиотикам, низка, решение простое: нужно пускать в ход антибиотики.

Обычный пенициллин помогает уже в первые несколько дней и может защитить от долгосрочных последствий на всю жизнь. Антибиотики спасают от многих ранее часто смертельных заболеваний. Первые из нихбыли выведены из грибов. На самом деле грибки защищают себя от чрезмерного роста бактерий путем производства антибиотиков. Луи Пастер в 1877 году, за десятилетия до открытия пенициллина, прокомментировал это так: «Жизнь предотвращает жизнь». За 30 лет до знаменитого эксперимента Александра Флеминга французский военный врач Эрнест Дюшен обнаружил, что некоторые виды плесени способны уничтожать бактерии. Это наблюдение, которое он зафиксировал в своей докторской диссертации, вскоре было благополучно забыто. Только в 1928 году Флеминг обнаружил в своей лаборатории заплесневелую агаровую пластинку, на которой должны были расти стафилококки, неожиданно вытесненные выделениями грибка Penicillium notatum. Сработав небрежно, Флеминг случайно открыл пенициллин. В 1941 году препарат был успешно применен на первом пациенте. С тех пор произошел бум открытия антибиотиков. Их правильное применение настолько сложно, что часто приходится консультироваться с узкими специалистами, чтобы определить, какой антибиотик лучше всего помогает при том или ином заболевании.

Третья группа — гамма-гемолитические стрептококки. Они не наносят вреда клеткам крови и не приводят к каким-либо видимым изменениям в кровяном агаре. Хотя некоторые из их представителей живут в мирном согласии с нашим организмом, они могут быть патогенными в неподходящем месте.

Именно различные виды стрептококков напоминают нам о том, что не следует объединять их всех вместе. Как и везде, здесь встречаются приятные и менее приятные товарищи. Например, без Streptococcus thermophilus из молока не получилось бы ни йогурта, ни творога. Streptococcus pyogenes помогает пищеварению во рту и кишечнике, но тоже способен обернуться против человека и вызвать гнойный тонзиллит или скарлатину. Какой из двух путей будет выбран, закодировано в генетической информации возбудителя. В случае скарлатины на них имеется соответствующее досье.

Плохая новость: поскольку стрептококки в изобилии присутствуют в нас, на нас и в окружающей среде, нам от них не скрыться. Они находят множество точек проникновения: через капли, слизистую и кровь. Иногда бывают трагические случаи со смертельным исходом, когда неспецифические жалобы слишком поздно соотносят со стрептококковой инфекцией. Однако хорошая новость заключается в том, что в подавляющем большинстве случаев стрептококки — прекрасный пример того, как успешно работает собственный иммунный ответ организма и как современные антибиотики умеют поддержать иммунную систему.

Так что стрептококки — еще один повод спеть дифирамбы антибиотикам. Если в XIX веке, например, у поэта Фридриха Рюккерта двое его детей — Луиза и Эрнст — умерли от скарлатины с разницей в несколько дней, то сегодня инфекция, описанная в его «Песнях об умерших детях», — это максимум неприятный период в жизни почти каждого ребенка, с лихорадкой и болью в горле, подслащенный охлаждающим мороженым.

Смертельный эксперимент в желудке

До середины XX века ученые предполагали, что дно морских глубин напоминает более или менее плоский пустынный ландшафт, где нет жизни вдали от солнечного света из-за высокого давления воды и температур, близких к точке замерзания. Только позже стало ясно, что глубоководное морское дно чрезвычайно разнообразно, в том числе и по наличию бактерий. Тогда считали, что в источниках сернистого газа точно нет жизни — но бактерии можно было обнаружить и там. С февраля 2021 года марсоход «Кьюриосити» ищет следы жизни на Марсе, и вполне возможно, что они найдутся.

Итак, бактерии могут быть обнаружены в самых маловероятных местах. Одним из самых интересных из них в человеческом организме является желудок с его кислотной средой, где разъедается практически все. Там тоже не предполагалась жизнь. Если бы еще несколько лет назад у вас образовалась язва желудка, вам бы посоветовали избегать стрессов, отказаться от алкоголя, мяса и сигарет. Исходя из этой рекомендации, хотя и здравой, чувствительность вашего желудка и неприятная изжога приписываются исключительно вашему образу жизни и психосоматике. Два австралийских ученых — патологоанатом Робин Уоррен и микробиолог Барри Маршалл, ныне покойный, — сочли это неубедительным и задались целью найти истинную причину заболевания.

Они обнаружили ее в слизистой оболочке желудка в непосредственном контакте с разъедающей желудочной кислотой. Там живет Helicobacter pylori — грамотрицательная палочковидная бактерия со жгутиками, облегчающими целенаправленное передвижение. Она обладает крайне неприятными свой­ствами: размножается в слизистой поверхности желудка и разрушает ее. Когда это происходит, барьер между желудочной кислотой и тканями желудка исчезает. Развивается сильное воспаление, проникающее во все слои тканей. С осознанием того, что хеликобактер вызывает язву, в последние годы впервые появился шанс реальной ее терапии.

Цена этого прогресса оказалась высока. Двое ученых до­казали существование опасного возбудителя с помощью эксперимента. Убедившись в пероральном пути передачи, они оба проглотили концентрированный бактериальный раствор. Через некоторое время оба серьезно заболели. Хеликобактер разрушил клетки тканей желудка и привел к сильному воспалению его слизистой оболочки (гастриту). У одного из первооткрывателей развился рак желудка, от которого он и скончался.

Хеликобактер не следует недооценивать, однако теперь с ним можно бороться. Антибиотики оказывают свое действие и в желудке и помогают в борьбе с гастритом, а также излечивают на ранней стадии рак желудка, вызванный хеликобактером. Антибиотики также используют, когда постоянная изжога является возможным признаком хеликобактерной инфекции. В этом случае исследование кала, дыхательный тест или биопсия во время гастроскопии позволяют определить, действительно ли причина — хеликобактер. В этом случае необходимо провести соответствующую антибактериальную терапию. Состояние пораженной слизистой оболочки также облегчают с помощью блокаторов кислоты. Образ жизни тоже придется поменять.

Кстати, бактерия хеликобактер может рассказывать захватывающие истории не только врачам, но и этнологам и историкам медицины. Благодаря высокой распространенности хеликобактера — около 50% человечества являются носителями этого микроба — можно создать филогенетические деревья этой бактерии. Они рассказывают о миграционных перемещениях людей на протяжении тысячелетий. Мы все повязаны хеликобактером.

ОПАСНЫЕ НЕЗНАКОМЦЫ, ИЛИ ВИРУСЫ

Вирус в переводе с латыни означает яд. Как возникло название — неизвестно. Вирусы — странные существа. Не совсем понятно, чем они на самом деле занимаются. Вирусологи в основном сходятся во мнении, что вирусы не являются живыми существами. Но так или иначе они близки к жизни, потому что обладают способностью контролировать собственное воспроизводство и могут меняться. Вирусы заражают клетки. Существуют вирусы, которые распространяются на растения, грибы и животных — включая человека, и даже такие, которые поражают бактерии. Последних называют фагами. Им необходим механизм другой клетки, поскольку сами они путешествуют налегке: внешняя оболочка, внутренний генетический материал и несколько белков, необходимых для старта. Генетический материал состоит либо из РНК, либо из ДНК и содержит эдакие чертежи вируса.

Есть вирусы с правозакрученной и с левозакрученной генетической информацией. Информация может быть упорядочена на одной спирали или на двух, некоторые схемы сложны, другие довольно просты. Но всех их объединяет одно: РНК или ДНК содержат всю информацию, необходимую для того, чтобы узнать, из чего состоят вирусы. Вот только строительные блоки для вируса и даже машины для сборки этих блоков должны поступать из клеток. Клетки останавливаются, разграбляются и разворовываются. После того как вирусы захватили их, остается только произвести новое вирусное потомство.

Пока вирусы конструируют свое потомство, клетки ослабевают. Затем они обычно погибают от недостатка питательных веществ или энергии. Вирус и не заинтересован в выживании клетки — он пользуется ею до тех пор, пока та не умрет, а затем просто перебирается в следующую. За тысячи лет человеческая клетка научилась лучше справляться с этими безжалостными захватчиками. Она выработала специальные рецепторы для раннего распознавания вирусов и задраивания люков. Такие рецепторы, относящиеся к врожденной иммунной системе, присутствуют в клетках в большом количестве, распознают множество вирусов и запускают соответствующие механизмы противодействия. Происходит это путем отправки медиаторов по имени интерфероны.

Однако не все клетки одинаково боятся любого вируса. Есть вирусы, которые особенно жадны до клеток печени — гепатоцитов. Отсюда их привычное название: вирусы гепатита. Другие проникают в нервные клетки, как, например, полиовирус, который вызывает полиомиелит. Или вирусы, которые, как ВИЧ, атакуют клетки-хелперы и тем самым ослабляют всю иммунную систему. У каждого вируса есть своя любимая клетка. В человеческом, животном и растительном царствах.

В последние годы все большее внимание уделяют вирусам, заражающим бактерии, — бактериофагам, пожирателям бактерий, или — коротко — фагам. В воде, на земле и на нашей коже живут несколько миллионов фагов. Поскольку они могут заражать и уничтожать бактерии, они потенциально являются идеальной армией против опасных бактериальных инфекций. Особенно когда бактерии обладают множественной устойчивостью к антибиотикам — как, например, опасный больничный микроб MRSA и псевдомонады. Здесь армия маленьких, высококвалифицированных вирусов, уничтожающих бактерии, была бы очень кстати. Звучит как научная фантастика, но в последние годы мы приблизились к этой идее как никогда: вирусная армия против самых упрямых бактерий, безопасная для людей, так как специализируется только на бактериях. Такие препараты используют в отдельных случаях в России и США, но убедительных исследований в этой области пока нет.

По оценкам вирусологов, в мире насчитывается около 1,7 млн различных типов известных и около 400 тыс. еще не изученных вирусов, опасных для человека. Однако люди еще не сталкивались со многими из них. На протяжении миллионов лет вирусы, предназначенные для хозяев-животных, время от времени перепрыгивали на человека. Три обстоятельства особенно облегчают им задачу: животные и люди существуют в непосредственной близости друг от друга, люди с удовольствием едят продукты животного происхождения со времен приручения огня, а глобализация, как ветер, успешно разносит вирусы по всем уголкам мира. Когда в начале 2020 года СМИ в течение нескольких недель рассуждали на тему рынка диких животных, с которого распространился ко­ронавирус, новостная ценность информации на самом деле заключалась только в конкретном пути передачи вируса. В остальном ничего нового: это всего лишь разновидность зоонозов, которые всегда сопровождали человека.

При зоонозе возможна передача патогенов между людьми и животными. В более узком смысле это в первую очередь те заболевания, которые передаются от животных к человеку. Чтобы подобное произошло в случае вирусной инфекции, соответствующие вирусы должны мутировать. К­аким-то из них это дается легче, другим — труднее. Все мы знаем болезни, вызываемые зоонозами: сальмонеллез — это постоянный зооноз, который может возникнуть, если люди употребляют в пищу зараженные яйца, молочные продукты или мясо птицы. Пищевые привычки в целом могут способствовать или препятствовать распространению определенных зоонозов. Например, употребление сырого или недостаточно прожаренного мяса может привести к распространению трихинеллеза. Заражение личинками свиного ленточного червя не происходит в религиозных группах, где запрещено употребление свинины. Некоторые зоонозы очень опасны, например испанский грипп. Другие довольно безобидны, как, скажем, свиной грипп, который не отличается от возбудителя испанского гриппа, но безвреден. Эбола и бешенство — это также хорошо известные смертельно опасные зоонозы.

Вирусы досаждали человечеству на протяжении тысячелетий. Об этом можно не только прочитать у древних авторов, которые, например, уже знали об оспе — «антониновой чуме», описанной знаменитым врачом Галеном, и даже научно обосновывали ее существование. Подтверждением нашего давнего знакомства с вирусами служит и тот факт, что геном полон рудиментарных вирусных сегментов, заложенных в наш генетический материал в какой-то момент в ходе эволюции. Возможно, вирусы, от которых произошли эти строительные блоки, доставляли неприятности людям каменного века, но потом вымерли. Подобно заброшенным шахтам, эти эндогенные вирусы теперь валяются вокруг и практически ничего не делают. К счастью, они не вызывают у нас болезней.

Крайне редко вирус встраивается в наш геном, и это удается только так называемым ретровирусам. Они содержат РНК, которая может превращаться в ДНК. Только так возможно добиться успешного связывания с человеческой ДНК. Долгое время исследователи считали, что это исключено. Теперь, однако, стало ясно: такие ретровирусы успешно интегрируются в клетки, в том числе и в половые. Части вирусной структуры этих эндогенных ретровирусов человека (HERV) наследуются на протяжении миллионов лет. Сегодня известно несколько тысяч HERV, которые подразделяют на 24 семейства. Около 8% генома человека состоит из вирусных структур. Несмотря на то что исследователям здесь еще есть над чем работать, уже сейчас понятно: вирусные сегменты не совсем бесполезны. Некоторые из них, очевидно, играют важную роль в определенных иммунных защитных механизмах организма в борьбе с вирусами.

Кстати, название вирусов часто соответствует месту их первого появления. Вот почему, например, говорят о лихорадке долины Рифт, вирусе Марбург, вирусе Крым-Конго, лихорадке Ласса. Вирусы особенно подвержены идеям расизма. Например, тогдашний президент США Трамп долгое время называл коронавирус «китайским вирусом» или «кунг-гриппом». Испанский грипп 1918 года в Польше окрестили «болезнью большевиков», «немецким гриппом» в Бразилии и «бразильским» — в Сенегале. В названиях инфекций можно увидеть образы национальных врагов — они упрощают сложные события, обусловленные распространением инфекции, и нередко выступают в качестве политического инструмента. Это тем легче сделать, чем более угрожающими оказываются заболевания, вызываемые определенным вирусом.

Поцелуй с последствиями, или Герпес

Возможно, у папы римского он есть. Как и у его предшественников. Как почти у всех в Ватикане. У королевы Англии, вероятно, тоже он имеется, как и у всей королевской семьи. Речь идет о вирусе Эпстайна–Барр, представителе вирусов герпеса.

Однако не только королева должна бы знать, что болезнь, которую вызывает этот вирус, называется болезнью поцелуев. Хотя далеко не все люди ею заражаются, около 90% всех взрослых являются носителями вируса. Так почему же болезнь должна обойти стороной королеву или святого отца? Принадлежит ли папа римский к 10% счастливчиков, которых пощадили? Унаследовал ли он эту болезнь от своей бабушки, или, возможно, у него была бурная молодость, мы, скорее всего, никогда не узнаем. Однако несомненно то, что для передачи вируса необходим контакт со слизистой оболочкой носителя. Часто первый контакт с вирусом герпеса проявляется железистой лихорадкой, от которой страдают молодые люди. Для болезни характерны температура, повышенная усталость, боль в горле и опухшие лимфатические узлы, а в редких случаях она может даже привести к летальному исходу. Но обычно нет.

Вот молодой человек, недавно впервые поцеловавший свою девушку, разболелся железистой лихорадкой, а врачи не могут удержаться от озорной улыбки во время обхода. Все мы там были, а некоторые из нас и не раз переболели ею. Вирус Эпстайна–Барр может вызвать болезнь, но не всенепременно. Однако одно присуще всем заразившимся людям: вирус не выводится полностью из организма, а продолжает дремать в клетке незамеченным. Это характерно для всех вирусов герпеса. Лишь иногда они проявляются. Когда вы испытываете сильный стресс, например перед свадьбой. Вы хотите выглядеть безупречно, и тут на губе выскакивает толстый волдырь, который дергает и жжет, — здравствуй, герпес. Или когда иммунная система ослаблена. У вас и так простуда, вы выбиты из колеи и устали. А еще губа начинает чесаться, и там вдруг появляется болезненная сыпь.

Вирусы

Опоясывающий лишай вызывается вирусом того же типа. Типичные волдыри при этом заболевании выстраиваются розочкой — на вид красиво, но, к сожалению, очень болезненно. Инфекция напоминает ветрянку в детстве, потому что возбудитель тот же — опоясывающий герпес. Все вирусы герпеса объединяет то, что в какой-то момент мы ими впервые заразились. Был ли это мононуклеоз, ветрянка или другие непродолжительные болезни, о которых мы уже не помним. Однако после излечения вирус не исчезает из организма. Он остается. Это свой­ство называют резистентностью. Вирусы вытесняются иммунной системой и перемещаются в свою любимую клетку. Однако если иммунная система ослаблена или отвлеклась на другую болезнь, они активизируются, размножаются и распространяются. Порог резистентности не обязательно должен быть высоким; для некоторых людей достаточно небольшого эмоционального стресса, ультрафиолетового излучения или снижения иммунной функции незадолго до начала менструации у женщин.

Герпес не является единственным возбудителем, даже если специалисты делают вид, что это так, когда используют слово «герпес» для обозначения исключительно подвида вирусов. Вирусы герпеса человека — это семейство, состоящее из восьми представителей. И первый из них — Herpes simplex I, более известный как холодная язва, или — кратко — просто герпес. Это неприятное и непривлекательное заболевание проявляется в виде волдырей на губах.

Здесь сразу становится понятно, как вирусы проникают в организм и ждут своего часа. В ганглиях они находятся в спящем, а потому незаразном состоянии. Именно сюда они проникают с кожи или слизистой оболочки при первичном заражении. Ганглии служат коммутационными узлами нервных клеток и недоступны для иммунной защиты. В этом надежном местечке вирусы герпеса погружаются в своеобразный сон. Когда иммунная система ослаблена, они могут быстро активизироваться, а затем по нервным путям мигрировать обратно на кожу или слизистую оболочку, чтобы быстро раз­множаться, и вызывают те самые уродливые волдыри. Распространяясь дальше, вирусы вызывают так называемые язвы. Это означает, что соседние инфицированные клетки сливаются — волдыри увеличиваются, в какой-то момент лопаются и распространяют вирусное содержимое дальше, например при поцелуе.

Следующим членом семейки является простой герпес II типа, так называемый генитальный герпес. Он отличается от своего родственника, лабиального герпеса, только местом локализации инфекции — как следует из названия, он обитает на мужских и женских половых органах. Это заболевание передается половым путем.

Под номером III скрывается вирус Varicella zoster, который вызывает ветряную оспу. Эта детская болезнь настолько заразна, что раньше устраивались вечеринки по случаю ветрянки, чтобы все малыши заразились во время игры. У детей это заболевание обычно протекает в легкой форме, но, если первое инфицирование происходит в зрелом возрасте, ветрянка может переноситься тяжело, а иногда бывает смертельной. Однако сегодня большинство детей привиты.

Вирус герпеса человека IV типа — это уже упомянутый вирус Эпстайна–Барр, который назван в честь двух его первооткрывателей и вызывает железистую лихорадку.

Герпес V типа — цитомегаловирус — особо опасен. Хотя заболевание протекает без осложнений и, возможно, даже незаметно для большинства людей, оно очень опасно для эмбрионов и недоношенных детей, а также для пациентов с иммуносупрессией, например после пересадки органов. Тогда этот патоген, который имеет вид «совиного глаза», может привести к воспалению печени, пневмонии или даже потере зрения.

Другие вирусы герпеса мало изучены. Например, герпес типа VIIb — это зачастую просто трехдневная лихорадка по непонятным причинам.

Смышленые существа эти вирусы, и, конечно, их не искоренить. Остается вопрос: как с ними бороться? Публичный запрет на поцелуи, как это было при римском императоре Тиберии, вероятно, не выход из положения, тем более что люди все равно будут целоваться, оставшись наедине. Уже разработано несколько так называемых противовирусных препаратов. Самым известным и старым является ацикловир. Он подавляет рост вируса, но только в тех клетках, где тот активно размножается. Есть множество препаратов с аналогичным действием. Однако и с одним недостатком: они могут замедлить острую репликацию вируса, но не могут изгнать его. Он остается. Идеальным вариантом была бы вакцина, но с ней придется подождать.

Грипп-инфлюенсер

Кашель, насморк, хрипота? Хотя люди любят говорить, что у них просто «грипп», вирусолог знает, что это может быть что угодно. Около 200 различных вирусов способны вызывать симптомы простуды. В 2021 году все задавались вопросом, а не коронавирус ли у них и надо ли изолироваться, или это просто обычные сопли, типичные в ненастную погоду. Огромное количество различных вирусов означает, что бо́льшая часть людей даже не удосуживается выяснить, что послужило причиной их трехдневной простуды: вирус рино, адено или RS — или один из еще более малоизвестных типов.

Настоящий грипп, вызываемый вирусом гриппа, протекает в тяжелой форме: за считаные часы болезнь сваливает человека с ног — отсюда и его название (от старонемецкого слова gripan, означающего «нападать»). Высокая температура и ломота в конечностях быстро проходят. Инфекция обычно активна около двух недель, но многие люди испытывают ее последствия дольше. У некоторых возникают вторичные осложнения, например воспаление сердечной мышцы, или даже наступает смерть.

Все зависит от типа гриппа — точнее, от генных компонентов, из которых был сконструирован вирус. Ведь у вируса гриппа есть несколько особенностей, которые делают его — с его точки зрения — победителем. Не зря он украшает себя размытым модным названием influenza — инфлюенсер.

Факт: грипп, как и коронавирус, передается капельным путем и при определенных условиях (например, в закрытых помещениях с плохой циркуляцией воздуха) подобен аэрозолю. Существует оптимальный климат с подходящей температурой и уровнем влажности, в котором душа вируса просто радуется. Такая среда способствует взрывному размножению вирусов. Довольно прохладно, как в Центральной или Северной Европе, и высокая влажность, как в Бразилии, — вот идеальные условия.

Вирусы гриппа состоят из оболочки и сердцевины с РНК. Геном разделен на восемь сегментов. Два из них особенно примечательны: они кодируют ферменты, усиливающие распространение вируса в организме и позволяющие вирусу мутировать. Последнее наиболее важно, поскольку с вирусами гриппа уже много лет борются с помощью вакцинации. Однако эффективна она, конечно, только в том случае, если структура патогена известна настолько точно, насколько это возможно. Грипп пытается избежать этого с помощью двух стратегий. Первую называют антигенным сдвигом, при котором грипп меняет свои сегменты во время размножения и таким образом производит новые варианты, против которых (пока) нет лекарства. Так было, например, с птичьим или свиным гриппом. Вторую стратегию называют дрейфом антигена. Она базируется на селекции мутаций. Итак, вирусы гриппа немного меняются из года в год — ровно настолько, чтобы выживать как можно дольше. Конечно, они делают это не специально: дрейф антигенов происходит случайно при быстром размножении вирусов. Иногда происходят ошибки в работе, и если они оказываются выгодными, то передаются по наследству дальше.

Идет гонка между вирусом и медициной, в которой последняя пытается предсказать вероятные мутации вируса, чтобы создать по-настоящему рабочую вакцину. Вот почему мы время от времени слышим в СМИ, что штамм Ямагата ожидается через год, а штамм Виктория — через два. Штаммы получают свои названия по месту своего происхождения. Знание того, какой штамм в настоящее время активен, особенно важно для правильного выбора вакцины.

Медицина не всегда побеждает, как показал сезон гриппа 2017/18 годов, когда рекомендованная до того трехвалентная вакцина почти не сработала и этот сезон стал самым смертоносным в Германии за последние 30 лет, унеся около 25 тыс. жизней. Это связано с тем, что вирусы гриппа также представляют собой целое семейство, состоящее из представителей альфа, бета, гамма и дельта. Первые два — ключевые. Альфа, кстати, — эдакая черная овца в семье, доминантная и опасная.

До свиного гриппа в 2009 году, который многим запомнился, уже было несколько других пандемий. Так, в 1918 году мир опустошил испанский грипп. Свое название он получил благодаря вой­не. В то время как пресса повсеместно подвергалась цензуре и плохие новости об уровне смертности были не­желательны, нейтральная испанская пресса публиковала совершенно удручающие сводки — и непреднамеренно создавала впечатление, что грипп бушует в Испании особенно яростно. Однако вирус H1N1, вероятнее всего, зародился в США и быстро распространился среди солдат, прибывших на театр военных действий. Заболевали в основном молодые люди в возрасте от 20 до 40 лет. Предполагается, что заразилось около 500 млн человек. До 50 млн из них погибли — примерно в два раза больше, чем в Первой мировой вой­не.

Спустя десятилетия, в 1957 году, вспыхнул так называемый азиатский грипп, вызванный вирусами H2N2. Около двух миллионов человек — в основном дети и пожилые люди — погибли. Всего через десять лет вирус мутировал в H3N2 и, став причиной гонконгского гриппа, убил около 800 тыс. человек. В 1977 году H1N1 вернулся. Как и где он сохранялся все это время, неизвестно. В любом случае болезнь пришла из северного Китая и Сибири и унесла около полумиллиона жизней, получив название «русский грипп».

Бельгийская миссия, или Эбола

Эбола — небольшая река в Демократической Республике Конго. В деревне Ямбуку находится миссионерский стационар, где бельгийские врачи в 1976 году впервые оказали помощь больному лихорадкой Эбола.

Эбола — один из самых смертоносных вирусов, относится к IV группе риска, то есть это один из наиболее опасных патогенов из всех существующих. Он вызывает тяжелые заболе­вания у людей, риск распространения среди населения высок, а эффективная профилактика или лечение невозможны или почти невозможны. В отличие от Эболы, вирусы гриппа (III группа риска: частично сильно патогенные, вероятно распространение, эффективно поддаются лечению) и герпеса (II группа риска: патогенные, плохо распространяются, эффективно поддаются лечению) намного безобиднее. Аденовирусы собак (для человека I группа риска: не патогенные), которые могут привести к заболеванию печени у этих животных, служат примером того, как некоторые вирусы вообще не способны причинить вреда человеку.

Своей агрессивностью вирус Эбола, который за несколько дней вызывает тяжелые симптомы — жар, рвоту, тошноту и, наконец, геморрагическую лихорадку с кровью во всех жидкостях организма, — сам стреляет себе в ногу: болезнь настолько тяжела, что у вируса остается совсем немного времени, чтобы распространиться среди других людей. Тем не менее не хочется представлять, к чему приведут эти маленькие частицы, когда незаметно будут перескакивать от человека к человеку в многомиллионном городе. Как я уже сказал, все биологические жидкости становятся чрезвычайно заразными. Сопение в толпе, кашель в очереди, пот на поручнях поезда метро — этого достаточно, чтобы лихорадка Эбола добралась до следующего человека.

Именно это произошло во время крупнейшей эпидемии Эболы в Западной Африке в 2014–2016 годах. Почти 30 тыс. человек заболели, более трети умерли. Медсестры и врачи, которые их лечили, тоже легко заражались. Здесь сыграли роль многие факторы, важные для вирусологов, эпидемиологов и чиновников от здравоохранения, и не только в связи с Эболой. Во-первых, особо опасные вирусы могут быть исследованы только в специальных лабораториях. Ситуация с исследованиями остается плачевной, особенно для таких патогенов. В случае с Эболой, например, происхождение так до конца не выяснено. Это, несомненно, повторяющийся зооноз — передача от животных к человеку, описанная выше. Но, к сожалению, мы не знаем точно, от какого животного передается вирус Эбола. Первоначально под подозрение попали летучие мыши, поскольку они являются резервуаром для многих других вирусов. Между тем есть основания полагать, что вирус может распространяться летучими лисицами, живущими в пещерах. Разработка лекарств также затруднена. Поможет ли, например, созданная в 2015 году пассивная вакцина против вируса, пока точно не известно. Это был бы успех для так называемых лечебных сывороток. Суть пассивной вакцинации в том, что из крови выживших пациентов получают антитела, которые затем вводят другим людям.

Во-вторых, еще одной проблемой, связанной с опасными вирусами, является отсутствие инфраструктуры здравоохранения в странах, которые преимущественно поражены вирусом. В то время как в некоторых западноафриканских регионах во время пандемии лихорадки Эбола умерло до 50% зараженных, за пределами Африки среди немногих инфицированных был зафиксирован только один случай смерти. Эбола — как и многие другие заболевания — бушует там, где недостаточно оборудования, гигиенических, финансовых и кадровых ресурсов для противодействия вспышке инфекционного заболевания.

В-третьих, не следует недооценивать влияние представлений о болезни и здоровье в других культурах. Если пути заражения неизвестны или люди причиной болезни считают отравление или наговор, трудно заставить их поддерживать определенные профилактические меры.

Так, в 2014–2016 годах, а потом в 2018–2020-х лихорадка Эбола унесла огромное число жизней. Большинство людей умерли от множественной органной недостаточности: почки не справлялись с большим количеством разрушенных клеток крови; поражалось и разрушалось множество различных клеток; нарушалось свертывание крови, что вызывает внутренние и внешние кровотечения. Все это устроил филовирус15 — нитевидный вирус, внутри которого находится небольшая нить РНК, способная привести к летальному исходу.

Вирусологов беспокоят вспышки вируса и то, как их воспринимают политики. Только после разрушительной эпидемии Эбола, начавшейся в 2014 году, несколько международных организаций и частных спонсоров, таких как Билл и Мелинда Гейтс, решили создать исследовательскую сеть для разработки возможных вакцин против будущих вирусных атак: так родилась Коалиция за инновации в области обеспечения готовности к эпидемиям (CEPI). Это учреждение в 2016 году впервые составило список заболеваний, которые могут вызвать глобальные пандемии в ближайшем будущем. Список, ранжированный по степени опасности, пугающий.

1. Лихорадка Крым-Конго.
2. Лихорадка Эбола.
3. Марбургская лихорадка.
4. Лихорадка Ласса.
5. MERS (коронавирус).
6. Атипичная пневмония (коронавирус).
7. Лихорадка Нипах.
8. Лихорадка долины Рифт.
9. Лихорадка Зика.
10. Болезнь X, доселе неизвестный вирус.

Вряд ли стоит удивляться, что в марте 2020 года один патоген внезапно переместился на вершину списка.

Пандемия наших дней: корона

Коронавирусы — старые знакомые. Должно быть, тысячи лет назад первый коронавирус перешел от животного к человеку. За ним последовали три других, которые теперь являются родными для Германии. Последний местный коронавирус перешел к людям 130 лет назад. Некоторые предполагают, что именно он стал причиной «русского гриппа», и некоторые данные действительно подтверждают это. Если возбудителем был он, то примерно миллион людей, в основном пожилых, умерли от вируса. Так что все довольно серьезно: OC43 перекочевал к людям от коров.

Сегодня этот вирус уже давно стал аборигенным. Мы называем его эндемическим. При поставленном в осенне-зимний период диагнозе грипп от 10 до 30% случаев на самом деле короновирус. Эти квази­обычные коронавирусы, к которым теперь относится и вирус OC43, уже не так опасны, как раньше. Мы адаптировались к ним, а они — к нам.

Существуют также два других коронавируса, которые вызывают жестокие и смертельно опасные инфекции. В 2002 году вирус атипичной пневмонии перешел от больной кошки к людям и за несколько дней достиг Гонконга, Торонто, а также Франкфурта. Это SARS, то есть тяжелый острый респираторный синдром. От него умерли 800 человек. На сегодня вирус не искоренен, он все еще встречается в животном мире. То же самое касается и вируса MERS, который время от времени переходит от верблюдов к людям и вызывает небольшие вспышки.

К концу 2019 года коронавирусы были в центре внимания лишь нескольких ученых, которые подняли эти вирусы на пятое место в списке приоритетов ВОЗ для разработки вакцин. Все остальные либо не знали о коронавирусах, либо слышали о них только под названием SARS, возбудителя эпидемии 2002–2003 годов. Все резко изменилось весной 2020 года. Глава о коронавирусе SARS-CoV-2 теперь просто неизбежна. Никогда еще люди не были так широко информированы о симптомах, способах передачи, методах обнаружения, профилактике, вакцинации и поздних последствиях вируса, но никогда еще и не было так много неопределенности и полузнаний о патогене. Именно поэтому в параграфе «Пандемия наших дней: корона» предлагается краткий обзор темы номер один всех мировых СМИ даже на момент выхода книги.

Вся надежда на вирусологию: коронавирусы, которые до сих пор были нам как родные, превратившись в ходе своей эволюции в наших постоянных спутников, обычно умеренно опасны. Люди и вирусы нашли способ сосуществования, при котором иммунная система обеспечивает наш организм антителами, а вирус уклоняется от давления иммунной системы путем мутаций, ослабляющих ее. Дополнительным успехом стало то, что благодаря огромным исследовательским усилиям появились эффективные вакцины против новейшего коронавируса.

Как распространяется вирус, подобный SARS-CoV-2? Воздушно-капельным путем. Понимание этого означает, что в будущем мы не сможем остановить такие инфекции, но можем затруднить их распространение. Такой вирус распространяется среди населения не равномерно, а, как мы говорим, гетерогенно. Это означает, что у одного человека нет шансов заразить всех людей в мире. Мы не шарики в коробке, которую постоянно трясут, чтобы каждый шарик соприкоснулся с каждым другим собратом в обозримом будущем. Наоборот, мы в основном остаемся в своей маленькой социальной среде. Представьте круг своих друзей: один заражает трех других, эти трое заражают девятерых, а те еще 27. Теперь подумайте: могут ли все 27 человек заразить следующих трех? И это в течение пяти дней? Нет, потому что с высокой долей вероятности они не встретят такое количество новых людей. Цепочка заражений замедляется. Экспоненциальный рост, о котором так часто говорят в СМИ, — это лишь небольшой участок кривой заражений. В целом он демонстрирует неустойчивый (кренящийся) рост. В конце кривая, то есть уровень заражения, в какой-то момент сама собой выравнивается, потому что возможностей передачи инфекции становится меньше. Даже самые общительные люди не могут заразить большее количество людей, потому что им больше не попадаются неинфицированные.

Однако решающими являются следующие вопросы. Когда это происходит? Какая степень коллективного иммунитета необходима: часто упоминаемые 50–70% или достаточно 20%? Оправданно ли с моральной точки зрения ждать, пока коллективный иммунитет сформируется естественным путем? Как долго сохраняется иммунитет после того, как человек переболел? Какую роль играет вакцинация в инфекционном процессе? Видите ли, когда мир вздохнул с облегчением благодаря вакцинации, моя исследовательская работа еще далека от завершения. Потому что одно можно сказать наверняка: пандемия SARS-CoV-2 не будет последней.

Путешествие Арне Видара Рёда, или Сифилис и СПИД

Норвежец Арне Видар Рёд, красивый блондин, стал моряком в 15 лет. Стоял 1961 год, поиски работы привели юношу на борт судна Hoegh Aronde, которое шло вдоль западного побережья Африки в Дуалу. Бывшая столица Камеруна уже тогда была крупным торговым и экономическим центром. Молодой человек не хотел отказывать себе в сексе во время долгого путешествия. А у секса есть свои спутники, или, как любят говорить врачи-венерологи, какая вечеринка без спирохет! (Спирохеты — это бактерии сифилиса.) Арне Видар Рёд не заразился сифилисом, но он подхватил гонорею. Гонорея в переводе означает «семенные выделения», но она не имеет ничего общего со спермой, а представляет собой болезненные, гнойные выделения по утрам, широко известные как «капли бонжур».

Почему венерические заболевания так часто приписывают французам, можно только догадываться. В простонародье сифилис долгое время называли французской болезнью, потому что французские солдаты сотнями умирали от сифилиса во время осады Неаполя Карлом VIII в 1495 году. По мнению французов, в катастрофе был виноват, конечно, совсем другой народ — неаполитанцы. Однако, похоже, и наполеоновские солдаты вели себя не слишком скромно. В конце концов, немецкое выражение fisimatenten16 также восходит к французскому Visitez ma tente — «Пожалуйте в мою палатку» — фразе, которой французские офицеры, как говорят, приглашали немецких девиц на рандеву под покрывалом. И вот круг замыкается: в скором времени они слышали болезненное Bonjour в своей промежности.

Гонорея хорошо поддается лечению антибиотиками, но в последние годы резистентность к ним становится все более серьезной проблемой. Гонорея Арне Видара Рёда также была благополучно вылечена. После своего африканского турне Арне работал водителем грузовика и колесил по странам Европы. Особенно часто — по Германии. В начале 1968 года он внезапно заболел. Его беспокоили боли в суставах, лимфатические узлы распухли, и все закончилось пневмонией. Лечение стабилизировало его состояние, но жалобы полностью не исчезли. В 1975 году его симптомы снова обострились, у него развилась деменция, и он умер 24 апреля 1976 года в возрасте 29 лет. Удивительно и трагично, но его жена также умерла всего через несколько месяцев, а младшая дочь — еще раньше, в январе того же года. У всех были схожие симптомы.

Причина заболевания оставалась невыясненной более десяти лет. Только в 1981 году впервые было описано, что пять молодых американских мужчин-гомосексуалистов умерли от редкой формы рака. О похожих случаях становилось известно и в других городах США. Тогда болезнь называлась GRID17 — иммунодефицит геев. Наказание за гомосексуализм? Позже его переименовали в СПИД, и наконец была найдена причина: ВИЧ — вирус с многозначительным названием «вирус иммунодефицита человека».

Арне тоже умер от СПИДа. Именно через таких людей, как он, распространялся ВИЧ: Арне любил проституток, поэтому вполне вероятно, что он передал болезнь нескольким из них, которые, в свою очередь, заразили других клиентов. Однако так и не был обнаружен «нулевой пациент», от которого пошла эпидемия ВИЧ по всему миру. Во многих местах Центральной и Западной Африки подобная передача, вероятно, уже имела место до 1981 года, но из-за позднего появления неспецифических симптомов вирусное заболевание долгое время оставалось неопознанным.

Между тем можно с уверенностью сказать, что ВИЧ перешел от шимпанзе к человеку по крайней мере три раза независимо друг от друга в бассейне реки Конго. Эти обезьяны считались там деликатесом, поэтому во время охоты между ними и людьми происходили контакты кровью через укусы животных или в результате разгрызания острых сырых костей.

ВИЧ был завезен из Центральной Африки на Гаити в ходе работорговли. Гаити была чем-то вроде плавильного котла, в котором многие люди заразились ВИЧ. Оттуда вирус вскоре попал в США. Одним из первых инфицированных людей стал подросток Роберт Рейфорд из штата Миссури. Его случай был зарегистрирован в 1969 году. Согласно свидетельству о смерти, он умер от пневмонии, но многие врачи вскоре усомнились в диагнозе. За несколько месяцев до смерти Рейфорд обратился к врачу с тревожными симптомами: его ноги игениталии были покрыты язвами, а вся область таза опухла. Он также жаловался на одышку. Вскрытие выявило многочисленные саркомы Капоши, редкий вид рака. Позже выяснилось, что он заразился ВИЧ.

В начале 1980-х годов в Нью-Йорке и Лос-Анджелесе участились случаи смерти молодых мужчин-гомосексуалистов от того же заболевания. Вскоре СМИ занялись этим вопросом — зачастую в расистской и гомофобной интерпретации. Даже официальные власти внесли свою лепту, назвав болезнь 4Г — по группам людей, которые предположительно наиболее подвержены заболеванию: гаитяне, гомосексуалисты, больные гемофилией и героиновые наркоманы. В 1983 году ВИЧ был наконец почти одновременно выявлен Люком Монтанье и Франсуазой Барре-Синусси из Института Пастера в Париже, а также Робертом Галло из Национального института здравоохранения в Бетесде под Вашингтоном. Но многолетние споры о том, кому принадлежит заслуга в описании вируса, не утихали, пока французов не удостоили Нобелевской премии.

В то время в США уже было зарегистрировано около 3000 ВИЧ-инфицированных. Вначале цифры возрастали из года в год — не только инфицированных, но и умерших от СПИДа. Это объяснялось тем, что вирус атакует иммунную систему в костном мозге. С помощью своей оболочки он связывается с рецептором Т-лимфоцитами CD4⁺ и проникает в хелперные клетки CD4. Там он делает то, на что способны лишь очень немногие вирусы: он вписывает сведения о себе непосредственно в геном клетки. В результате создается генетически модифицированная клетка-помощник, которая больше не владеет собой, а выполняет команды вируса. Взломанная, она решает прежде всего одну задачу: производство большего числа вирусных структур. Это утомительное занятие, поэтому клетка со временем погибает, но прежде выпускает вирусы в организм, где они ищут новые клетки-помощники CD4 для своих манипуляций.

С годами инфицированный человек, не получающий лечения, утрачивает свои хелперные клетки CD4, которые являются основой иммунной системы в борьбе со всеми видами заболеваний. Генерала больше нет — как уже было описано, именно он контролирует иммунный ответ В-лимфоцитов, регулирует иммунные реакции, вызывает ней­трофилы на место происшествия и поддерживает Т-лимфоциты CD8⁺ в их работе. Без генерала каждый творит что хочет — суета, препирательства и развал всей армии как логическое завершение. Безобидные патогены внезапно становятся опасными для жизни. Кусочек заплесневелого хлеба, милый котенок по соседству, поцелуй человека с герпесом на губах — все может стать причиной смерти. Даже патогенные микроорганизмы, которые уже находятся в организме, теперь могут вызвать болезнь. Цитомегаловирус, ранее дремавший, приводит к пневмонии и разрушает зрение. Опоясывающий герпес, вирус ветряной оспы, вырывается из спинномозговых нервов и оставляет на коже сотни жгучих волдырей.

В то же время иммунная система доблестно пытается бороться с ВИЧ. Клетки-киллеры CD8 распознают изуродованные клетки-хелперы CD4 и уничтожают их. Однако вирус мутирует, и Т-лимфоциты CD8⁺ все больше устают. У человека образуются антитела, но оболочка ВИЧ меняется так быстро, что, только образовавшись, они быстро становятся бесполезными. Всякий раз, когда иммунная система думает, что достигла своей цели, вирус кричит в другом месте: «Я уже здесь!» Не­утешительная перспектива.

ВИЧ окончательно неизлечим, но в настоящее время в западном мире он неплохо поддается лечению. Более того, если однажды вирусная нагрузка снизится до определенного порога, ВИЧ больше не сможет передаваться другому человеку. Пациент, чья инфекция была выявлена на ранней стадии и который проходит так называемую антиретровирусную терапию, может рассчитывать на почти нормальную продолжительность жизни. Инфекции можно избежать даже без презерватива, приняв перед сексом таблетку — это доконтактная профилактика (сокращенно PrEP). А если забыть про оба средства, то сильная терапия ВИЧ в первые часы после контакта помогает избежать заражения. Однако прибегать к крайним средствам следует только в исключительных случаях. Во всяком случае, точно лучше предо­т­вратить заражение, чем всю жизнь принимать лекарства от ВИЧ.

И все-таки около 38 млн человек в мире инфицированы ВИЧ. В 2019 году около 700 тыс. человек умерли от СПИДа, а всего ВИЧ унес уже около 33 млн жизней. И это совсем не те люди, которых можно отнести к группе 4Г. Это мужчины, женщины и дети, проживающие в основном в Южной и Восточной Африке, в Восточной Европе и Центральной Азии, где часто нет доступа к эффективным медикаментам.

Однако настоящее лекарство все еще остается несбыточной мечтой. ВИЧ трудно поддается излечению, поскольку распространение вируса в бесчисленных клетках организма при терапии предполагает тотальное истребление всех инфицированных клеток. Это можно достичь путем облучения всего тела и уничтожения всей иммунной системы. Затем следует замена стволовых клеток новыми, в которых отсутствуют части рецептора, являющегося воротами для проникновения вируса. Это сложное и часто опасное для жизни лечение.

МЕРЗКИЕ ДАРМОЕДЫ, ИЛИ ПАРАЗИТЫ

Люди оценивают патогены не только по степени их опасности, но и по уровню их отвратительности. И в этой категории паразиты занимают первое место. От основных из них — вшей, клещей и глистов — мурашки бегут по коже. Это связано не только с их зачастую неприятным внешним видом и социальным неприятием, но и с раздражающей назойливостью этих спутников человека.

Паразиты не только переносчики всякой заразы. Если хотите представить себе уровень неприязни к паразитам, просто вспомните коллегу по офису. Да, того самого, который довел до совершенства делегирование своей рабочей нагрузки и ловко держит неприятные задачи на безопасном расстоянии от себя: «Извините, но за этот запрос отвечает мой коллега из отдела Х. Пожалуйста, обратитесь к нему». Или: «Будьте добры, составьте для меня список поставщиков в формате Excel. Не обязательно прямо сегодня». Иногда подобных паразитов сложно распознать с первого взгляда. Они виртуозно приспосабливаются к окружающей среде и ее раздраженным реакциям.

Подобно тому, как паразита сначала терпят в офисе, иммунная реакция также поначалу мягкая. Это особенно касается внешних паразитов, таких как вши, чесоточные клещи и блохи, которые чувствуют себя как дома в волосах и на коже. Их называют эктопаразитами, от древнегреческого слова ekto — «снаружи». В отмерших слоях кожи образуются туннели. Поскольку это мертвые ткани, контроль иммунной системы здесь довольно низкий, но, когда эти маленькие животные откладывают яйца, в которых созревает бесчисленное потомство, раздаются тревожные звоночки иммунной системы и начинается зуд, кожа краснеет и сохнет. Это тучные клетки кожи, которые находятся под кожным покровом, бешено высвобождают гистамин. Видимый и ощутимый результат — аллергическая реакция. Более искусными являются обитающие в организме эндопаразиты — амебы, все виды червей и жгутиковых.

Раньше паразиты играли гораздо бо́льшую роль. Сегодня они в основном находятся под нашим контролем. Однако в организме всегда может поселиться тот или иной нахлебник, особенно этот риск велик у детей. И конечно же, сафари в Африке, пляжный отдых в Таиланде или посещение храмов майя иногда сближают вас с паразитами больше, чем вам того хотелось бы.

Когда малышку Анну приняли за лису, или Ленточные черви

Одной из девяти форм эхинококка, как называют ленточных червей, является ленточный червь лисицы. Это один из тех паразитов, которые принадлежат к большой группе потерянных и запутавшихся субъектов. Многие паразиты заражают человека не потому, что он такой замечательный хозяин, а по ошибке. Лисий ленточный червь на самом деле хочет следующего. Лиса со взрослым ленточным червем в кишечнике оставляет загрязненный яйцами помет на лесной землянике, ягоды которой считаются деликатесом среди мышей. Далее яйца прорывают стенку кишечника у этих промежуточных хозяев и ослабляют маленькое животное, которое становится легкой добычей для следующей лисы (вместе с множеством новых ленточных червей в придачу). Идеальный цикл «хищник — хозяин» и «жертва — хозяин».

Вот только маленькая Анна любит ходить на опушку леса и собирать там ягоды. Она не может устоять перед спелой земляникой и время от времени закидывает ягодку в рот. Хотя мама говорила: «Ягоды нужно как следует мыть», сама Анна думает так: «Немного потру руками, и хватит». И теперь вместе с земляникой Анна подхватила и лисьего ленточного червя. Но девочка воспринимает незваного гостя совсем не так, как лиса. Она для него ложный хозяин, потому что годами не дает выхода яйцам глистов, которые созревают в надежно защищенных капсулах в ее печени, незаметные для иммунной системы. Они инкапсулированы и не вызывают боли.

Эту случайную находку обнаруживают на УЗИ, когда пациентка попадает в больницу с аппендицитом. Черви выдают себя только тогда, когда капсулы вскрываются и черви распространяются по всему животу. Тогда иммунная система Анны активизируется и поступает правильно, ведя огонь из всех орудий. Иммунный ответ опосредован IgE, гистамины направляются тучными клетками к месту поражения, чтобы сдержать вторжение. Все должно произойти быстро. С перегруженной иммунной системой шутки плохи. Особенно если глисты распространились в брюшную полость и повсюду началось воспаление. Иногда дело доходит до гепатита — воспаления печени с закупоркой желчных протоков.

Паразиты

Заглянув в унитаз и обнаружив белые фекалии, Анна бежит к врачу. Врач видит пожелтевшую кожу, проводит осмотр и убеждается: здесь ему нужен скальпель, чтобы избавиться от капсул. Потому что такого червя можно только вырезать, чтобы избежать дальнейших проблем. То, что для Анны и ее лечащего врача — успех, жестокий удар для ленточного червя. В конце концов, он ведь неумышленно попал в тело человека.

Божественная болезнь, или Шистосомоз

Болезнь Аа, или божественный недуг, — так ее называли древние египтяне. Одна из болезней, ответственность за которую возлагали на богов-демонов: Аа — ядовитые семена, которые, как предполагалось, ночью тайно проносил в тело страдающего инкуб. Сегодня мы знаем, что болезнь Аа — это бильхарзия. Эта инфекция была широко распространена в Египте, и ее действительно можно обнаружить в мумиях. Bilharzia попадает в организм не по ошибке, а по-честному, так как она паразитирует на человеке. Не волнуйтесь: вы не можете зара­зиться им, купаясь в Северном море или на Майорке. Этот паразит встречается только в более южных районах и в застойной пресной воде.

Но для примерно 250–300 млн инфицированных людей во всем мире шистосомоз по-прежнему остается не модным названием, а опасной реальностью, поскольку служит причиной около 200 тыс. смертей ежегодно. Жизненный цикл паразита настолько сложен, что остается только удивляться, как ему вообще удается создавать такие проблемы по всему миру.

Виновником является Schistosoma: она откладывает личинки в пресной воде при активной непроизвольной помощи маленьких улиток. Личинки, в свою очередь, превращаются в рыбоподобных паразитов, которые предпочитают вгрызаться в ноги маленьких детей, откуда мигрируют в кровоток, кишечник и печень, где размножаются. Это происходит примерно через шесть-восемь недель после заражения и в большом количестве: паразиты могут производить до 1000 яиц в день. Затем они гнездятся в кишечнике и мочевом пузыре. Поскольку это скорее нагноение, чем гнездование, иммунная система впервые становится по-настоящему активной, но уже слишком поздно: во время освободительного мочеиспускания — желательно в озеро — маленькие яйца, попавшие в воду, снова становятся доступными для улиток. И жизненный цикл начинается заново.

Первые симптомы сразу после заражения неспецифичны, но более поздние — кровь в стуле — довольно тревож­ны, так что правильная постановка диагноза вполне вероятна. Важно действовать быстро, чтобы защитить больного от развития хронического шистосомоза и как можно больше людей от заражения. Дегельминтик можно давать не только в случае заражения, но и в качестве профилактической меры. Смертельные случаи свидетельствуют не столько об опасности паразита, сколько показывают ограниченность системы здравоохранения во многих странах глобального Юга.

Чокнутый любитель кошек, или Токсоплазмоз

Кто бы мог подумать, что одним из самых опасных носи­телей паразитов среди людей является заботливая соседка с тремя милыми котятами? Но не только из-за любви к кошкам половина людей, живущих в Германии, хотя бы раз в жизни болели токсоплазмозом. Данное заболевание, вызываемое паразитом Toxoplasma gondii, не доставляет никаких проблем здоровым людям и небеременным женщинам.

В результате незаметно перенесенного заболевания у человека со временем вырабатывается иммунитет к кошачьим паразитам. Но как токсоплазмозу удается влиять на поведение людей? В экспериментах на животных ученые обнаружили, что паразит вызывает удивительные поведенческие изменения у зараженных мышей: жи­вотные теряли природный страх перед кошками. Их даже при­влекал запах кошек, и они практически бежали в пасть хищников. Еда сама приходила к котикам. Какой уди­вительный, ловко придуманный симбиоз между кошкой и паразитом. Интересно, происходит ли то же самое с людьми?

Обычно люди хорошо справляются с инфекцией. Лишь в редких случаях она может повлиять на работу мозга. Toxoplasma gondii иногда бывает причиной вспыльчивости, безрассудства и бреда. Об этом свидетельствуют различные исследования. Например, одна из работ датских ученых усматривает связь между инфекцией Toxoplasma gondii и шизофренией с бредом. Да, было обнаружено даже увеличение числа самоубийств среди инфицированных женщин. Кроме того, токсоплазмоз может быть опасен для лиц с ослабленным иммунитетом — например, для людей после химиотерапии, а также для беременных и новорожденных. Вы должны быть осторожны, когда гладите кошек, и лучше вам проверить своего котика на токсоплазмоз. При работе в саду перчатки помогают избежать контакта с заразными кошачьими фекалиями. Кроме того, в течение девяти месяцев желательно, чтобы беременная избегала уборки кошачьего лотка.

Как и многие другие паразиты, токсоплазмоз приобрел несколько форм развития, которые наилучшим образом выполняют его задачу по обеспечению выживания: активная форма, в которой он быстро размножается, спящая форма, в которой паразит остается незамеченным в течение длительного периода времени, и экологически стабильная стадия, в которой яйца терпеливо ждут, даже при неблагоприятных условиях, чтобы быть принятыми новым хозяином.

Между прочим, токсоплазмоз тесно связан с возбудителем малярии. Название наводит нас на след этого самого распространенного и самого смертоносного паразитарного заболевания в мире: Plasmodium.

Третья чума — малярия

Вы верите в Библию? Тогда мысль о малярии могла прийти вам в голову при чтении Книги Исход, где рассказывается о десяти библейских казнях. Третья из них — нападение роя комаров на людей и животных. Итак, библейские истории действительно являются историческими хрониками, но они были записаны спустя столетия или тысячелетия после событий. Они, конечно, не могут претендовать на то, что исторические события в них задокументированы адекватным с научной точки зрения образом. Необычные явления и катастрофы трактуются как работа могущественных божеств. Тем не менее вполне вероятно, что в таких рассказах фиксировалось то, что происходило на самом деле, например эпидемия малярии.

Сегодня, когда мы слышим о малярии, она ассоциируется у нас с тропиками, но знаете ли вы, что малярия существовала и в Европе? В болотах вокруг Рима и в других теплых и влажных местах болотная лихорадка, или малярия, имела все шансы на успех. Сегодня, когда европейские территории в основном освоены и являются сельскохозяйственными угодьями, это немыслимо. А возможно, и нет, потому что изменение климата заставляет ученых задуматься о том, не станут ли некоторые районы Европы вскоре вновь идеальными местами для размножения личинок комаров и паразита Plasmodium falciparum и его сородичей.

Между тем в мире в год насчитывается 200 млн случаев инфицирования малярией. Кроме того, считается, что множество случаев просто не зарегистрировано. Становится известно об около 1,5 млн смертей ежегодно. И даже в окрестностях аэропорта Франкфурта время от времени можно заразиться малярией, если комар удобно устроился на дальнем рейсе из Африки. К счастью, этих комаров совсем немного. Большинство больных малярией, которые проходят лечение в Германии, были инфицированы уже за границей.

Plasmodium falciparum — паразит, вызывающий наиболее распространенный тип заболевания, Malaria tropica, передается самками комаров Anopheles. Этих крупных тигровых комаров легко узнать по их полосатому тельцу. Малярия вызывает приступы лихорадки через нерегулярные промежутки времени, поэтому важно тщательно собрать историю болезни у заболевших. Всего лишь задав вопрос о пребывании в тропиках или субтропиках, лечащий врач на основании симптомов может выйти на след возбудителя. В случае приступов лихорадки после посещения малярийного региона, как правило, всегда подозревают малярию. Только когда в пробе крови под микроскопом по крайней мере трижды не были обнаружены возбудители малярии, приходится ставить другой диагноз.

 

Размножение плазмодия отвечает за приступы лихорадки: в случае укуса зараженный плазмодием комар сначала заносит через свою слюну мелкие личинки плазмодия в кожу, далее они проникают в капиллярную систему человека. Спороциты заражают клетки печени, а затем созревают в так называемые шизонты, которые растут до тех пор, пока клетка-хозяин не лопнет и не выпустит возбудитель в кровоток, где шизонты проникают в эритроцит и дозревают.

В результате этого процесса происходит то же самое: клетки крови лопаются и высвобождают шизонты. Существует угроза нарастающей потери красных кровяных телец, которая может стать опасной для жизни. Тут иммунная система активизируется, и в качестве защитной реакции возникает лихорадка. Одновременно с этим некоторые паразиты превращаются в женские и мужские гаметоциты, которые поглощаются комаром Anopheles из крови человека при укусе как раз во время их рандеву.

Сложность заключается в том, что шизонты практически невозможно обнаружить во время приступа лихорадки; на них надо напасть в кровеносных тельцах, то есть именно тогда, когда они не вызывают никаких симптомов. Только на этой стадии в капле крови, смешанной с водой, массы шизонтов становятся видимыми под микроскопом.

В то время как самой малярии не уделяют никакого внимания в немецких вузах, серповидно-клеточную анемию изучают для объяснения преимуществ фактически неблагоприятных генетических мутаций. Ведь серповидно-клеточная анемия не только приводит к так называемой анемии и, следовательно, к недостатку кислорода в крови, но в некоторой степени она предотвращает тяжелое протекание болотной лихорадки. Как именно это работает, точно неизвестно, но учебники подчеркивают данное селекционное преимущество и подтверждают, что некоторые плохие явления имеют и хорошие побочные эффекты.

Сегодня малярию легко предотвратить — это называется химио- или доконтактной профилактикой. Классическими методами профилактики в месте пребывания выступают москитная сетка или хороший спрей от комаров. Если человек все же заболел, на сегодняшний день существуют более подходящие лекарства, чем первоначально использовавшаяся кора цинхоны. Содержащийся в ней хинин эффективен против патогенных микроорганизмов. Находясь в эритроцитах, возбу­дители малярии получают энергию за счет распада красного гемоглобина. В результате образуется токсичный продукт распада, который быстро перерабатывается в нетоксичную форму. Хинин подавляет перерождение токсичного вещества, и внезапно выработанная возбудителем энергия становится смертельно опасной для него самого. Но поскольку на вкус экстракт ужасно горький, английские колонисты придумали растворять активный ингредиент в газированной воде и смешивать его с джином. Так возник джин-тоник, который в то время содержал довольно много хинина в целях профилактики малярии, и его ежедневно принимали в колониальных вой­сках. Прежде чем вы повторите этот опыт: в современных тонизирующих напитках есть ограничение по содержанию хинина, что делает освежающий напиток безопасным почти для всех, и поверьте мне, вы не выпьете столько джина с тоником, чтобы заставить комара Anopheles обходить вас стороной.

Опасность малярии заставляет многих ученых думать о возможном истреблении комаров или, по крайней мере, о том, как предотвратить заражение. Если сначала они рассматривали вариант борьбы с кусачим насекомым с помощью спорного инсектицида ДДТ, то сегодня они думают о выведении генетически модифицированных комаров, которые больше не смогут быть переносчиками болезни. Сложный этический вопрос, поскольку долгосрочные последствия такого вмешательства, конечно, неизвестны. Однако угроза кажется достаточной, чтобы смириться с неопределенностью.

Параллельно ученые пытаются создать вакцину — вот это настоящее испытание. Есть вакцины, которые показали хорошие результаты. Основная загвоздка при создании вакцин: необходимо выделить плазмодий в чистом виде, чтобы вводить его людям в малых дозах для выработки иммунного ответа и иммунной памяти. Этого уже достигли, но до сих пор полномасштабная вакцинация от малярии существует только в отдаленной перспективе.

НАСЛАЖДАТЬСЯ С ОСТОРОЖНОСТЬЮ, ИЛИ ГРИБКИ

При рассмотрении грибков под микроскопом открывается живописная картина: словно посыпанные сахарной пудрой цветочные поляны, пышные зеленые водоросли, ветерок, несущий пыльцу, похожую на звезды, связки апельсинов. Однако красота эта смертельно опасна.

Из всех групп патогенных микроорганизмов грибы больше всех похожи на живые организмы, совсем как растения и животные. Они относятся к эукариотам, то есть имеют клеточное ядро и клеточную мембрану. Их мембрана содержит эргостерин, который примерно эквивалентен холестерину в клетках человека. Да, холестерин не всенепременно вреден, а даже жизненно необходим. Он присутствует во всех мембранах. Из-за небольших, но значимых различий между холестерином и эргостерином последний предоставляет большие возможности: с ним можно бороться с помощью препаратов, которые не могут нанести вред холестерину. Подобно тому как грибы отличаются друг от друга по цвету, они также бывают разных форм. Выделяют три основные группы — дрожжи, плесень и дерматофиты.

Если грибок прикрепляется к коже или слизистой оболочке, это обычно не влечет за собой больших проблем. Поверхностные грибковые инфекции обычно легко поддаются лечению. Как бы то ни было, на нашей коже и в нашем кишечнике естественным образом присутствуют грибки. Правда, доза и место имеют значение. Если грибок проникает с кожи в более глубокие ткани, то есть поражает всю систему, грибковое заболевание может стать смертельно опасным. Особенно если иммунная система не функционирует должным образом.

Вторжение удается, когда первый защитный батальон, поверхностные колонии бактерий, терпит неудачу и не может отбить атаку грибка. Наше счастье, что бактерии хороши в этом деле. Однако их сила ограничена, если иммунная система ослаблена. И в случае приема антибиотика проблем не избежать. Это связано с тем, что данный препарат действует не только против опасных патогенов, но зачастую, не будучи особо разборчивым, уничтожает все бактерии, присутствующие в организме и на теле, — как хорошие, так и плохие.

Не только для выпечки, или Дрожжи

Дрожжи Candida albicans на самом деле являются безобидными соседями на теле и в организме человека. У большинства из нас этот грибок обитает на коже и слизистых оболочках — предпочтительно там, куда не попадает солнечный свет, где тепло, влажно и уютно. Кандида чувствует себя в таких местах как дома, а если ее становится слишком много, появляются покраснение кожи и гнойнички, перхоть или беловатый налет. Все это признаки того, что естественная бактериальная флора кожи нарушена и что обычно слегка кислая кожная среда изменилась. Мы не знаем, с чем именно это связано. Возможно, тому благоприятствует сам климат кожи, ослабление защитных сил организма, стресс, прием некоторых лекарств и гормональные изменения. Соответственно, бороться с Candida albicans помогают противоположные меры, то есть в первую очередь нужны сухость, прохлада и свет — при необходимости в сочетании с так называемыми антимикотиками, то есть фунгицидными, или противогрибковыми, препаратами.

Мы все знаем дрожжи — правда, в иной ипостаси. Но эти дрожжи — не те грибки, которые очень полезны на кухне, будь то в качестве разрыхлителя или закваски. У Candida albicans есть одна общая черта с кулинарными дрожжами: все они преобразуют сахар в продукты распада, поэтому диабетики с высоким уровнем сахара в крови особенно подвержены риску грибковой атаки.

Проклятие фараона, или Плесень

Возможно, вы никогда не слышали об Aspergillus, распространенной плесени, но наверняка слышали о проклятии фараона. Этот вид плесени приобрел всемирную известность после обнаружения в 1922 году гробницы царя Тута в Долине царей близ Луксора в Египте. Когда британский египтолог Говард Картер вскрыл небольшое отверстие, чтобы взглянуть на невообразимые сокровища внутри гробницы, это не только стало поводом для увлечения Древним Египтом, но и породило слухи о смертельном проклятии. Ведь совсем скоро после этого события умер финансист раскопок лорд Карнарвон. Хотя проклятию понадобилось десять лет, чтобы загнать в гроб еще шесть человек из 26 присутствовавших при вскрытии гробницы — а Картера среди них даже не было, — легенда о проклятии уже родилась. Она, в свою очередь, также привлекла на место происшествия патологоанатомов, которые попытались найти научное объяснение смертям. И Aspergillus сыграл в этом заметную роль.

Широко известно, что плесень может вызывать заболевания. Не проходит и года, чтобы людей не предупреждали об опасности появления плесени на продуктах питания, в жилых помещениях и других плохо проветриваемых, влажных местах. Однако заболевание вызывает не сама плесень, а продукты ее метаболизма — грибковые токсины. Покончим наконец с возникшей путаницей: не каждый грибковый токсин действительно вреден. Достаточно вспомнить, что самым важным природным антибиотиком является пенициллин — вещество, вырабатываемое плесенью Penicillium notatum.

Вернемся к более неприятным представителям этого класса. Заглянув в некоторые пакеты с хлебом, мы легко узнаем Aspergillus fumigatus, дымчатую зелено-голубую пищевую плесень. Она образует хорошо видимые ковры и настолько характерно изменяет вкус и внешний вид многих продуктов питания, что людей не надо долго убеждать воздерживаться от их употребления. Если плесень не заметить, ничего страшного не произойдет, поскольку токсины, возникающие при ее образовании, вряд ли так уж опасны. Тем не менее заплесневевшие продукты следует утилизировать.

Aspergillus fumigatus постоянно присутствует в окружающем воздухе. Только у пациентов со сниженным иммунитетом частные встречи с ним могут привести к его проникновению в организм с часто фатальными последствиями.

Aspergillus niger, черная плесень, гораздо опаснее пищевой. Часто она остается незамеченной, прячась за отопительными приборами и мебелью, в скрытых углах комнат или под обоями. Защищенные таким образом от нападения грибки постоянно производят грибковые токсины, которые могут вызвать у людей различные болезни. В частности, респираторные заболевания чаще встречаются у людей, подвергшихся их негативному воздействию. Поскольку эти плесени особенно распространены в плохо проветриваемых помещениях, для борьбы с Aspergillus niger необходимо улучшить микроклимат в помещении.

Aspergillus flavus также потенциально опасная плесень. Она производит афлатоксин, который может вызвать рак. Под микроскопом этот часто встречающийся в природе грибок выглядит как крошечный одуванчик. Подобно своему цветочному собрату, он размножается с помощью мелких спор, которые переносятся на дальние расстояния с движущимся воздухом. Желтый грибок особенно любит семена, содержащие жир и крахмал — зерновые, сушеную кукурузу, арахис или фисташки, — откуда он и попадает в организм. Его канцерогенное действие приводит к раку печени у ослабленных пациентов, но может иметь и другие смертельные последствия.

Вонючие ноги, или Грибок стопы

Снова наступил сезон крытых бассейнов, где завсегдатаем является… Именно — грибок стопы. Сначала это просто неприятный зуд и покраснение между пальцами ног. Потом могут образоваться небольшие волдыри или беловатые мягкие кожные пластинки. Грибок стопы вызывают дерматофиты — кожные грибки. Одним из самых известных является Trichophyton rubrum. Под микроскопом он выглядит вполне безобидно: удлиненные нити отдельных сегментов напоминают земляного червя. При благоприятных условиях эта структура увеличивается в размерах и выступает на коже покраснением из-за поражения рогового слоя кожи.

Трихофитон любит тепло и влажность. Между пальцами ног — вот его идеальная среда обитания. Вряд ли кому-то удастся ускользнуть от возбудителя, поскольку контакт возможен на любых поверхностях. Даже ванночка для дезинфекции ног в бассейне мало поможет, потому что грибок, зацепившись, крепко держится на поверхности кожи и легко справляется даже с неблагоприятными условиями окружающей среды. Ноги спасет только одно — пустынный климат. Парадоксально, но те, кто ходит босиком, имеют преимущество, хотя вероятность контакта с грибком у них выше. С другой стороны, подростки, любящие носить кроссовки в разгар лета, создают на своих стопах идеальную питательную среду. Особенно же тяжело приходится диабетикам: их болезнь способствует повреждению кожи. Страдающие избыточным весом чаще потеют, кроме того, кровообращение в их конечностях плохое, а защитные силы организма ослаблены. Именно поэтому посещение подолога для них особенно важно — ведь только так можно распознать и правильно лечить грибок ногтей.

ГЛАВА 4

ИММУНОДЕФИЦИТЫ

Как это часто бывает, вы замечаете, насколько что-то важно в жизни, только когда этого не хватает. С иммунной системой дело обстоит так же: иммунодефициты показывают, что это оркестр, в котором каждый — действительно каждый! — игрок жизненно важен. В случае иммунодефицита нарушается работа отдельных частей или даже всей иммунной системы организма, что иногда приводит к значительным или даже смертельным последствиям. Однако большинство из более чем 350 известных иммунодефицитов плохо изучены. Хотя симптомы, а зачастую и генетическая локализация этих заболеваний точно известны, причина их возникновения не установлена, а значит, отсутствует и соответствующее противо­ядие. Связано это с тем, что большинство иммунодефицитов поражает очень небольшое количество людей. Эти так называемые редкие заболевания практически не имеют исследовательского лобби.

ПОД КОЛПАКОМ, ИЛИ КОГДА НЕТ ЗАЩИТЫ

Представьте, что у вас вообще нет иммунной системы. При всех поджидающих нас снаружи опасностях это было бы трудно совместимо с жизнью, но иногда все же возможно. Лишь в редких случаях дефект иммунной системы становится известен широкой общественности.

Исключением является заболевание SCID — тяжелый комбинированный иммунодефицит. Этот комплексный иммунодефицит, который поражает только мальчиков, привлек к себе повышенное внимание благодаря фильму 1976 года «Под колпаком» с Джоном Траволтой. В фильме показана история Дэвида Веттера, мальчика 1971 года рождения, который прожил всего 13 лет, причем вынужден был провести всю свою недолгую жизнь в изоляционном костюме, потому что у него не было иммунной системы. Когда в 1983 году появились первые возможности для лечения и Дэвиду пересадили костный мозг от его сестры, он заразился вирусом Эпстайна–Барр, который не был обнаружен в донорской крови и не представляет опасности для большинства людей, но против которого организм мальчика не смог защититься. Конечно, в фильме этого уже не было. Фильм заставил зрителя поверить, что можно вырасти привлекательным, популярным молодым человеком, несмотря на такую серьезную болезнь. Реальность же была слишком безнадежной: на самом деле Дэвиду было невыносимо тяжело пребывать в изоляции, и, только умирая, он смог обнять и поцеловать родителей, вдохнуть глоток воздуха и осознать, как много есть всего на свете.

Иммунодефицит не всегда настолько серьезно влияет на жизнь больного, но это всегда системная проблема, решить которую долгое время не могли. Однако в последние годы возможности лечения нарушения расширились, и, в частности, перспективным подходом представляется генная терапия.

В основном иммунодефициты могут затрагивать либо только одно звено иммунной системы, либо оба. В параграфе о близнецах или звездах ниндзя мы уже проводили различие между клеточным и гуморальным иммунным ответом. Соответственно, существуют иммунные дефекты, при которых определенные иммунные клетки не работают или работают несогласованно. Другие дефекты препятствуют образованию антител. Лечение стволовыми клетками, постоянное введение иммуноглобулина и дополнительное длительное лечение антибиотиками — вот три из возможных направлений терапии. Кроме того, применяют уже упомянутую генную терапию.

Современная генная терапия гораздо более точна, чем ее предшественницы. Используются точно работающие генные ножницы. Например, гемопоэтические стволовые клетки могут быть удалены сразу после рождения в случае, если уже известно об иммунном дефекте, а части исправной иммунной системы могут быть помещены точно в поврежденные гены с помощью векторов. Метод CRISPR/CAS — это совершенно новый подход, разработчики которого Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна были удостоены Нобелевской премии по химии в 2020 году.

Для того чтобы достичь всего этого, был пройден долгий путь. Молекулярная биология давно стремится понять функцию того или иного гена. В течение многих лет единственным способом узнать генные секреты было внесение небольшого изменения (мутации) в ген. Затем смотрели, что будет дальше. С одной стороны, слишком сложно, с другой — не очень точно, поскольку не всегда было известно, что именно вызывает мутация. Новый метод решил эту проблему, поскольку два биохимика сделали правильные выводы из знаний о белке под названием CAS9. Они поняли, что он способен разрезать и изменять ДНК в любом месте.

Захватывающие перспективы, которые решают одну этическую проблему, но создают новую. Очевидно, что персонализированная медицина, то есть индивидуальное лечение, — ключ к успеху. Обнадеживающая перспектива для страдающих от иммунодефицитов. Никто больше не будет жить годами под колпаком. Однако генетические ножницы ставят вопрос об этичности их применения. Ведь они не только режут с целью вылечить, но и могут быть использованы для оптимизации или дизайна человека.

ПОСТОРОННИМ ВХОД ВОСПРЕЩЕН, ИЛИ ПРИОБРЕТЕННЫЕ ИММУНОДЕФИЦИТЫ

Помимо врожденных иммунодефицитов, существуют также приобретенные. Первые всегда генетически обусловлены; у вторых генетическая предрасположенность играет по крайней мере второстепенную роль. К таковым относится, например, ВИЧ-инфекция, а также некоторые виды рака или намеренно вызванная иммунная недостаточность в связи с трансплантацией органов.

При инфицировании вирусом ВИЧ Т-клетки CD4⁺ разрушаются. В результате часть клеточного звена иммунной системы перестает функционировать должным образом. Возникает свое­образный эффект домино. Так инфекции, которые на самом деле безвредны, становятся опасными. Поскольку с 1980-х годов СПИД поразил многих людей, были проведены обширные исследования в этой области. Благодаря им иммунологи также получили ответы на вопросы о других дефектах Т-лимфоцитов и узнали больше о функционировании иммунной системы в целом.

Существуют такие виды рака, которые поражают именно иммунную систему. Лейкемия — это рак крови, ведь многие клетки иммунной системы относятся к лейкоцитам — важнейшему компоненту крови человека. Заболевание назвали лейкемией, потому что кровь становится беловатой: в ней увеличивается количество лейкоцитов, белых кровяных телец. Это целая группа клеток, включая Т- и В-лейкоциты.

Пример В-клеточного лейкоза может быть использован для наглядного объяснения течения болезни. Мы помним задачу В-клеток. Они отвечают за образование антител. Для того чтобы антитела были специфичными и высокоэффективными, организм должен постоянно допускать небольшие мутации в В-клетках. Так что В-лейкоциты являются хозяевами санкционированных изменений. Организм идет на компромисс: чтобы иметь возможность как можно точнее идентифицировать опасные чужеродные структуры, он позволяет В-клеткам сохранять мутировавшие структуры и вырабатывать соответствующие антитела. Даже если изменение приобретает патологический характер, организм еще долгое время считает, что В-лейкоциты просто выполняют свою работу — немного маскируются то тут, то там, чтобы быть полезными.

Тем временем, однако, при В-клеточным лейкозе уже давно происходит нечто другое: В-лейкоциты размножаются бесконтрольно — часто даже у детей. Тонкий баланс состава крови нарушается. В конце концов многочисленные В-клетки занимают место других лейкоцитов, начинает не хватать зрелых эритроцитов и тромбоцитов. У больных появляется склонность к кровотечениям — ведь в крови нет тромбоцитов, которые отвечают за ее свертываемость, повышается утомляемость. Организм в целом очень ослаблен из-за потребления большого количества энергии, в которой нуждаются В-клетки. Проблема в том, что патологичные В-лейкоциты клонируют сами себя и каждая из клеток несет разрушительную дезинформацию о том, что можно бесконтрольно размножаться. Генные ножницы и здесь являются многообещающим методом лечения, но сочетание интенсивной химиотерапии, возможно, облучения и пересадки костного мозга со здоровыми стволовыми клетками по-прежнему является стандартом. Это может спасти жизнь, но имеет множество неприятных побочных эффектов.

КОСМА И ДАМИАН, ИЛИ ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Более десяти лет после того, как я съехал из нашей студенческой коммуналки, я проработал в университетской больнице в Эссене. Недооцененный милый городок в центре Рурского региона. Может быть, не самый красивый, но, несмотря ни на что, в нем есть очарование. Его святые покровители — Косма и Дамиан. Всякий раз, когда я прогуливался по городу, я встречал их — чаще всего у ратуши.

Зачем я вам это рассказываю? Потому что эти две фигуры имеют много общего с иммунной системой, если верить легенде. Предположительно, Косма и Дамиан были врачами, жившими во времена императора Диоклетиана — римского правителя на рубеже III и IV веков. Согласно одному из популярных их жизнеописаний, они провели первую в истории трансплантацию. Легенда гласит: в сопровождении ангелов они ампутировали изодранную укусами животного ногу спящего больного и пришили здоровую, которую Дамиан позаимствовал у только что умершего человека. Если эта история правдива, то маловероятно, что страдалец выжил после процедуры, но идея была новаторской. Настолько, что их черепа с 1413 года хранятся как реликвии в венском соборе Святого Стефана, а Косма и Дамиан являются не только городскими святыми Эссена, но и покровителями венского медицинского факультета.

Когда людям требуется новый орган или новая ткань, иммунологи нужны не меньше хирургов. Вы уже знаете, что иммунная система специализируется на распознавании потенциально опасных инородных структур и защите организма от них. Именно эта жизненно важная функция делает трансплантацию такой сложной. Т-клетки и антитела безжалостно отторгают ткани другого человека — если только тот не окажется нашим генетическим близнецом. В основном это связано с уже описанными ранее тканевыми факторами, HLA.

Вот почему врачи прибегают к различным ухищрениям, чтобы осуществить-таки трансплантацию. Во-первых, они разрабатывают искусственные заменители —имплантаты, которые уже не считаются трансплантатами в строгом смысле слова. Еще одна альтернатива — аутогенная трансплантация, то есть использование собственных тканей из других областей тела. Или однояйцевой близнец, который генетически идентичен и может стать донором органа. Однако очень немногим людям повезло иметь такую возможность. Чаще всего — и это четвертый вариант — ищут донора с максимально схожими генетическими характеристиками.

Зная о системе групп крови и молекулах HLA из предыдущих глав, можно догадаться, насколько этот процесс, который всегда начинается с ближайших родственников, похож на поиск иголки в стоге сена. Невообразимое количество возможных комбинаций почти всегда превращает подбор подходящего донора органов в компромисс. В большинстве случаев возможно лишь приближение к идеалу, а решение предполагает добрую волю каждого из вас. В центрах доноров собирают основные данные о добровольцах и при необходимости подыскивают подходящего донора.

Даже если эти поиски увенчаются успехом, иммунная система реципиента должна быть ослаблена. По-другому это называют подавлением. Как следствие, появляется иммунная недостаточность, то есть недостаточная функция иммунной системы. Дело в том, что иммунодепрессанты не являются специфическими препаратами. Они не способны предотвратить только реакцию отторжения чужеродного органа, а подавляют всю иммунную систему. Вот почему такая необходимость всегда представляет собой балансирование между «как предотвратить отторжение?» и «как одновременно защитить организм от бактерий, вирусов, грибков и паразитов?». Все должно быть тщательно продумано. Сразу после трансплантации важно предотвратить острую защитную реакцию, поэтому иммунную систему сильно подавляют. Со временем можно медленно уменьшить это искусственное ослабление.

При пересадке стволовых клеток существует еще одна опасность. Возможны реакции отторжения не только со стороны получателя органа, но и со стороны донорского материала. В этом случае автономные иммунные клетки донора обращаются против реципиента. Т-лимфоциты содержатся в трансплантате и обычно привыкают к новой среде. Однако иногда они не могут справиться с чужой средой и начинают оборонительный бой. Все это называют реакцией «трансплантат против хозяина». Это может сделать пересадку стволовых клеток, которая на самом деле является многообещающей с точки зрения общих характеристик тканей, чрезвычайно опасной и требующей дополнительного лечения. В конечном счете для того, чтобы справиться со всеми иммунологическими побочными эффектами, важно оценить, насколько серьезны предшествующие заболевания, приведшие к пересадке. В противном случае игра не стоит свеч.

ГЛАВА 5

ИЗБЫТОЧНЫЙ ИММУНИТЕТ

После всех этих рассказов о действительно серьезных болезнях следующая тема казалась более терпимой, если бы я вовремя не вспомнил, как каждую весну выглядел Маркус. Это было единственное время в году, когда я действительно мог понять, почему он нос не кажет из своей комнаты. Маркус был полноценным аллергиком, реагировал на пыльцу, которая на два месяца превращала его в чудище с налитыми кровью глазами, текущим носом и гнусавым голосом.

АПЧХИ! ИЛИ АЛЛЕРГИЯ

Приходит май, а с ним и аллергия! Все так красиво цветет, солнышко светит, и… все чешется. Это испытание длится несколько месяцев. Сопли текут ручьями, или заложен нос, глаза красные, водянистые, их жжет, иногда слизистая оболочка носа и веки опухают. Веселье заканчивается, когда страдалец вообще больше не может дышать. Облегчение наступает с дождем. Речь идет об одной из самых распространенных аллергий — аллергии на пыльцу, также известной как сенная лихорадка или аллергический ринит. Этот термин настолько же уместен, насколько и вводит в заблуждение, поскольку далеко не только сено вызывает шмыганье носом в качестве основной реакции.

При аллергии иммунная система перегибает палку и выступает против того, что ее вообще не должно волновать. Существуют четыре типа аллергии: когда вырабатывается слишком много антител (тип I); когда антигены прилипают к клеткам организма и заставляют организм атаковать себя антителами (тип II); когда антиген и антитело, соединенные друг с другом, оседают в кровеносных сосудах и вызывают воспалительную реакцию (тип III); когда Т-лимфоциты активны сверх меры (тип IV).

Пыльца и сотоварищи, или Аллергия I типа

То, что мы обычно понимаем под аллергией, — это тип I, наиболее распространенный. Миллионы немцев страдают от воспаления, в основном в слизистой оболочке бронхов, вызванного вдыхаемой пыльцой. Больной вдыхает пыльцу и внезапно реагирует на нее, хотя на самом деле он не должен этого делать. Происходит сбой в реакции антител IgE. Они привязываются к тому, что вообще не вызывает болезни. Затем иммуноглобулин Е быстро связывается с тучной клеткой с большим количеством гистамина. На самом деле гистамин — отличное вещество для иммунной защиты, поскольку он стимулирует выработку желудочной кислоты, ускоряет перистальтику кишечника и, кроме того, стимулирует приток крови к пораженной ткани, а значит, больше иммунных клеток достигает места происшествия.

Одним словом, гистамин делает все для того, чтобы человек быстро избавился от незваного гостя. Становятся понятны неприятные побочные эффекты — зуд и боль, заложенность носа, сужение бронхов. Плохо только, когда гистамин активизируется, хотя за дверью никого чужака нет, а — что совершенно нормально для определенного времени года — в воздухе летает пыльца. Если у вас такой гипернервный вышибала, легко может развиться аллергическая астма, что не только неприятно, но и опасно, если интенсивность реакции на пыльцу достаточно высока. Т-лимфоцитов, которые обычно ограничивают активность IgE до разумного предела, нет на месте, или они неактивны.

Помимо лекарственных средств, существует множество «домашних средств» против аллергии I типа. Только вы сами можете решить, приемлемы ли они конкретно для вас. Следующие меры могут оказаться полезными: как можно реже покидайте дом во время пика сезона «вашей» пыльцы, особенно в ветреные дни. На улице носите солнцезащитные очки. Если аллергическая реакция выражена очень ярко, примите душ по приходе домой, промойте глаза водой и даже смените одежду при необходимости. Держите окна закрытыми в машине и дома, а в машине используйте кондиционер. В идеале ваш отпуск должен проходить в малопыльцевой местности в период цветения — на море или в высокогорье. А если вы занимаетесь садоводством, выбирайте растения, которые не вызывают у вас аллергии. И последнее, но не менее важное: стрижка газона — плохая идея.

Переливание крови, или Аллергия II типа

Вы когда-нибудь слышали о перекрестном сопоставлении? К счастью, это делается сегодня перед переливанием крови. В прошлом переливание крови было похоже на игру в лотерею — выигрыш случался редко. Первое известное «переливание крови» в июле 1492 года оказалось роковым. В то время трое десятилетних детей сдали кровь для умирающего папы римского. Иннокентий VIII был при смерти. «Переливание крови» решили сделать по совету врачей — надеялись, что папа таким образом омолодится. Выражение «переливание крови» в данном случае намеренно поставлено в кавычки, потому что папа кровь выпил. Трое детей не выжили после эксперимента из-за большого количества взятой у них крови. Папа все так же болел, а через некоторое время тоже умер.

Даже привычное нам переливание крови долгое время оставалось смертельным, ведь введение неподходящей группы крови губительно. Это вызывает аллергию II типа — цитотоксическую реакцию. Одно только название вскрывает проблему: организм направляет яд (токсин) иногда даже против родных клеток пациента. Яд называют цитотоксическим. Что происходит при переливании крови? У каждого из нас есть своя кровь с очень специфическими характеристиками. Некоторые группы крови настолько специфичны, что встреча с другим типом крови приведет к ее разрушению.

Мысль не так уж стара: только в начале XX века австрийский врач Карл Ландштайнер пришел к ней. Он заметил, что кровь разных людей слипается, когда ее соединяют, но это происходит не всегда. Ландштайнер не счел это совпадением. В ходе многочисленных экспериментов он и его помощники выяснили, что групп крови должно быть четыре. Через несколько лет они получили обозначения A, B, AB и 0. Они указывают, какие антигены находятся на поверхности клеток крови. Для группы крови А это одноименный антиген А, у В и АВ аналогичная ситуация. Только те, у кого группа крови 0, не имеют антигенов на своей поверхности. Поскольку всегда образуются антитела против тех антигенов, которых у них самих нет, это означает, что человек с группой крови А образует антитела против В — и, по логике, также против АВ. Примерно 40% людей в Германии с группой крови 0 образуют антитела против обоих антигенов. Однако сами они не имеют антигенов, которые могли бы привести к аллергической реакции у реципиента в случае пересадки. За это новаторство Ландштайнер получил Нобелевскую премию по медицине в 1930 году.

Это еще был не конец его исследований. Позже вместе с другим ученым, Александром Велером, Ландштайнер разработал вторую систему групп крови: резус-факторы. Их название напоминает нам об экспериментальных животных — макаках-резусах, которых использовали, чтобы установить, что резус-положительная и резус-отрицательная кровь не должны смешиваться. У людей с отрицательным резус-фактором иммунная система распознает чужеродный фактор при введении резус-положительной крови, что могло бы произойти при переливании крови, но, что более важно, это может произойти и естественным путем. Во время рождения ребенка небольшое количество крови матери и ребенка смешивается, поэтому ребенок с положительным резус-фактором вызывает образование антител у матери с отрицательным резусом. Начиная со второй беременности, это становится опасным, потому что теперь антитела в организме матери настроены с самого начала беременности избавиться от эмбриона, который будет распознан, так сказать, как чужеродное тело.

К счастью, сегодня существует простая медикаментозная возможность предотвратить такое образование антител. Поскольку мы знаем об этих двух важнейших системах групп крови, беременных, доноров крови, а также реципиентов крови обследуют на предмет их групповых характеристик, чтобы при необходимости правильно отреагировать и предотвратить аллергию II типа.

Кстати, по последним данным, теперь понятно, почему существуют некоторые особо востребованные доноры крови. Тот, у кого группа крови 0 с отрицательным резус-фактором, никогда не вызовет защитной реакции у других людей при контакте с его кровью. А для тех, у кого группа крови АВ отрицательная, никогда не иссякнут запасы крови, потому что они могут принимать цельную кровь всех возможных комбинаций18.

Крестьянское легкое и сывороточная болезнь, или Аллергия III типа

Работа в поле полезна для здоровья во многих отношениях: пребывание на чистом, свежем воздухе, непосредственный контакт с природой, физическая тренировка. Однако существует риск профессиональных заболеваний, особенно так называемого «крестьянского легкого». Его вызывают крошечные плесени — аспергиллы, с которыми вы уже знакомы. Эти грибки представляют собой снующие антигены, которые связываются со свободно плавающими антителами и приводят к воспалительной реакции в альвеолах. При острой форме заболевания вылечиться реально, но при хронической форме необходимо избегать встречи с аллергеном любой ценой. Единственное, что помогает, — средства защиты органов дыхания, а в худшем случае только смена про­фессии.

Аллергия III типа также возникает как отсроченная реакция на сыворотку. Довольно редкие в наших широтах, такие аллергии взрывоопасны в регионах, где жизненно важны противоядия от укусов змей, пауков, скорпионов и других опасных животных. Эта так называемая сывороточная болезнь представляет собой гиперчувствительную реакцию замедленного типа на антитоксин, столь необходимый пациенту при укусе.

Чтобы понять эту редкую реакцию, нужно в первую очередь узнать, что такое антитоксины. И где это лучше сделать, как не в знаменитом Институте Бутантана в Сан-Паулу. Антитоксины там производят в основном для борьбы со змеиными укусами. Для этих целей институт содержит крупнейшую в мире ферму по разведению лошадей, используемых в медицинских целях. Там лошадей намеренно сводят с ядовитыми змеями, те кусают их и таким образом стимулируют выработку антитоксинов — антител — против яда змеи. Затем эти антитоксины получают путем забора крови, очищают и вводят людям после змеиного укуса. В редких случаях иммунная система сопротивляется сыворотке, поскольку, несмотря на очистку, распознает в ней элементы животного происхождения. Укус змеи к тому времени уже давно «обезврежен», но так называемая 14-дневная болезнь, как еще называют гиперчувствительность к сыворотке, вызывает, например, повышение температуры, сыпь и боль в суставах, которые проходят спустя некоторое время.

Она приходит поздно, но приходит, или Аллергия IV типа

Тип IV, который также называют поздним, опасный. Название «поздний» означает, что для начала аллергической реакции может потребоваться несколько дней. Типичны контактные аллергии на определенные вещества, реакции на лекарства (например, пенициллин) или уже описанная запоздалая реакция на трансплантацию. Некоторые из этих аллергий развиваются не только в течение нескольких дней, но и в течение многих лет. Иммунные клетки — точнее, Т-хелперы и естественные клетки-киллеры — постепенно активируются. Иммунные клетки привлекают фагоциты и одновременно задействуют лимфокины, вызывающие воспаление. Аллерген фактически устраняется, но возникает более или менее тяжелая сопутствующая реакция, которая проявляется в виде крапивницы — кожной сыпи с отеком, зуда и, возможно, даже одышки.

Однако, в отличие от других видов аллергии, здесь не задействованы иммуноглобулины, а имеет место клеточный иммунный ответ, при котором клетки обращаются к библиотеке в тимусе, где хранятся образцы, к которым выработана толерантность или чувствительность, чтобы противостоять потенциальной опасности. При этом иной раз совершается ну слишком много добра.

Все чувствительнее, или Нашествие аллергий

Почему в последнее время количество случаев аллергий растет? За последние 20 лет есть достаточно точные данные, подтверждающие данный факт. Причины остаются в тени, зато много места для спекуляций, а также для некоторых заумных теорий. Как ученый, я приверженец доказательной медицины, поэтому я не верю, например, в то, что деревья, испытывая стресс, выбрасывают больше пыльцы, и поэтому все больше людей страдают сенной лихорадкой. Точно так же я пока не видел убедительных доказательств того, что вакцинация или лекарства вызывают подобную чувствительность.

Во-первых, высокий уровень гигиены гарантирует, что люди, особенно в индустриально развитых странах, вступают в контакт с гораздо меньшим количеством аллергенов. Это может быть связано с дезинфицирующими, чистящими средствами, стерильной пищей или проживанием в помещениях с меньшим количеством аллергенов, поэтому организм, вероятно, хуже подготовлен к встрече с ними. Иммунная система все ждет и ждет. Она находится в постоянной боевой готовности и подозревает врага за каждой пылинкой.

Вторая теория ссылается на загрязнение окружающей среды как возможный триггер аллергии. Гаптены, или, проще говоря, небольшие частицы, которые могут прикрепляться к белку, сами по себе не способны вызвать иммунную реакцию, но когда они захватывают эндогенный белок-носитель, то сами становятся настоящим антигеном, за которым потом охотится организм. Теперь вы, вероятно, спрашиваете себя: почему организм атакует свой собственный белок? Предполагается, что это происходит потому, что гаптен изменяет этот белок таким образом, что организм больше не распознает его как знакомый.

Третий тезис пришел из Японии, где уже исторически сложилось, что самопожертвование ради благой цели является желанным способом получения знаний. В 2001 году один японский ученый рассказал, что обзавелся ленточным червем, чтобы вылечить сенную лихорадку. Он хотел показать, что заражение червями защищает от аллергии. Звучит безумно? Нет, потому что происходит вот что: как выяснили английские ученые, кишечные черви обманывают иммунную систему. Они заставляют ее вырабатывать регуляторные Т-клетки. Те, как вы уже знаете из предыдущих глав, призваны немного успокоить иммунную систему и предотвратить мобилизацию всей армии иммунных клеток. Эти клетки теперь не только активны в месте жизнедеятельности червей, но и, по-видимому, оказывают аллергопротекторное действие на весь организм. Будет интересно посмотреть, что откроют дальнейшие исследования для понимания динамики, а следовательно, и лечения аллергии.

Внимание, аллергены! Или профилактика аллергии

Лучшее, что вы можете сделать при аллергии, — это избегать аллергена. Звучит банально, но отнюдь не тривиально. Всем известно, что чем чаще и больше вы подвергаетесь воздействию аллергена, тем сильнее становится иммунная реакция. Избежать столкновения часто бывает нелегко при наличии аллергенов в окружающей среде. Возможно, вы сможете избегать моллюсков или заранее проверить донора крови, но держать в узде домашнюю пыль, пыльцу или шерсть животных гораздо сложнее. Это влечет за собой больше неприятных аллергических реакций, потому что иммунная система не в курсе, что пора бы перестать быть такой неженкой. В случае гуморального иммунного ответа при аллергии I типа иммунная система продолжает вырабатывать иммуноглобулины, количество тучных клеток и выработка ими гистамина растут.

Если аллерген невозможно устранить, единственным решением часто является медикаментозное лечение. Однако действие препаратов направлено не против самого аллергена, а только подавляет симптомы. Спектр лекарств варьирует от назальных спреев, восстанавливающих дыхание, до глазных капель, уменьшающих зуд, отек и слезотечение, и антигистаминных препаратов. Предпочтение преимущественно отдается последним. Как следует из названия, они действуют против гистамина. Однако они не связывают его сами, а блокируют гистаминовые рецепторы. Это означает, что гистамин все еще присутствует, но не вызывает симптомы. Как это часто бывает, свет есть там, где есть тень: блокировка этих рецепторов в мозге, где гистамин играет решающую роль в регуляции стимулов, может вызывать повышенную усталость.

В случае аллергической астмы вместо антигистаминных препаратов часто назначают препараты кортизона. Кортизон — вещество, которое естественным образом вырабатывается в организме и оказывает противовоспалительное действие. Его также можно изготовить синтетическим путем и затем вдыхать, чтобы остановить воспаление альвеол.

Поскольку большинство аллергиков хотят избавиться от своей аллергии (аллергий), они часто возлагают большие надежды на терапию гипосенсибилизации. Идея заключается в следующем: добиться привыкания, вводя небольшие дозы аллергена. Это длительная терапия, которая часто продолжается несколько лет. Результаты разные. Хотя метод рекомендован при аллергии на яд насекомых и даже может спасти жизнь, он показывает весьма скромные результаты, например, при аллергии на пыльцу.

ВОЙ­НА ПРОТИВ САМОГО СЕБЯ, ИЛИ АУТОИММУННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

В течение многих лет наша иммунная система собирает лучшую армию, которую только можно себе представить: вы­сококвалифицированные Т-клетки, которые специфически и эффективно убивают врагов, которых нужно убить; и В-клетки, которые формируют армаду высокоэффективных и смертоносных антител. Все настроено идеально. Эта армия прошла через многое с момента своего создания и поэтому справедливо полагает, что она хорошо подготовлена ко всему. Она активно способствует выживанию, о чем поговорим позже.

Однако ни с того ни с сего может случиться так, что собственная иммунная защита оборачивается против человека. Это случается нечасто, но, когда таки случается, принимает угрожающие масштабы. Кожа, суставы или клетки в поджелудочной железе могут внезапно стать самым большим врагом иммунной системы. Пораженные клетки не знают, что с ними происходит. Они всегда были частью тела и вдруг подвергаются нападению. Особенно досадно, что атака исходит от их же защитников. Они беспомощны перед своей собственной армией.

А иммунная система жестока. Она бьет точно и без эмоций. Если враг не исчез, нападающие множатся. Их становится все больше и больше, пока вопрос не будет решен. Побег не вариант. Так настроена иммунная система. Во время тренировки организм тщательно следит за тем, чтобы не совершить ошибку и не пометить собственные структуры организма как потенциально опасные. Именно поэтому тимус и костный мозг проводят тщательный отбор. Все Т- и В-клетки, которые даже только подозреваются в атаке на родные структуры организма, немедленно отсеиваются.

Должна случиться целая серия глупых совпадений — каких именно, еще до конца не выяснено, — чтобы здесь что-то пошло не так. Одно можно сказать точно: дело случая. У патогена, с которым организм в данный момент пытается бороться, имеются антигены, напоминающие белки самого организма. Пока организм сортирует Т- и В-клетки, он в то же время пытается поддерживать максимально возможное разнообразие иммунного ответа. Неудивительно, ведь вы хотите быть готовыми ко всякого рода жизненным ситуациям.

Извечная дихотомия. Там стоит страж и спрашивает себя при каждом сомнительном случае: сохранить и рискнуть, допустив возможную реакцию на клетки организма, или перестраховаться и в будущем не иметь готового ответа в случае заражения. Важность мудрого ответа на этот вопрос можно проследить на примере некоторых бактерий и вирусов. Они знают про отбор и стараются походить на структуры в организме ровно настолько, чтобы иммунная система, руководствуясь образцами Т- и В-клеток в библиотеке, не пометила их как несущие потенциальные угрозы.

То, что иммунная система попадает в такое затруднительное положение, обусловлено генами. Важную роль здесь играет молекула HLA, о которой вы уже узнали. Помните: HLA — это «рука», которая показывает Т-клеткам, на что именно похожа маленькая часть врага. Эти «руки» играют важную роль в тренировке иммунной системы. Проблема состоит в том, что «рука» не может предъявить все части врага. Усваиваются только фрагменты. Может случиться, что «рука» представит ту часть патогена, которая напоминает родную структуру. Если опростоволосившиеся Т-клетки не отсеиваются должным образом, то возникает бомба замедленного действия. Хотя Т-клетка хорошо распознает патоген, но в то же время она способна атаковать идентично выглядящие структуры своего тела.

Теперь произойдет следующее: патоген попадает в организм. Т-клетки активны вследствие долгой и обширной инфекции, то есть когда иммунные реакции длительные и сильные. К сожалению, в поисках всех злоумышленников они наталкиваются не только на патоген, но и на собственный материал организма, который своими частями похож на вражеский. И они без разбора атакуют и собственные ткани, полагая, что обеспечивают человеку наилучшую защиту.

Итак, в качестве первого варианта аутоиммунной реакции выступают Т-клетки, которые воспринимают фрагменты собственных тканей как чужеродные. Антитела атакуют клетки организма и отдают их на съедение макрофагам, моноцитам или другим фагоцитам. Антитела могут сбиваться в комки в крови — это один из типов аутоиммунной реакции. Этот микс откладывается в кровеносных сосудах и активизируется. Затем — мы уже знаем об этом из главы «Участки иммунной системы» — в игру вступает система комплемента, поскольку она ошибочно полагает, что здесь произошло инфицирование. Каскады активированных белков с грохотом обрушиваются, и то, что, как им кажется, следует разрушить, разрушается. Насколько разнообразен человеческий организм и пути развития аутоиммунного заболевания, настолько же разнообразны и клинические картины, которые наблюдают медики.

Самое известное иммунное заболевание в мире — диабет

Если специализированные клеточные островки в поджелудочной железе подвергаются атаке, это приводит к иммунному заболеванию, о котором наслышаны все, — диабету. Юношеский диабет, также называемый сахарным диабетом 1-го типа, не следует путать с сахарным диабетом 2-го типа, который возникает, как правило, в пожилом возрасте и обусловлен износом поджелудочной железы. В этом случае люди просто едят слишком много, слишком часто и слишком неправильно.

На ранних стадиях диабет 2-го типа еще обратим. Совсем иначе обстоит дело с его тезкой. Как подсказывает цифра 1, этот тип иногда появляется еще в детстве или подростковом возрасте и сохраняется всю жизнь. Он часто активизируется после вирусной инфекции, например заражения вирусами Коксаки, которые на самом деле обычно вызывают только безобидную болезнь стоматит или гриппоподобные симптомы, или вирусами краснухи. Островковые клетки поджелудочной железы, которые необходимы для переработки сахара, полностью уничтожаются Т-клетками. Это продолжается до тех пор, пока в организме не останется ни одной такой клетки. Только тогда Т-клетки отступают, полные уверенности, что они спасли тело от самого страшного повреждения.

Вместо этого болезнь только начинается. Отсутствие островковых клеток имеет фатальные последствия, ведь только они могут вырабатывать инсулин в организме. Если это невозможно (или больше невозможно), то диабетикам приходится принимать инсулин извне, чтобы сбалансировать уровень сахара в крови. И здесь развитие болезни — это сочетание невезения и неблагоприятных генов. Люди с определенными генами HLA-II (молекула HLA2, HLA-DR3 или HLA-DR4) имеют примерно пятикратный риск развития юношеского диабета. Если человек является носителем обоих таких генов HLA, риск возрастает более чем в 14 раз.

Ничто не известно наверняка, или Рассеянный склероз

Многие патогены находятся в списке подозреваемых, когда речь заходит о рассеянном склерозе: вирус Эпстайна–Барр, хламидии, спирохеты, а также токсины окружающей среды, курение или даже целые колонии бактерий (микробиом) в кишечнике. Но это не точно.

Единственное, что известно наверняка, — Т-клетки чрезмерно активны у пациента с каким-то из перечисленных заболеваний. Но с чем они воюют? Кто служит патогеном, который вызывает такую иммунную реакцию? И действительно ли они связаны с рассеянным склерозом, или это просто случайное совпадение? Есть масса вопросов, на которые у нас нет ответов.

В норме наши нервы располагаются в мозге и теле подобно толстым и тонким электрическим проводам. Они хорошо изолированы от окружающей среды и заключены в миелиновую оболочку. Если бы обычные провода коснулись друг друга, не будучи изолированными, то произошел бы кратковременный фейерверк, а затем длительное короткое замыкание, которое парализовало бы весь механизм. То же самое происходит и в человеческом организме: при рассеянном склерозе миелиновая оболочка в некоторых местах постепенно разрушается, и нервы буквально оголяются. В результате нарастают признаки паралича. Почему все это происходит скачками и как это остановить, неизвестно.

Болезнь Грейвса, или Базедова болезнь, или Заболевание щитовидной железы

В 1835 году ирландец Роберт Грейвс описал синдром выпученных глаз — экзофтальм. В 1840 году Карл Адольф фон Базедов совершил аналогичное открытие в Мерзебурге. В английском языке заболевание щитовидной железы с тех пор называют болезнью Грейвса, в немецком — Morbus Basedow — Базедова болезнь.

Щитовидная железа — обычно довольно незаметный орган. Желудок урчит, печень жжет, легкие хрипят, сердце колотится. Щитовидная железа молчит. Однако без нее в человеческом организме все пойдет наперекосяк. Этот орган размером со сливу незаметно влияет на многие части организма благодаря своим гормонам. Они увеличивают частоту сердечных сокращений и кровяное давление. Они влияют на метаболизм сахара, жира и белков. Они повышают активность потовых и сальных желез кожи и заставляют работать кишечник. И даже нервная система при их участии быстрее посылает сигналы. В целом эффект от них — ускорение обмена веществ в организме.

Кроме того, гормоны щитовидной железы также регулируют рост новорожденного и развитие клеток, особенно в головном мозге. Очень важная система. При болезни Грейвса гормональный баланс нарушается. Это происходит из-за того, что собственные антитела организма атакуют рецепторы щитовидной железы. В результате она вырабатывает все больше и больше гормонов, которые влияют на весь организм. Это приводит к учащенному сердцебиению, бессоннице, чрезмерному аппетиту, повышенной потливости, потере веса, частым испражнениям и нервозности. Догадаться об аутоиммунном заболевании можно, просто посмотрев на человека — глаза чаще всего привлекают внимание. Они позволяют поставить диагноз с первого взгляда!

Заспанный взгляд, или Мышечная слабость

Кстати, о глазах: заспанный взгляд может объясняться и аутоиммунным заболеванием. Однако это не значит, что все, кто утром сонно ковыляет к кофемашине и наполняет ее контейнер для воды не водой, а вчерашним пивом, болен. Только если такой вид — характерные веки, всегда бессильно нависающие над глазным яблоком и частично прикрывающие его, — сохраняется в течение дней и недель, следует задуматься о миастении гравис. При этом редком аутоиммунном за­болевании поражаются рецепторы, передающие стимулы от нервов к мышцам. Мы знаем, насколько важна передача сигнала с пульта дистанционного управления телевизором. При миастении гравис такой пульт в организме перестает работать должным образом. Мышцы становятся плохо управляемыми или «зависают», как веки человека в спальне.

Без толерантности, или Болезнь Крона

Аутоиммунное заболевание также сыграло свою роль в Суэцком кризисе 1956 года. Пока Египет, Израиль, Франция и Великобритания спорили, американский генерал Дуайт Эйзенхауэр наблюдал за ходом событий с больничной койки. Его запланированную встречу с премьер-министром Индии Джавахарлалом Неру пришлось отложить. Эйзенхауэру требовалось время, чтобы восстановить силы. Часть его кишечника пришлось удалить, так как он страдал от хронического воспаления этого органа. Алкоголь, который он пил вместо обезболивающего, был противопоказан при его болезни. Несмотря на то что его иммунная система атаковала не собственные структуры организма, а всего лишь чужие, но живущие с нами в одном сообществе, — имеются в виду бактерии на коже или в кишечнике, — это оказало огромное влияние на его повседневную жизнь.

Считается, что болезнь Крона — это естественная, но преувеличенная иммунная реакция на бактерии собственного кишечника. Чтобы справиться с мириадами бактерий, там обитающих, организму требуется значительная толерантность. Он должен понять, что бороться с ними бесполезно и неразумно. Если случится обратное, будет повреждена не только кишечная флора, но и вся слизистая оболочка кишечника. Весь кишечник превращается в поле боя: он краснеет и воспаляется. Пока что не существует однозначно успешного метода лечения, но есть многообещающие исследования, которые направлены на восстановление здоровой кишечной среды, например с помощью пересадки кала. В этом случае кал здорового человека пересаживают в кишечник человека с болезнью Крона.

ГЛАВА 6

ОПУХОЛИ

В 20 лет у вас еще вся жизнь впереди — или вы так думаете. Вы получили образование и хорошо зарекомендовали себя на первой работе. Только что переехали в свою первую квартиру вместе со своей девушкой. В среднесрочной перспективе подумываете о женитьбе, рождении детей. Хотите быть успешным в работе, а в отдаленном будущем немного сбавить обороты и потратить заработанные деньги на путешествия или побаловать себя дорогими блюдами в ресторане. Потом все резко меняется. Все начинается, например, с безобидных затруднений при глотании или непроходящей боли в спине. В худшем случае это неожиданная опухоль. Рак.

Он поражает не только стариков, хотя их клетки, которые уже делились гораздо больше раз, подвержены ошибкам в процессе репликации, их привратники — иммунные клетки — возможно, немного менее внимательны, а их ремонтные бригады уже не справляются с задачей. Существуют, например, генетические маркеры (скажем, ген BRCA1 или BRCA2, которые обнаруживают при развитии рака молочной железы) или особенно чувствительные участки генов в В-клетках — там, где возникают соматические мутации (например, в гене BCL6). Могут сыграть свою роль и неблагоприятные внешние условия, такие как лучевая терапия в молодом возрасте, курение или нездоровое питание.

Измененные клетки могут развиться в опухоль. Это связано с тем, что иммунная система лишь в определенной степени способна обнаружить разросшиеся в организме опухолевые клетки и успешно уничтожить их. Поскольку эти клетки заинтересованы в том, чтобы выжить, они используют свою способность изменяться и разрабатывают разные стратегии уклонения от иммунной системы, в результате чего та не распознает их. Тогда опухолевая клетка может беспрепятственно размножаться. Опасны само распространение, потому что оно расходует пространство и ресурсы, и дисфункциональность этих клеток.

Вы можете задаться вопросом, как это возможно, чтобы иммунная система вообще распознала раковые клетки, если они развились из собственного материала организма. Это возможно только потому, что дегенерированные клетки иногда образуют структуры, которые отклоняются от первоначальной формы клетки. Иммунная система замечает именно небольшие изменения в структуре поверхности.

Некоторые виды рака также вызваны вирусами. Одним из примеров служит вирус Эпстайна–Барр, который упоминался ранее. Если клетка тела, зараженная этим вирусом, делится, вирус запускает роковой процесс. Хромосомы пере­стают равномерно распределяться по обеим дочерним клеткам — опасная вещь. Потомство может выродиться. Поскольку вирус Эпстайна–Барр имеет свой­ство быстро размножаться, все больше и больше клеток поражаются и, таким образом, становятся потенциальными возбудителями рака.

Опухолевые клетки также могут ускользнуть от внимания иммунной системы, если они используют маскировочные стратегии. Некоторые, например, покрывают себя волокнистыми веществами — коллагеном и фибрином, чтобы запечататься. Этот барьер разрушается лишь огромной опухолью — настолько мощной, что даже всполошившаяся иммунная система уже не в состоянии с ней справиться. Вирус папилломы человека (ВПЧ) также может вызывать рак, например, шейки матки или анальную карциному. Хорошая новость — появилась возможность привиться от ВПЧ.

Другие опухолевые клетки просто сбрасывают молекулу HLA со своей поверхности и затем путешествуют по организму без паспорта или удостоверения личности, так сказать. Иммунная полиция сохраняет спокойствие — в конце концов, никого нельзя объявить опасным безосновательно. Естественные клетки-киллеры все еще могут насторожиться, поскольку одна из их задач заключается в том, чтобы убедиться, что никакая клетка не выдает себя за другую. Что делает тогда умная раковая клетка? Она пытается сохранить баланс: несколько молекул HLA успокаивают естественные клетки-киллеры: молекул так мало, что армия разок оборачивается на раковую клетку, а затем засыпает снова. Некоторые другие раковые клетки отправляются в путь с баллончиком спрея-нокаутера. Они выделяют медиаторы, такие как интерлейкин-10, который вводит иммунные клетки в состояние летаргии. Обездвиженные таким образом, они просто не мешают раковым клеткам делать свое дело — пока не становится слишком поздно.

В редких случаях опухолевые клетки могут даже активировать Т-регуляторные клетки, которые должны нашептывать иммунной системе: «Все не так уж плохо». И вот такие изобретательные раковые клетки плавают в среде, в которой нет ни одной клетки-киллера. Им это удается с помощью различных хитрых механизмов. Одним из основных является целенаправленное вмешательство в иммунные контрольно-пропускные пункты. В главе об иммунной толерантности вы уже познакомились с иммунными контрольными пунктами и их сотрудниками. Опухоли удается обойти эти контрольные точки и сообщить всем, что все в порядке. Для этого она поддерживает связь с рецептором PD-1, который рекомендует Т-клетке не двигаться.

В онкологии, которая занимается изучением и лечением опухолевых заболеваний, в последние годы произошла революция: ингибиторы пропускных пунктов. Это молекулы, которые в качестве антител выстраиваются в линию на контрольно-пропускном пункте. Там проходит проверка на безвредность, и, если все хорошо, выдается, так сказать, сертификат ангела. Во время этого процесса контрольный пункт забит. Клетки, включая раковые, пытаются поболтать с персоналом на КПП и убедить их в том, что они ангелы, а пока и те и другие вынуждены ждать в той среде, где все не-ангелы, например с белком PD-1 на поверхности, атакуются иммунными клетками и уничтожаются. При рассеянных опухолях, таких как меланома, это приводит к видимым успехам. При других опухолях, таких как мелкоклеточный рак легких, сертификация неэффективна и приходится применять химиотерапию.

Теперь, когда присужденная Нобелевская премия ясно показала и подчеркнула, что некоторые опухолевые заболевания можно лечить таким способом, ведется интенсивная работа по совершенствованию метода. Ингибиторы контрольных точек сами по себе могут иметь довольно серьезные побочные эффекты. В конце концов, принцип распознавания «друг — враг» подвержен влиянию, и неоднократно случалось, что клетки-киллеры также атаковали безвредные, собственные здоровые клетки организма в ходе лечения. И это необходимо предотвратить.

Тем не менее ингибиторами контрольно-пропускных пунктов арсенал современной иммунологии еще не исчерпан. Подробнее об этом позже, когда речь пойдет о вакцинации, потому что при некоторых опухолевых заболеваниях не нужно ждать чрезвычайной ситуации, а можно принять профилактические меры.

ГЛАВА 7

ОТ ЭМБРИОНА ДО СТАРИКА

Игроки адаптивной иммунной системы повторяют то же, что было описано в главе об иммунной толерантности: иммунная система не статична. Эта система обучается на протяжении всей жизни и вместе с тем старится. Кривая, описывающая ее активность, крута в начале жизни, затем образует плато, на котором мы еще не замечаем медленного спада, и значительно снижается в пожилом возрасте.

НЕ РАЗУЧИШЬСЯ НИКОГДА, ИЛИ ОБУЧЕНИЕ СОБСТВЕННОЙ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Иммунная система еще не рожденного ребенка зависит от иммунной системы матери. У него нет опыта работы приобретенной иммунной системы с патогенами и нет защиты, которую мы создаем через прививки. Хотя у него есть иммунная система, она не полностью развита даже к моменту рождения. Так что термин «врожденная иммунная система» не совсем корректен. Существуют ограничения, особенно в отношении антибактериальной функции. Это может быть связано с тем, что у эмбриона еще не полностью сформировалась собственная иммунная система, а кишечник и кожа в основном не заселены, пока он пребывает в утробе матери. Нейтрофильные клетки с меньшей вероятностью подходят к месту воспаления, а естественные клетки-киллеры, макрофаги и дендритные клетки хоть и присутствуют, но еще не в полной мере функционируют.

Мать передает ребенку свой иммунитет и, таким образом, обеспечивает защиту несколькими способами. Хотя кровеносные сосуды между матерью и ребенком разделены, просто устроенные антитела IgG, ответственные за готовые иммунные ответы (но не состоящие из пяти частей звезды ниндзя IgM, которые воссоздают иммунный ответ на текущую инфекцию), проходят через плацентарный барьер с начала 12-й недели беременности до последних недель перед родами и передаются ребенку. Это защищает ребенка от многих болезней, с которыми уже сталкивалась мать, даже в течение какого-то времени после рождения. Это называется защитой гнезда, которая продолжается грудным вскармливанием уже после рождения, поскольку теперь дальнейшаяиммунная поддержка буквально вливается в организм. Особенно в первые дни жизни так называемое молозиво содержит высокую концентрацию ферментов, поддерживающих защитные силы маленького организма.

От первоначального уровня иммунитета зависит, как быстро истощаются материнские антитела — обычно в течение двух-четырех месяцев. Важно, чтобы у ребенка развивалась собственная иммунная система. Вот почему материнские антитела не должны постоянно атаковать каждый патоген и тем самым препятствовать индивидуальному иммунному ответу ребенка.

По мере снижения уровня материнских антител ребенок все больше зависит от собственной выработки этих антител, которая запускается иммунной вакцинацией или инфекциями. Пример: антитела IgA, которые передаются в основном во время грудного вскармливания и содержатся по большей части в слизистой оболочке, снижают риск желудочно-кишечных инфекций, но не вирусных и некоторых бактериальных инфекций. Рекомендовано начинать вакцинацию уже в первые два месяца жизни. В это время иммунная система младенца способна самостоятельно сформировать хороший иммунный ответ. Более того, иммунная система младенца работает с максимальной эффективностью, а тимус выбрасывает подходящие, подвижные Т-клетки. Концентрация материнских антител уже настолько низка, что они не мешают реакции на вакцину.

В дальнейшем, в детстве, иммунная система тренируется, готовится, так сказать, к оставшейся жизни. Школа тимуса продолжается, иммунные клетки знакомятся с большим количеством разнообразных патогенов. Поразительно, что иммунные реакции детей часто менее резкие, чем у взрослых. Почему это так, пока точно не известно, но мы подозреваем, что это еще один тип Т-клеточного ответа. Примером тому являются многие детские болезни. Они могут быть неприятны в юном возрасте. Как в случае с ветрянкой, которая вызывает у детей умеренную лихорадку и назойливый зуд, но у взрослых гораздо чаще, чем у детей, может привести к иногда угрожающим вторичным заболеваниям, таким как церебеллит.

У иммунной системы ребенка, находящейся в развитии, есть и неприятные побочные эффекты. Крутая кривая обучения сопровождается высокой восприимчивостью к инфек­циям. Иммунная система ребенка постоянно сталкивается с новыми соперниками — это особенно касается многих простудных вирусов, с которыми дети и родители имеют дело каждый год, и первая встреча с ними часто вызывает заметную борьбу. Кроме того, у детей отсутствуют перекрестные реакции. Это означает, что организм, повстречавшись уже однажды, например, с определенным вирусом гриппа, способен реагировать на другие, родственные вирусы гриппа, создавая идеальное антитело для нового штамма. У детей на поле боя остаются мертвые патогены, но пока не все.

Есть и такие патогены, которые заражают детей меньше, чем взрослых. В настоящее время все говорят о коронарных инфекциях. Тот факт, что дети меньше подвержены этому вирусу, вероятно, связан с тем, что плотность рецепторов ACE2 в горле у детей ниже, чем у взрослых. Вирусу SARS-CoV-2 этот рецептор необходим, помимо всего прочего, для того, чтобы распространяться в организме человека. А если болезнь все же распространяется, то на детей часто действует вышеупомянутый принцип слабой реакции — они переносят болезнь бессимптомно. Несмотря на инфекцию и на то, что они заразны для других.

В период полового созревания не только мозг детей коренным образом перестраивается — зачастую на какое-то время они и их родители становятся двумя разными видами на разных планетах, — но и иммунная система также постепенно достигает совершеннолетия. Школа тимуса закрывает свои двери, новые иммунные клетки почти не вырабатываются. В то же время иммунная система, которая уже достаточно натренирована, постоянно стимулируется в большинстве случаев одними и теми же антигенами. Таким образом формируется функциональное равновесие, благодаря которому большинство людей оказываются иммунологически устойчивыми в течение длительного периода жизни.

ТВЕРДОСТЬ В ЖИЗНИ, ИЛИ УСТОЙЧИВЫЙ ИММУНИТЕТ

В молодости у нас еще много наивных клеток, то есть Т-клеток, которые не были активированы. Многие другие клетки уже однажды видели свой антиген, и некоторые из них остаются в качестве клеток памяти, чтобы помочь нам при новой инфекции. Хорошая новость: наша иммунная система все еще способна к обучению, но, с другой стороны, она уже не задыхается от каждого возбудителя, а часто спокойно говорит: «А, этого я знаю, сейчас избавлюсь от этого» — или даже: «Так и быть, этого не трону. Он безвреден».

Хотя мы считаем себя достаточно стабильными в иммунологическом плане, иммунная система постепенно стареет. Этот процесс означает, что иммунные клетки понемногу устают. Кроме того, регрессирует тимус. В среднем возрасте — между 40 и 50 годами — этот процесс завершается. Потом созревание новых Т-клеток невозможно. С этого момента иммунная система зависит от запасов Т-клеток, которые были сформированы ранее.

Если вспомнить, что в начале было много наивных и мало активированных Т-клеток, то теперь соотношение обратное: активные Т-клетки доминируют, за ними следуют клетки памяти. Наивные Т-клетки уже почти не представлены; они все равно не дозрели бы.

А ТЕПЕРЬ ВНИЗ ПО НАКЛОННОЙ, ИЛИ СТАРЕНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Трудно писать о стареющей иммунной системе. Этот процесс начинается с первого дня нашей жизни. Здесь я говорю о ее заметном старении. Поскольку оно происходит по-разному у разных людей, то я бы предпочел избегать однозначных высказываний. Тем не менее я постараюсь дать вам средние значения, которые, конечно, не учитывают ваше индивидуальное состояние здоровья.

Хорошая новость в том, что вы можете значительно повлиять на процесс, — за исключением некоторых заболеваний, которые вы никак не можете предотвратить. Однако образ жизни, благоприятный для иммунной системы, будет полезен в любом случае.

Примерно с 60-летнего возраста работоспособность иммунной системы снижается, а вместе с ней и сопротивляемость инфекциям. Одной из причин служит то, что иммунная система больше не в состоянии вырабатывать новые антитела против патогенов. Вместо этого организм все больше зависит от антител, которые он сформировал месяцы, годы или даже десятилетия назад. Возможно, эти антитела уже не обязательно лучшие, но они лучше, чем ничего.

Другой основной причиной снижения иммунной защиты является постоянное уменьшение образования новых клеток в костном мозге. Это связано с тем, что даже неактивные В-клетки, которые не участвуют в защитной борьбе, должны обновляться в течение всей своей жизни. Предполагается, что одной из главных причин уменьшения количества этих клеток служит число патогенов, с которыми иммунная система сталкивалась на протяжении жизни. Постоянные воспалительные процессы уменьшают количество наивных клеток, поэтому и количество клеток, способных реагировать на антигены новых патогенов, постоянно уменьшается.

Кроме того, иммунная система постепенно становится немного вялой и любит все забывать, поэтому иммунная память снижается даже у привитых. И именно поэтому пожилым людям следует регулярно проверять уровень антител в крови, например столбняка. Мелкие травмы при работе в саду далеко не редкость, и было бы неприятно узнать, что прививка от столбняка больше не действует, только после начала заболевания. По той же причине пожилым людям рекомендовано ежегодно прививаться от гриппа, чтобы их иммунная память была в курсе дела или ознакомилась с последним штаммом возбудителя.

К сожалению, иммунные клетки уже и плохо слышат. Если раньше общение между ними было разговором, в ходе которого рождался четкий план, то с возрастом общение порой напоминает шум в слуховом аппарате, где все тявкают друг на друга. И наконец, ослабевают первая (неспецифическая) и вторая (специфическая) линии защиты. У пожилых людей вырабатывается гораздо больше цитокинов, то есть воспалительных веществ. Этот процесс по-английски называется inflammaging от inflame — «воспаление» и age — «возраст». К чему именно приводит каждая из цитокиновых реакций, достоверно пока неизвестно.

В целом процесс старения иммунной системы называют иммунным старением. Чтобы не пугать вас, скажу: во-первых, функциональность иммунной системы не снижается одинаково на всех участках; во-вторых, более сдержанное поведение иммунной системы имеет свои преимущества. Даже если с новыми патогенами и измененными клетками организма бороться сложнее, а некоторые заболевания в результате этого возникают чаще, восприимчивость к аутоиммунным заболеваниям снижается. Это относится не только к тем, кто с недавних пор страдает от такой чрезмерной реакции иммунной системы, но и к тем, кто годами борется с одним из аутоиммунных заболеваний. Скорее всего, от их внимания не ускольз­нет, что симптомы становятся все менее выраженными.

Старение иммунной системы, как вы уже заметили, читая эту главу, по-прежнему вызывает много вопросов. Этот раздел медицинской науки хотя и учитывает специфику и мужского, и женского организмов, а также возраст, все еще является мало исследованной областью. Например, только в последние годы стало ясно, что со среднестатистическим человеком с универсальными данными — рост 1,78 м, вес 82 кг (кстати, в медицинских исследованиях часто берут за основу 70 кг, что для Германии неверно), размер обуви 44 — невозможно все изучить. Для того чтобы действительно понять, что происходит с иммунной системой, необходимо провести множество исследований, которые, несомненно, еще много интересного поведают нам о старении.

ГЛАВА 8

ПОМОЩНИКИ

Тем временем Тильманн понял, почему я посоветовал ему просто подождать, пока все само пройдет. Скорее всего, для того чтобы избавиться от надоедливой простуды, не требовались ни вакцинация, ни другие средства. Но если бы дело затянулось или — во что я не верил — за симптомами скрывалось более серьезное заболевание, то к тому времени уже был поднят целый арсенал оружия, способного поддержать иммунную систему Тильманна. Когда я упомянул слово «антибиотики», все соседи по квартире снова проснулись, поскольку каждый уже хотя бы раз принимал их и имел свое мнение на их счет: в то время как Лиза утверждала, что нужно просто дать природе время, Сандра настаивала на том, чтобы воспользоваться благами современной фармакологии и в кратчайшие сроки восстановить форму для тяжелых университетских будней.

Несмотря на то что наша иммунная система — настоящее чудо и у нее есть ответ на большинство вопросов, следует порадоваться, что существует современная медицина. Она предоставила нам дополнительные эффективные способы поддержки иммунной системы, помимо проверенных или недавно открытых «домашних средств». В этой главе речь пойдет обо всем, что полезно для иммунной системы: от А — антибиотиков до Z19 — лимона.

АНТИБИОТИКИ, ПРОТИВОГРИБКОВЫЕ, ПРОТИВОПАРАЗИТАРНЫЕ И ПРОТИВОВИРУСНЫЕ ПРЕПАРАТЫ, ИЛИ АНТИДОТЫ

На самом деле я должен был бы назвать эту главу «Противоинфекционные средства», но полагаю, что вряд ли кто-то из вас слышал этот термин, хотя он и позволяет более полно и честно описать то, что имеется в виду. Вместо этого мы говорим по отдельности о противогрибковых — препаратах против грибков, антипаразитарных — препаратах против паразитов и противовирусных — препаратах против вирусов. Антибиотики против бактерий — в буквальном смысле слова средства, направленные против жизни, — замыкают хоровод.

Легко понять, что в случае вирусной инфекции антибиотик мало что может поделать и что фунгицид так же неэффективен при бактериях. Даже в пределах класса патогенов не каждый противовирусный препарат успешно справляется с любым вирусом. Патогены слишком разные для этого. Задача состоит в том, чтобы найти подходящую крышку на кастрюльку с болезнью и, если возможно, противодействовать не только симптомам, но и возбудителям. Это работает по-разному в зависимости от противника.

Ахиллесова пята, или Противовирусные препараты

В случае многих вирусов ваш лечащий врач, скорее всего, просто оставит все как есть или, в крайнем случае, выпишет лекарства, связанные с симптомами, например жаропонижающее. Если нос заложен, а дендритные клетки подали сигнал организму, что пора поднимать температуру, ничего не остается делать, кроме как прибегнуть к домашним средствам. Это не значит, что врач лишает вас секретного оружия против обычной простуды, но вирусные заболевания представляют собой особую проблему, против которой тяжелую артиллерию применяют исключительно в экстренных случаях. Почему так?

У вирусов нет обмена веществ. Это означает, что лекарства не могут воздействовать на него непосредственно, поэтому противовирусные препараты направлены на «ахиллесову пяту» вируса — его размножение. У противовирусных препаратов есть и другие возможности: некоторые из них предотвращают прикрепление вируса к клетке-хозяину. Иными словами, они стараются занять те рецепторы, которые необходимы вирусу для «перепрофилирования» своего хозяина. Другие лекарственные средства гарантируют, что вирусу не удастся беспрепятственно разместить свою нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК), а вместе с ней и информацию о необходимости размножения в клетке-хозяине.

Наиболее обширной является группа противовирусных препаратов, которые прерывают жизненный цикл вируса в клетке. Вот как это работает: вирус либо приносит собственные ферменты во время инфекции, либо производит их с помощью своих нуклеиновых кислот. Ферменты важны для формирования потомства. Например, существуют протеазы, которые разрезают белки; полимеразы, считывающие вирусный геном; или обратные транскриптазы, которые преобразуют РНК в ДНК. Поскольку некоторые из этих ферментов являются специфическими, противовирусные препараты нацелены именно на них, препятствуя таким образом размножению вируса или, по крайней мере, делая так, чтобы он размножался недостаточно интенсивно. Уже несколько лет ведутся исследования препаратов, которые должны предотвращать сборку полноценного вируса из отдельных его фрагментов. Другие же противовирусные не дают мелким вирусным отпрыскам попасть в организм клетки-хозяина. Вместо этого они так и остаются прикованными к рецепторам клетки-хозяина.

В целом за многими из представленных механизмов все еще стоит множество вопросительных знаков по части их эффективности, переносимости и возможной резистентности. Именно поэтому противовирусные препараты до сих пор используют только при тяжелых вирусных заболеваниях. К ним относятся инфекции ВИЧ или гепатита С, на которых были разработаны и испытаны многие из имеющихся сегодня противовирусных препаратов. При легких вирусных инфекциях человеку целесообразно полагаться на способность организма помочь себе самому — и на поддерживающие меры с помощью различных средств.

Новости не первой свежести, или Антимикотики

В аптеках часто долго мнутся, прежде чем спросить о лекарстве этой группы. Грибок ногтей или вагинальный грибок — не те темы, на которые хотелось бы поговорить большинству людей. Тем не менее грибки поражают многих: около 10% немцев страдают грибком ногтей, а по крайней мере 75% всех женщин хотя бы раз в жизни имели дело с вагинальным грибком.

Теперь стало возможным эффективное лечение: либо фунгицидом — препаратом, убивающим грибки, либо фунгистатическим препаратом, подавляющим размножение грибков. Существуют противогрибковые средства, которые помогают от многих видов грибков, и есть те, что специализируются на одной их разновидности.

В истории иммунологии, где в основном доминируют мужчины, есть одно исключение: один из самых важных антимикотиков был разработан двумя женщинами — речь идет о нистатине. Сомневаюсь, чтобы вы когда-то слышали о Рэйчел Фуллер Браун. Своим образованием женщина-химик обязана подруге своей бабушки, потому что в начале XX века вряд ли кто-то заинтересовался способной девушкой. Эта подруга оплачивала учебу Рэйчел, впечатлившись ее страстью к науке. Рэйчел получила степень по химии и защитила докторскую. Она следила за развитием иммунологии и поняла, что, хотя в 1940-х годах все больше людей излечивались благодаря антибиотикам, к сожалению, эти препараты уничтожали и «хорошие» бактерии, которые боролись с грибками в организме.

Будучи сотрудником Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк, Рэйчел Фуллер Браун в 1948 году начала плодо­творное сотрудничество с микробиологом Элизабет Ли Хейзен. Все началось с консервных банок и почтовой службы США. Они засыпали в банки образцы почвы и отправляли их друг другу по почте для лабораторного анализа в надежде найти натуральные средства против грибков, не вредящие человеку. В 1950 году им улыбнулась удача: они обнаружили вещество, которое назвали нистатин — в честь правительственного агентства, на которое они обе работали.

Фуллер Браун и Ли Хейзен подали заявку на патент в 1957 году и в последующие годы пожертвовали все доходы от патента некоммерческой корпорации Research Corporation for Scientific Advancement (RCSA, Исследовательская корпорация научного развития). Это не только инициировало дальнейшие разработки, но и обеспечило целевую поддержку женщин в их научной карьере. По сей день нистатин является важным базовым препаратом, который используют для лечения потенциально смертельных грибковых инфекций, при химиотерапии и в лечении СПИДа.

Прими это, червячок, или Антипаразитарные средства

Если грибковые инфекции и так не самая приятная сфера, то мысль о паразитах вызывает у многих еще более выраженное чувство отвращения. Черви, вши и блохи вряд ли являются социально приемлемой темой для беседы. Допустимыми считаются только инсектициды наружного применения — средства против комаров и других кусачих тварей. Когда же речь заходит о глистах, большинство людей чаще думают о собаках и реже — о соседском малыше. Тем не менее, по оценкам, около 50% из нас заражаются острицами минимум один раз в жизни — преимущественно в детстве. Иногда необходимо лечение, чтобы разорвать цикл заражения и повторного заражения от самого себя. Это достигается в основном за счет активного ингредиента пиперазина, который сделал себе имя.

В мире быстро растущих фармацевтических компаний на рубеже XX века крупным поставщиком с 1871 года стала «Химическая фабрика на паях (бывш. Э. Шеринг)». В 1890 году они разработали препарат пиперазин и рек­ламировали его как омолаживающее средство. Хотя он не оправдал столь высоких ожиданий, в 1940-х годах было установлено, что он эффективен при лечении подагры и против остриц. Сегодня существуют более эффективные средства, но тот факт, что даже упрямые эндопаразиты, которые значительно снижают качество жизни, замечательно поддаются лечению, был обнадеживающим уже тогда. Достигается ли это путем ингибирования ферментов углеводного обмена червей, парализует ли их так, что они выводятся из организма, или атакует незаменимую основную структуру в кишечнике червей, чтобы они умирали от голода, для пациентов не имеет значения. Червяку обычно достается короткая спичка.

Полезная забывчивость, или Антибиотики

Гораздо проще борьбы с вирусами обстоит дело с антибиотиками, то есть борьбой с бактериями. Однако антибиотики обладают весьма специфическим свой­ством. То, что хорошо против фарингита, неэффективно против болезни Лайма, и то, что может быть использовано против чумы, не действует во многих случаях заражения крови. В целом, однако, разработка антибиотиков — это долгая история успеха (с мелкими неудачами).

Она началась — в зависимости от того, насколько широко вы определяете этот термин — тысячи лет назад. Местное применение заплесневелого хлеба известно еще со времен Древнего Египта и Античности, а Джон Паркинсон сообщал об этом способе лечения в 1640 году в своем фундаментальном труде Theatrum botanicum20. Почти в то же время Антони ван Левенгук открыл бактерии — маленькие живые существа, которые рассмотрел под микроскопом и назвал анималькулями. Он сообщил об этом известному ученому Королевского общества Роберту Гуку, который и обнародовал данное открытие.

Распространение гонореи и сифилиса, начиная с эпохи географических открытий, подтолкнуло к поиску методов лечения, но до прорыва было еще далеко. Время пришло лишь в конце XIX века. Были испробованы первые антибиотики на основе некоторых тяжелых металлов, но их побочные эффекты часто были хуже, чем сама болезнь. Однако когда Пауль Эрлих заинтересовался окрашиванием для лучшего гистологического исследования тканей, удалось доказать то, что давно предполагалось: мышьяк убивает бактерии сифилиса. В 1909 году Эрлих разработал сальварсан — первый антибактериальный препарат, хотя тот и не был антибиотиком в строгом смысле слова.

История открытия первых настоящих антибиотиков — одна из самых удивительных в медицине. Мы уже знаем: первопроходцем был Александр Флеминг — по крайней мере, согласно общественному мнению. Здесь действует принцип: победитель забирает все. Ведь Флеминг был не единственным, кто способствовал тому, чтобы бактериальная пневмония, как и другие заболевания, вызванные бактериями, перестала наводить ужас.

Александру Флемингу уверенности в себе было не занимать. Он писал: «Когда я проснулся на рассвете 28 сентября 1928 года, я, конечно, не собирался совершать революцию в медицине, открыв первый в мире антибиотик. Но полагаю, именно это я и сделал». Как это произошло? Флеминг вернулся из отпуска, а через несколько недель обнаружил, что некоторые из его бактериальных культур — он исследовал стафилококки — заразились плесенью Penicillium notatum (вы же помните: плесневелая агаровая пластина). Загрязнение в данном случае стало ключом к успеху, поскольку плесень предотвратила местами рост бактерий. Флемингу потребовалось несколько недель, чтобы вырастить и очистить достаточное количество плесени для перепроверки в лабораторных условиях. Тогда он был уверен: в плесени есть нечто, что уничтожает бактерии. Однако его основная проблема оставалась нерешенной, с ней он не мог справиться в одиночку.

Для того чтобы его открытие имело реальные положительные последствия для больных, Александр Флеминг должен был выделить активный ингредиент из бульона с плесенью и размножить его в очищенном виде. Этим же занимался Говард Флори, профессор патологии, у которого была большая лаборатория, полная талантливых ученых, и хорошие связи в мире больших денег. Флори наткнулся на статью Флеминга о пенициллиуме, просматривая старые выпуски «Британского журнала экспериментальной патологии», и в 1938 году вместе со своим коллегой Эрнстом Чейном решил выделить экстракт пенициллиума и испытать его на людях.

Проблема оставалась: считалось, что для производства чистого пенициллина, достаточного для лечения одного случая сепсиса у человека, потребуется около 2000 литров исходного материала. Эта трудность стоила жизни первому пациенту: Альберт Александр был госпитализирован в сентябре 1940 года. Он поцарапал лицо, работая с розами в своем саду. Рана была инфицирована стрептококками и стафилококками, и воспаление распространилось по всему телу. После пяти дней инъекций Александр начал поправляться — однако все-таки умер, потому что пенициллина не хватило. Только спустя год — британцы сначала слетали в США, чтобы договориться о массовом производстве — было произведено большое количество так называемого чудо-препарата. Он спас миллионы жизней, а его разработчики были удостоены Нобелевской премии по медицине в 1945 году.

Н­аконец-то наступил век антибиотиков, но на пороге уже поджидали новые трудности. Еще Флеминг в своей речи по случаю присуждения Нобелевской премии предупреждал, что чрезмерное использование пенициллина может привести к устойчивости бактерий. И мультирезистентные микроорганизмы действительно нынешний бич человечества. Такая устойчивость возникает в результате генетической модификации бактерии. Это работает следующим образом: многим бактериям требуется очень короткое время для удвоения, иногда всего несколько минут. Если антибиотик используют в слишком низкой дозе, слишком поздно или в течение слишком короткого времени, несколько бактерий могут продолжить размножаться. При этом какие-то из них мутируют, а некоторые из этих изменений могут оказаться полезными в борьбе за выживание против антибиотиков — и вот он, новый устойчивый штамм бактерий, против которого нет лекарства.

В основном различают два типа антибиотиков. Первый — бактериостатические препараты, которые препятствуют размножению бактерий, а следовательно, иммунной системе легче с ними справиться. Второй — бактерицидные вещества, которые убивают бактерии. Например, растворяют их клеточную стенку, в результате чего бактерия погибает. Бактерии имеют клеточные стенки, которые защищают их от разрушения. Они сильно отличаются от оболочек (клеточных мембран) человеческих клеток. Пенициллин или иной антибиотик может предотвратить синтез клеточной стенки бактерии, не навредив в то же время клеточным мембранам собственных клеток. В этом деле есть специалисты — антибиотики, эффективные против конкретного вида бактерий, эдакие универсалы. Другие известны как антибиотики широкого спектра действия, и это позволяет им посылать град пуль на головы бактериальных патогенов до применения специального оружия.

ТРЕНИРОВКА ИММУННОЙ СИСТЕМЫ, ИЛИ ВАКЦИНАЦИЯ

Еще 2500 лет назад древние китайцы прививались. Черная оспа, вызываемая вирусами, была страшным и часто смертельным бичом человечества на протяжении тысячелетий. Все начиналось с озноба и лихорадки, вскоре сменялось пустулами, которые появлялись по всему телу, они вскрывались, выделяли жидкость с неприятным запахом, а затем покрывались корочкой. Возникали паралич, слепота, повреждения мозга и прочих органов.

Неудивительно, что медики продолжают задаваться вопросом, не является ли шестая из семи библейских чум эпидемией оспы. Даже на одной из самых известных египетских мумий — останках фараона Рамзеса V — видны следы на коже, напоминающие шрамы от оспы. Часто, как и в случае с фараоном, болезнь была смертельной. Именно по этой причине трупы погибших от оспы иногда использовали в качестве биологического оружия при осадах. Для этого нападавшие перебрасывали одну или парочку тел через городские стены и спокойно ждали, пока опасная вирусная инфекция распространится — обычно в течение одной-двух недель, — прежде чем взять ослабленный город.

Вариоляция

Вернемся к хитрым китайцам. Чтобы стать невосприимчивыми к оспе, они догадались выскоблить гнойные пустулы умерших от оспы людей, высушить этот гной и затем вдыхать порошок через нос, как нюхательный табак. Этот принцип был назван вариоляцией. Это можно было сделать не только вдыхая содержимое гнойника, но и вводя его под кожу, о чем уже в 1742 году сообщило своим ученым читателям китайское «Золотое зеркало медицины». Благодаря этой, а также другим книгам и пересказам принцип прививки живыми ослабленными патогенами стал известен в Турции в XVII веке, а вскоре и в Европе.

Там метод заинтересовал молодого обеспеченного британского врача Эдварда Дженнера. Его история — еще один пример того, как систематическое описание медицинской инновации отвлекает внимание от всего того, что было описано и успешно применено ранее, но в силу обстоятельств не было изучено до своего логического конца.

Действительно, Дженнер был далеко не первым, кто сделал прививку, наблюдал и описал принцип вакцинации. Жена британского посла при османском дворе Мэри Уортли Монтагу, например, сообщала в письмах своему другу на родину о масштабной кампании по вакцинации, проведенной султаном Ахмедом III, который не пожелал стоять в стороне и смотреть, как из года в год почти 10% детей умирают от оспы. Он решил поверить сообщениям с Дальнего Востока и намеренно заразил тысячи людей путем вариоляции. По словам леди Монтагу, никто не умер — что маловероятно. Однако, несомненно, уровень смертности был значительно ниже, чем среди невакцинированных. Она даже сделала прививку своему сыну Эдварду.

Мужественная женщина была одинока в своем стремлении спастись таким способом. Все попытки продвинуть вакцинацию в Англии не увенчались успехом из-за сопротивления медиков, а также, вероятно, из-за нежелания Королевского общества всерьез прислушаться к мнению необразованной в медицинском плане, но очень наблюдательной женщины из далекого Константинополя. Потребовался Эдвард Дженнер, чтобы придумать подходящие соединения и заметить, что доярки, которые часто заражались совершенно безобидной коровьей оспой во время работы, обычно не болели смертоносной черной оспой. Он предположил, что безвредная коровья оспа защитит от человеческой оспы. Чтобы проверить это, восьмилетнего сына домашнего слуги Дженнера, Джеймса Фиппса, использовали для весьма сомнительного с этической точки зрения эксперимента. Без лишних слов Дженнер заразил мальчика коровьей оспой, выждал шесть недель, а затем заразил его настоящей оспой. Маленькая удача для невольного подопытного, большая удача для человечества — родился принцип вакцинации.

Однако выводы Дженнера были первоначально отвергнуты научным сообществом — и не без оснований. Он основывал свои рассуждения на одном эксперименте. Может быть, все это было просто совпадением? Дженнер проделал очевидно этически неприемлемую вещь: он провел эксперимент на многих детях, включая своего одиннадцатимесячного сына Роберта. Сегодня Дженнер, вероятно, сел бы за это в тюрьму, а тогда он прославился.

Метод вакцинации остается неизменным и по сей день. Иммунная система обучается распознавать и уничтожать патоген, вызывающий заболевание. В принципе, это похоже на любой процесс обучения. В конце концов, никто не умеет играть в футбол с рождения — нужен хороший учитель, который сначала объяснит правила игры: вы должны бить мячом по воротам соперника, ногой, касаться руками запрещено. Штрафные, штанга и офсайды также описаны, хотя их все равно никто не понимает. Конечно, все это нужно практиковать. Иногда упор делается на дриблинг, иногда на пасы, прострелы и, прежде всего, на прицеливание. Необходимо также отрабатывать взаимодействие отдельных игроков, иначе ни одна команда не будет функционировать слаженно. Тренер выпускает на соперника только хорошо обученный состав. Как только вы узнаете, как играть в футбол, вы уже никогда не забудете. В этом заключается принцип активной иммунизации, которая отличается от пассивной тем, что последнюю применяют во время реальной болезни. При некоторых заболеваниях можно вводить антитела, которые обещают быстрый эффект, но их продолжительность действия ограничена несколькими неделями или месяцами. Этот принцип описан далее в параграфе «Загадочная субстанция».

Слабый или мертвый, или Живые и мертвые вакцины

Рецепт довольно прост. Возьмите патоген и либо ослабьте его, либо убейте. Первый вариант приводит к более четкому иммунному ответу и более длительной иммунизации, но немного опаснее. Некоторые люди заболевают после прививки, потому что патоген все еще может вызвать болезнь. Второй вариант обычно означает более короткую иммунизацию, но патоген, который мертв, конечно же, не способен к размножению.

Мертвый патоген используют целиком или берут только его компонент, который показал на стадии тестирования, что иммунная система отлично на него реагирует. После многочисленных исследований и экспериментов на животных этот компонент затем проверяют на безопасность для людей. Это делается в несколько этапов. Сначала тестирование проводят на небольшой группе здоровых людей, чтобы убедиться в переносимости вакцины. Затем тестируют более крупные группы здоровых людей, чтобы выяснить, сколько доз вакцины необходимо для идеального иммунного ответа и какое количество вакцины нужно принимать в каждом конкретном случае. Только на третьем этапе можно говорить о массовом тестировании, поскольку здесь — в зависимости от частоты заболевания — для проверки защитного механизма вакцинируют до 10 тыс. человек с высоким риском заражения.

Часто инактивированная вакцина сама по себе не вызывает достаточного иммунного ответа. Скучая, иммунные клетки сидят сложа руки и даже не думают о подготовке интенсивного иммунного ответа. Помимо компонентов патогена, необходим сигнал опасности. Этот процесс также называют адъ­ювацией (усилением) вакцины. Это может быть сделано либо путем добавления в нее функции распознавания образов, которая запускает толл-подобные рецепторы, либо путем добавления гидроксида алюминия или фосфата алюминия.

Как только вакцина попадает в мышцу, начинается точно такая же иммунная реакция, как уже описано для естественного иммунного ответа. После прививки человек обычно защищен в течение нескольких лет, а при использовании некоторых вакцин — даже в течение всей жизни. Чаще всего многие из вакцин вводят детям в первые годы жизни. Обеспокоенные родители спрашивают вновь и вновь: не будет ли иммунная система ребенка перегружена? Нет. Пока фут­больная команда тренируется, одновременно можно заниматься гандболом, хоккеем и синхронным плаванием. Одно не мешает другому и не переутомляет. Каждая команда работает на себя, прилагая столько усилий, сколько нужно, чтобы стать чемпионом. То же самое с вакцинацией. Когда одна группа В-клеток увеличивается и обучается, другая при этом не затрагивается.

Если бы убеждать было так просто. Звучит вполне логично, и так оно и есть. Правда и в том, что у прививок есть — в основном безвредные — побочные эффекты, а противникам вакцинации порой этого достаточно для дискредитации метода. Трагическим примером является бывший врач Эндрю Уэйкфилд, который в 1998 году выступил с заявлением, что комбинированная вакцина против трех вирусов, вызывающих паротит, корь и краснуху, служит причиной аутизма. В основном он винил алюминий, который усиливает иммунный ответ. Хотя при приготовлении рыбы на гриле в алюминиевой фольге или облизывании крышки от йогурта в организм попадает больше алюминия, чем с вакциной, это ничего не значило. Шоу ужасов для родителей уже началось. Все обвинения оказались ложью, результаты Уэйкфилда не удалось воспроизвести. Сотни исследований показали, что его утверждение не соответствует действительности. Вместо этого выяснилось, что врач получил средства от родителей детей-аутистов на заказное исследование, которое было направлено не на установ­ление истины, а на лоббирование и возмещение ущерба. На врача подали в суд, и он потерял лицензию на практику. А что толку! Катастрофа случилась. Уровень вакцинации быстро снизился, и внезапно корь снова вспыхнула по всему миру. Детская болезнь, которую, казалось бы, уже почти искоренили, теперь ищет новые жертвы.

Снижение уровня вакцинации всегда приводит к потере коллективного иммунитета, который формируется, когда достаточное количество людей вакцинировано против определенной болезни. Тогда возбудителю трудно найти новую жертву. Это как противопожарная полоса. Представьте себе лес в огне. Пламя беспечно перепрыгивает с дерева на дерево. Если у пожарной бригады будет достаточно времени, они попытаются не только потушить огонь водой, но и создать противопожарный разрыв. Срубают все деревья с широкой полосы земли, которую огонь не может легко пересечь. Так предотвращают распространение огня. В случае коллективного иммунитета путем вакцинации (а также через заражение) мы — это деревья. Нас при этом не нужно сразу же вырубать, вполне достаточно одной прививки. И мы станем непреодолимым барьером для вируса и защитим тех немногих, часто очень уязвимых людей, которые по определенным причинам не могут быть привиты. Здесь каждый из нас является одним из трех мушкетеров — Атосом, Портосом или Арамисом, которые вместе с д’Артаньяном повторяют друг другу: «Один за всех, и все — за одного!»

Чтобы восстановить коллективный иммунитет, Германия решила ввести квази­обязательство по вакцинации против кори. Детей, не привитых от кори по решению родителей, не допускают в детские учреждения. Оно и понятно, если учесть, что у возбудителя кори высокая степень заражения.

Великий подвиг человечества — мРНК-вакцины

Около 30 лет назад ученым пришла в голову грандиозная идея. Они решили, что вместо целого вируса или его части достаточно взять только один компонент генетического материала вируса — матричную РНК — мРНК, отвечающую за формирование белка, с помощью которого неприятный патоген, например, убеждает клетки организма открыть ему вход. По их мнению, мРНК, внедрившись в клетки организма, вызовет синтез белка патогена, и организм начнет вырабатывать антитела против этого белка. Позже, когда появится настоящий патоген и его белок, иммунные клетки уже будут знать, как действовать.

Звучит довольно просто, и принцип действия мРНК-вакцин, которые показали себя с хорошей стороны во время пандемии коронавируса, в точности соответствует описанному. Вот только на преодоление всех препятствий на пути к вакцине ушли годы. Во-первых, ученым пришлось научиться модифицировать мРНК таким образом, чтобы она не вызывала слишком бурного иммунного ответа во избежание заболевания из-за вакцины. Во-вторых, им нужно было понять, как заставить клетки иммунной системы принять мРНК, не уничтожая их сразу. В-третьих, надо было научиться производить большое количество критически важной части белка. И в-четвертых, им удалось заключить мРНК в микроскопические капсулы, чтобы защитить ее в кровотоке, пока она движется к клеткам. На этом этапе развития оказалось, что мРНК-вакцины могут вырабатывать более сильный вид иммунитета по сравнению с обычными вакцинами: они стимулируют иммунную систему к выработке и антител, и клеток-киллеров.

Именно тогда, когда некоторые исследовательские институты были на пороге того, чтобы сделать вакцины функциональными и, следовательно, востребованными на рынке, появился ковид — удача для исследований мРНК-вакцин, которая, в свою очередь, теперь является удачей для всех нас. В течение не­скольких недель после начала пандемии китайские ученые расшифровали генетический код вируса SARS-CoV-2. Затем исследователи мРНК-вакцин в Германии и США смогли начать производство соответствующей вакцины и испытать ее сначала на животных, а затем и на людях. Все этапы испытаний были завершены всего за несколько месяцев, поэтому вакцина по­явилась чуть меньше чем через год. Невероятное достижение, которое дает надежду и больным другими заболеваниями. Возможно, вскоре можно будет разработать мРНК-вакцины против других патогенов, таких как гепатит С, ВИЧ или грипп.

Грузовой транспортер, или Векторные вакцины

Векторные вакцины состоят из ослабленных или мертвых вирусов, безвредных для человека. Например, вирус простуды, опасный для шимпанзе, но бессмысленный для человека, или мертвый вирус простуды человека — аденовирус в случае векторных вакцин против ковида. Их плюс в удобном способе доставки генетической информации, то есть чертежей в клетки организма. В клетках организма эта информация считывается, и антиген вырабатывается в больших количествах. Когда он высвобождается из клеток, начинают активно вырабатываться антитела, которые будут инактивировать настоя­щий патоген. Векторные вакцины не всегда полностью предотвращают заражение, но доказано, что они облегчают симптомы до такой степени, что соответствующее заболевание больше не представляет угрозы для жизни. Этот тип вакцины также получил толчок к развитию благодаря пандемии коронавируса.

Идея не нова: уже существует одобренная вакцина против лихорадки Эбола, а некоторые вакцины против ВИЧ и лихорадки Зика находятся на разных стадиях тестирования.

Мечты о будущем, или Вакцинация против рака?!

Если вы попросите людей дать определение рака, большинство ответят, что это болезнь, вызванная дегенерацией клеток. Пока все верно. Однако это только часть правды, на самом деле речь идет о 83%. Около 17% раковых заболеваний вызываются вирусами. Популярным примером является вирус папилломы человека, который может спровоцировать рак шейки матки. И хотя звучит так, будто только женщины могут заболеть этим вирусом,но нет, у мужчин также может развиться несколько видов раковых опухолей в результате заражения ВПЧ.

Вирусы могут передаваться при кожном контакте, например во время секса. Обманчивая вещь: заражение может остаться незамеченным, или вирус будет неактивным в течение многих лет, но длительная инфекция может привести к раку. Для женщин рак шейки матки является вторым по распространенности типом рака и третьей по распространенности причиной смерти. Вакцинация, рекомендованная в Германии Постоянной комиссией по вакцинации для всех детей старше девяти лет, является самым простым способом эффективной профилактики этого вида рака.

НА БИС, ПОЖАЛУЙСТА! ИЛИ ИММУНОТЕРАПИЯ

В настоящее время в еще одной молодой области имму­нотерапии достигнут значительный прогресс. Речь идет о введении синтетических веществ, в естественной форме присутствующих в иммунной системе, то есть цитокинов, антител, иммунных клеток (особенно Т-клеток) или иммунных модуляторов.

Динозавры в лечении: цитокины

Цитокины, играющие решающую роль в сигнальной цепи, уже упоминались в параграфе «Народ, слушай мой сигнал!». Там же я представил хемокины, интерфероны и интерлейкины. Обычно они высвобождаются именно тогда, когда врожденный иммунный ответ бьет тревогу. Однако при некоторых заболеваниях — скажем, при определенных видах рака — этот сложный механизм нарушается, и показано дополнительное введение цитокинов. Например, можно дать организму дополнительные интерфероны.

Одним из динозавров в истории применения цитокинов является действующее вещество интерферон альфа-2а. Его дни сочтены, потому что сейчас есть более эффективные препараты, но я считаю, что мы должны поставить ему памятник именно потому, что он снова дал о себе знать во время пандемии коронавируса. Интерферон альфа-2 двух типов a и b выделяется клетками, зараженными вирусом, чтобы предупредить остальных и остановить инфекцию. Этому открытию уже более полувека. В 1950-х годах исследователи всего мира открывали интерфероны. Позже выяснилось, что лечение интерфероном альфа-2а также перспективно при некоторых видах рака.

Однако были и нежелательные побочные эффекты, такие как гриппоподобные симптомы, депрессия и анемия, по­этому в последние годы крупные производители лекарств прекратили выпуск препарата. Тем не менее некоторые, например кубинские, врачи надеялись на революционные результаты этого «чудодейственного средства» в борьбе с COVID-19. Следует отметить, что краткосрочный успех не подтвердил себя в исследованиях и, вероятно, основывался скорее на принципе: пока нет доказанного альтернативного лечения, лучше иметь то, которое может принести хоть какую-то пользу, а интерферон альфа-2а десятилетиями подтверждал свое противовирусное действие. Однако потом появились более эффективные методы борьбы с COVID-19.

Загадочная субстанция, или Терапия антителами

Не лучше ли в качестве иммунотерапии сразу же вводить необходимые, идеально подходящие антитела к вредным для организма антигенам? То, что кажется простым, на деле оказывается сложным. Тем не менее идея бродит уже почти 150 лет, а точнее, со времен новаторской разработки Эмиля фон Беринга. В ходе своих исследований в области дезинфекции он предположил, что можно избавить организм от ми­кробов не только снаружи, но и изнутри. Однако ни одно из веществ, которые он испытывал на экспериментальных животных, не принесло успеха. Бактерии делали свое черное дело.

Так было до 1889 года, когда фон Беринг был назначен в Институт гигиены в Берлине. Там один из самых известных микробиологов того времени, японец Китасато Сибасабуро, проводил исследования вместе с Робертом Кохом. Вместе они обнаружили, что кровь животных, переживших определенную инфекцию, можно использовать для иммунизации еще не заболевших особей. Загадочное вещество называлось антитоксин Коха — а сегодня антитело, о котором мы уже упоминали, когда рассказывали о разработке сыворотки против укусов змей. Фон Беринг приступил к систематическим исследованиям. Самое главное: ему нужны были подходящие экспериментальные животные, которые вырабатывали бы достаточное количество загадочного антитоксина. Неудивительно, что роскошное стойло лабораторных животных он называл своей собственностью. А изюминкой были лошади, которые производили необходимую сыворотку. Самые важные из них даже имели имена, так что сегодня мы знаем, кому обязаны прорывом в иммунизации: Кларе, Лотте, Паулю и Эмилю. С их помощью фон Беринг и его коллеги получили достаточно антител, чтобы вскоре под руководством Пауля Эрлиха прояснить следующий важный вопрос: сколько сыворотки с антителами необходимо для иммунизации? И когда ее следует применять?

Когда все было готово, фон Беринг в 1894 году представил антитоксин против одной из самых страшных детских болезней — дифтерии, а также заключил выгодный контракт с фармацевтической компанией на его масштабное производство. Эмиль фон Беринг и Пауль Эрлих создали первую массовую вакцину и тем самым проложили путь в новое столетие, когда появилась эффективная защита от широкого спектра заболеваний.

С тех пор минуло много десятилетий, в течение которых терапия антителами достигла невероятного прогресса. Такая вакцинация стала сама собой разумеющейся во многих областях, а также самостоятельным направлением. Сегодня основным направлением исследований в области терапии антителами можно считать лечение рака. Каждый год появляются новые впечатляющие разработки, но и важнейшие проблемы все еще остаются зловещими.

Проблема номер один: существуют тысячи различных антител, которые мы можем классифицировать, но которые все равно немного отличаются у каждого человека. Бо́льшая часть терапии антителами — это персонализированная медицина со всеми вытекающими отсюда сложностями.

Проблема номер два: антитела не производятся полностью синтетическим путем. Лаборатории должны снабжаться подходящими В-клетками, готовыми к дальнейшим манипуляциям. Затем свободно плавающие антитела вылавливаются из «супа» иммунных клеток, очищаются и только после этого могут быть использованы в терапевтических целях.

Проблема номер три: некоторые патогены, а также измененные клетки организма маскируются таким образом, что антителам трудно их найти.

Одной проблемой больше, одной меньше, но лечение антителами — это то, что очень может пригодиться, поскольку оно универсально. Будь то против аллергии, болезни Альцгеймера или вирусных заболеваний, целенаправленное использование антител обещает потенциально ошеломляющий успех. Решающий вклад в это внесла и пандемия ковида. В качестве эффективного лечения этого вирусного заболевания обсуждаются, в частности, моноклональные антитела. Инсценировка ли в средствах массовой информации или действительно чудо, но такое антитело сработало, например, на тогдашнем американском президенте Дональде Трампе. Препарат, назначенный ему во время болезни, не только показал убедительный эффект, но и выявил еще одну проблему терапии антителами: она дорогостоящая. Всего несколько месяцев назад правительство Германии закупило 200 тыс. доз препарата за 400 млн евро. Так, одна доза, необходимая пациенту примерно на десять дней, стоит 2000 евро. В острых случаях — но только в начальной фазе, пока инфекция не распространилась слишком глубоко в организм, — это может быть одним из эффективных способов лечения. Впрочем, следующая проблема уже поджидает: лекарство специфично для данного возбудителя, поэтому мутации не поддаются лечению с помощью ранее эффективного антитела.

Наконец, уже упомянутые ингибиторы иммунных контрольных точек также являются одной из форм терапии антителами. Разница лишь в том, что они действуют не против захватчиков или измененных клеток организма, а занимают контрольный пункт.

Серийный убийца с доставкой на дом, или Введение Т-клеток

Еще одна идея в иммунотерапии — вводить Т-клетки. Эти серийные убийцы иммунной системы призваны быстро расправиться с выявленными захватчиками. Что может быть очевиднее, чем направить эти клетки, которые не задают лишних вопросов, на источник болезни?

Идея не нова, и разработки велись годами: в прошлом из организма больного раком брали Т-клетки, которые специально нацеливались на соответствующую опухоль. Их очищали, размножали и вводили обратно. Сегодня начинают с того же, но дополнительно помещают на поверхность полученных иммунных клеток искусственно улучшенный Т-клеточный рецептор, идеально адаптированный к конкретному человеку. Для этого с помощью векторов новые участки встраивают в геном. Однако метод дорогостоящий. Следующим шагом, как уже известно, является их размножение и вливание в организм. Принципиальная особенность метода в том, что теперь используют живой препарат, который бодро воспроизводится в организме и привлекает в результате гораздо больше Т-клеток, чем их введено.

Более того, в настоящее время подумывают о следующем шаге. Исследователи хотят обращаться уже не к Т-клеткам как таковым, а к дендритным клеткам, которые отвечают за активацию Т-клеток и поэтому являются идеальными кандидатами для профилактического лечения. Вместо того чтобы брать готовые Т-клетки из организма, теперь из крови вылавливают и разводят моноциты (то есть клетки-активаторы иммунной системы) и дендритные клетки. Затем их нагружают антигенами. В конце концов, у дендритных клеток длинные «руки» и достаточно пространства для презентации антигенов.

Сначала метод может показаться абсурдным, но это не так. Антигены целенаправленно доставляются в организм в точно определенном количестве. Дендритные клетки представляют организму ровно столько материала, сколько необходимо Т-клеткам для усиления выработки антител. Пока неясно, приживется ли эта идея; исследования ведут с недавних пор, так что рано говорить об успехе или провале метода.

Инновационный скачок, или Ингибиторы контрольных точек

Вы уже познакомились с принципом иммуномодуляции. Когда речь шла о регуляторных Т-клетках, центральным был вопрос о балансе между иммунным ответом и иммунной толерантностью. Эти методы лечения также направлены на эту регуляторную функцию. В онкологии, например, это активное вещество имиквимод, которое назначают на ранних стадиях рака кожи. На протяжении почти двух десяти­летий этот препарат используют местно, чтобы побудить иммунную систему целенаправленно атаковать клетки, вызывая воспалительную реакцию через активацию кожного толл-подобного рецептора 7.

Несколько лет назад в арсенале иммуномодуляторов по­явился новый препарат — висмодегиб, который позволяет организму дать сильный иммунный ответ. Действительно, он работает настолько хорошо, что его иногда называют «инновационным скачком». Проще говоря, это одна из тех инноваций, которые решительно меняют мир в кратчайшие сроки и в одно мгновение делают старые методы и продукты устаревшими. В качестве примера можно привести смартфоны или… висмодегиб. Ведь препарат осаждает рецептор так называемого оборонительного пункта сигнального пути, который некоторые раковые клетки используют для быстрого размножения. Возможно, висмодегиб не так популярен в СМИ, как мобильные телефоны последнего поколения, но для примерно 170 тыс. заболевающих ежегодно в Германии он является лучиком надежды.

ГЛАВА 9

ДОМАШНИЕ СРЕДСТВА

После моих объяснений Тильманну, кажется, полегчало, правда, и он не был уверен, что антибиотики действительно нужны для лечения его трехдневной простуды. Я был полностью согласен с ним и поэтому сразу же продолжил страстную речь об использовании домашних средств, которые являются хорошей альтернативой, по крайней мере при неопасных инфекциях. Здесь тоже, конечно, нужно различать оправдавшие себя и нет. Оправдавшие — значит, доказанные. Многие вещи имеют довольно скудные научные доказательства своей эффективности. Исходя из жалоб Тильманна и рекомендаций по их устранению со стороны соседей по общежитию, я хотел бы отметить, что в повседневной жизни люди часто ведут себя так, как для иммунной системы совсем не желательно.

Каждый день наша иммунная система защищает нас от бактерий, вирусов, грибков, паразитов и выродившихся клеток организма. Мы должны отплатить ей тем же и заботиться о ней как можно лучше. Уход и укрепление иммунитета — это меньшее, что мы можем сделать для верного помощника. И именно это я сказал своим соседям по коммуналке, чьи проблемы со здоровьем, безусловно, могли быть устранены тем или иным способом. Именно когда вы здоровы, вы можете поддержать иммунную систему таким образом, чтобы она защитила вас от следующей инфекции. Однако это доброе намерение не только приводит к впечатляющим научным достижениям, но и привлекает шарлатанов.

Что писал Кристиан Моргенштерн? «Простуда притаилась на террасе, чтобы поймать жертву…» Достаточно зайти в аптеку или заглянуть в интернет: только начинается сезон простуд, тут же раздаются громкие вопросы от кашляющих и сопящих людей, чем можно облегчить свое состояние. Вот и нарезают свежий имбирь, кто-то надеется на витамин С и цинк в таблетках или глотает эхинацею в немереных количествах. Предлагаются как гомеопатические препараты, так и средства традиционной медицины. А то бабушка сварит свой знаменитый куриный суп. Однако ключевой вопрос остается: что действительно помогает, а что даже вредно?

СОВЕТ БАБУШКИ: ПОМОЩЬ В ЭКСТРЕННОЙ СИТУАЦИИ

Давайте возьмем простуду, знакомую нам всем. Тем более что в этом случае ассортимент средств огромен.

Цветущая помощь: эхинацея

Эхинацея пурпурная заманчива, цветет в саду, а еще говорят, что она целебна. Различные коренные народы Северной Америки использовали ее при простуде, а также во многих других целях. В лаборатории было показано, что экстракт цветка эхинацеи активирует Т-хелперные клетки CD4⁺ и клетки-киллеры CD8, а также макрофаги. Герхард Мадаус, который в 1938 году начал продавать первый препарат эхинацеи в Европе, этого не знал. Тем не менее его «Эхинацин» разошелся как горячие пирожки. Однако ее позитивное влияние на простуду совершенно не доказано. Было проведено почти три дюжины контролируемых исследований с участием почти 5000 человек, посвященные эхинацее, но безрезультатно. Она все еще не запрещена, так что, вероятнее всего, не вредит вашему здоровью — только вашему кошельку. Ее эффективность сомнительна, если не считать эффекта плацебо.

Гранулы для иммунной системы, или Гомеопатия

Считается, что средство, которое обычно вызывает симптомы простуды, при сильном разбавлении перенастраивает организм таким образом, что симптомы отступают во время болезни. Этот аргумент, очевидно, обладает определенной убеждающей силой, потому что торговля гранулами — это экономический блокбастер. Несмотря на обилие восхищенных отзывов, нет ни одного исследования, подтверждающего действие гранул. Сила внушения в чистом виде, что становится опасным при действительно серьезных заболеваниях. Надеяться на улучшение ситуации не только не рекомендуется, но даже смертельно опасно.

Тот, кто хочет дорого заплатить за эффект плацебо, конечно, может попробовать гомеопатию, главное — не навредить еще больше.

Горячий лимон, или Витамин C

Чашка горячего лимона — то есть горячая вода плюс лимонный сок — традиционный способ приема витамина С. Его можно принимать также в форме таблеток, но горячий лимон имеет преимущество. В нем не только действует химическое вещество аскорбиновая кислота (она даже менее важна при текущей простуде); гораздо полезнее здесь и сейчас, что температура напитка заставляет тело пропотеть, а содержание воды снабжает его жидкостью, которая необходима для всех транспортных процессов в организме. Кроме того, лимон стимулирует выделение слюны, которая содержит множество антибактериальных компонентов и, таким образом, убивает болезнетворные микроорганизмы в полости рта. Вот вам и немедленный эффект.

Однако в среднесрочной и долгосрочной перспективе рекомендуется употреблять горячий лимон именно из-за наличия в нем аскорбиновой кислоты. Активный ингредиент является поглотителем радикалов и обладает антиоксидантным действием. Кислота деактивирует реактивные молекулы кислорода, которые также образуются, например, во время старения. Предполагается, что витамин С защищает мембрану фагоцитов от окисления. Это улучшает функциональность фагоцитов — несомненный плюс в борьбе с патогенами. Кроме того, в лабораторных условиях уже доказано, что витамин С активирует каскад комплемента, что повышает вероятность маркировки и уничтожения бактерий. Вопрос о том, в какой степени потребление витамина С действительно помогает бороться и предотвращать заболевания, является спорным. Исследования показали лишь умеренный положительный эффект.

Тем не менее витамин С жизненно необходим. Лучший способ убедиться в этом — рассмотреть заболевание, вызванное дефицитом витамина С, — цингу. Веками это был страшный недуг, особенно во время длительных морских путешествий, когда люди питались в основном соленым хлебом и сухарями. Недостаток витаминов сначала вызывал кровоточивость десен, а в худших случаях выпадали зубы. Кроме того, пострадавшие становились восприимчивы к инфекционным заболеваниям, их раны хуже заживали и превращались в ворота для патогенных микроорганизмов, которые были рады, что им не пришлось преодолевать кожный барьер. Случались и кожные кровотечения.

До XVIII века цинга была самой распространенной причиной смерти среди моряков. Неудивительно, что в 1747 году корабельный врач Джеймс Линд захотел докопаться до сути этой болезни. Он взял 12 моряков, страдающих от цинги, и разделил их на шесть групп по два человека. Дополнительно к обычному рациону он выдавал каждой группе еще одну специальную пищевую добавку: фруктовое вино, серную кислоту, уксус, специи и травы, морскую воду, а также апельсины и лимоны. Он заметил, что здоровье тех, кто получал апельсины и лимоны, быстро улучшалось. Однако прошло довольно много времени, прежде чем его открытие получило широкое распространение. Первопроходцами стали служащие Британского флота, которым начиная с 1795 года добавляют лимонный сок в рацион. Другие последовали этому примеру, так что, за некоторыми исключениями, цинга постепенно исчезла в западном мире. Однако и по сей день это заболевание тесно связано с недоеданием в целом и поэтому по-прежнему широко распространено во многих странах глобального Юга.

Что еще бабушка знала, или Куриный бульон

Если ваша бабушка действительно хорошо к вам относится, она обязательно подскажет, что куриный суп — это именно то, что вам нужно. В таком супе много витамина С, витамина Е и цинка. Кроме того, есть доказательства, что пока еще не идентифицированное вещество в курином бульоне — который, правда, нужно долго варить — подавляет нейтрофилы и тем самым оказывает противовоспалительное действие. А еще хороший суп содержит белковые строительные блоки цистеин и карнозин, которые не только — по крайней мере, в лабораторных условиях — повышают иммунные функции некоторых клеток, но и обладают отхаркивающим действием.

Лечебный корень, или Имбирь

Даже врачи Древнего Китая оценили целебный эффект имбиря; он играет весомую роль в традиционной китайской медицине — и не как чудодейственное средство. С этим корнем вы точно не ошибетесь: имбирь богат эфирными маслами, которые источают характерный запах, и гингеролами — веществами с острым вкусом. Этот корень можно очистить и использовать свежим в натертом, нарезанном или измельченном виде. Имбирь также можно сушить, молоть или купить в виде экстракта. Обладает ли он противовирусным и антибактериальным действием, не подтверждено. Однако он не только стиму­лирует кровообращение в слизистой оболочке, но и снимает боль и способствует слюноотделению. Это затрудняет проникновение патогенных микроорганизмов на слизистые оболочки. Острые на вкус вещества часто называют «природным аспирином», а если залить их горячей водой и подсластить медом, то они еще и очень вкусные.

Не только от вампиров, или Чеснок

Не только вампиры боятся чеснока. Можно подумать, что то же самое происходит и с теми, кто бросает вызов иммунной системе. Наблюдения показывают, что регулярное, так сказать, профилактическое употребление чеснока снижает частоту заболеваний в зимние месяцы. Я пока оставлю в стороне социальную сторону вопроса. Однако положительное действие чеснока при простуде пока научно не доказано.

Неизвестно также, чем обусловлена долгосрочная эффективность. Предполагается, что решающими действующими веществами являются противовоспалительные и противовирусные сульфиды чеснока. Оба этих вещества также содержатся в луке, который часто используют — в виде лукового сиропа — для лечения простуды. Рекомендуют также прикладывать дольку лука к уху при ушной боли. Помимо сульфидов, чеснок содержит витамины А, В и С, а также множество минералов, таких как калий, йод, селен, кальций, цинк, магний и железо. Предположительно все это, вместе взятое, оказывает благотворное влияние на организм. Тем не менее следует соблюдать осторожность: чеснок может также — и даже довольно часто — вызывать аллергические реакции.

Укутайся получше

Когда медиатор интерлейкин-6 настраивает регулятор внутренней температуры в сторону повышения, возникает лихорадка. Лихорадка — это хорошо, потому что химические процессы усиливают размножение клеток крови и защитные реакции иммунной системы. Макрофаги и дендритные клетки лучше выполняют свою функцию. Фактически лихорадка также способствует миграции Т-клеток в место воспаления.

И все же лихорадка полезна для иммунной системы только до определенного момента. Если температура поднимается слишком высоко, эффективность иммунной системы снова уменьшается. Это означает, что принудительное снижение температуры имеет смысл, только если она слишком высока. В противном случае это замедляет течение болезни. Но какая температура слишком высокая? Температуру тела выше 37 градусов Цельсия называют повышенной, выше 38 градусов — лихорадкой, выше 39 — высокой. Последнего следует избегать. Обертывание ног — подходящее домашнее средство для этого, так как оно поможет снизить температуру примерно на 1,5 градуса. Жар снижается за счет охлаждения. Для этого два полотенца смачивают чуть теплой водой и оборачивают вокруг голеней. Влага из компрессов испаряется, ста­новится прохладно, и температура тела снижается. Жаро­понижающие средства делают то же самое, но обертывание ног — более мягкий способ.

Незаменимый строительный блок для ферментов, или Цинк

Микроэлемент цинк — компонент многих ферментов, активно работающих в организме. Он также играет важную роль в выработке ферментов иммунной системы. Цинк в основном влияет на врожденную иммунную систему, подавляя чрезмерные иммунные реакции. Это полезно, когда воспалительная реакция выходит из-под контроля. Метаанализ 16 исследований показал, что прием добавок цинка в течение шести месяцев приводит к значительно меньшему количеству простудных заболеваний у детей и более коротким пропускам занятий в школе. Однако не следует принимать его слишком много, так как это может вызвать побочные эффекты, такие как сухость во рту, тошнота и рвота.

Цинк актуален не только для страдающих простудой; некоторые исследования показывают, что он может помочь больным нейродермитом, облегчает их состояние. Поскольку цинк отвечает за определенные процессы реструктуризации в коже, важно получать достаточное количество этого микроэлемента.

НЕ ТОЛЬКО СМЕХ ПРОДЛЕВАЕТ ЖИЗНЬ, ИЛИ ЗДОРОВЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ

Если бы смех и поцелуи не помогали вам лучше относиться к жизни и своему телу, то, наверное, не было бы клоунов и проявлений любви. Хотите — верьте, хотите — нет, но и то и другое оказывает ощутимое благоприятное воздействие на иммунную систему. Кроме того, я могу порекомендовать еще несколько профилактических мер для поддержания здорового иммунитета.

Анекдоты — это весело

Гелотология — этот термин следует знать, если вы собираетесь на шоу «Кто хочет стать миллионером». Так называется наука о смехе, которая изучает физиологические и психологические показатели влияния смеха на человеческий организм. Все началось с того, что Уильям Финли Фрай, заслуженный профессор Стэнфордского университета из Калифорнии, в 1960-х годах с канюлей в руке посмотрел фильмы о Дике и Дуфе, потому что хотел выяснить, как интенсивный смех влияет на его организм. Этот эксперимент повторил ученый Ли Берк из Калифорнийского университета Лома Линда. Он заставил мужчин в течение часа смотреть смешные видео и брал у них кровь каждые десять минут. Одно только предвкушение смешной сцены увеличивало количество гормона счастья бета-эндорфина и гормона роста СТГ, который участвует в иммунной защите. Исследователи также обнаружили, что смех увеличивает количество естественных клеток-киллеров и других иммунных клеток в крови и их уровень сохраняется в течение нескольких дней. Вполне логично, что смех укрепляет иммунную систему. Тем не менее до сих пор нет точных доказательств того, что частый смех защищает от инфекционных заболеваний или помогает иммунной системе, ведь некоторые результаты не подтверждаются при повторных испытаниях. Однако доказано, что в целом счастливые и устойчивые к стрессу люди реже болеют. Почему это так, пока неизвестно.

Разнообразие лучше, или Поцелуи

Поцелуй оказывает не только психологический, но и иммунологический эффект. Когда мы целуемся, мы сталкиваемся с бактериями, вирусами, возможно, даже грибками или пара­зитами в большом количестве.

Это даже было научно доказано: голландские ученые провели эксперимент по поцелую, введя в язык коктейль из бактерий. Затем количество бактерий было подсчитано во рту поцелованного партнера. Результат: 80 млн. Прежде чем вы с отвращением откажетесь от одного из самых прекрасных моментов в жизни, взгляните на этот взаимообмен под другим углом. Интенсивные поцелуи несколько раз в день гарантируют, что у обоих партнеров флора полости рта станет схожей. Само по себе это не имеет значения, но тот факт, что флора полости рта обоих партнеров состоит изначально из различных сред, обеспечивает большее разнообразие. А это полезно для иммунной системы — вы же помните о пользе богатой иммунной библиотеки. Параллельно с этим гормоны счастья поддерживают защитные клетки, а гормоны стресса снижаются — вот еще два положительных побочных эффекта, о которых нельзя забывать.

Все в движении, или Спорт

Существуют исследования о влиянии спорта на иммунную систему. Они наглядно демонстрируют положительный эффект от физических упражнений. Хотя необходимы дополнительные испытания, уже есть некоторые предположения. Одно из них заключается в том, что физическая активность, которая ведет к увеличению частоты дыхания, способствует вымыванию бактерий из дыхательных путей и легких. Это снижает риск подхватить простуду. Доказано то, что физические упражнения вызывают изменения в антителах и белых кровяных клетках. Они более активны в организме, а хорошее кровообращение стимулирует их распространение, благодаря чему патогены распознаются быстрее. Однако доподлинно неизвестно, помогают ли эти изменения предотвратить инфекции. Кратковременное повышение температуры тела во время и сразу после тренировки может подавлять рост бактерий, удерживая потенциальные инфекции на расстоянии. Это примерно сравнимо с лихорадкой, хотя при остром заболевании следует воздержаться от физических упраж­нений.

И как и в случае со смехом и поцелуями, большинство видов спорта снижают уровень гормонов стресса, которые подозреваются в том, что они способствуют развитию заболеваний. Программа умеренных тренировок, таких как езда на велосипеде, бег трусцой или ходьба, посещение тренажерного зала, пешие прогулки или плавание, не только позволит вам чувствовать себя лучше, но и укрепит вашу иммунную систему в долгосрочной перспективе.

НЕМНОГО ГРЯЗИ НЕ ПОМЕШАЕТ, ИЛИ ГИГИЕНА

Особенно в период пандемии всем стало ясно, что гигиена играет важную роль в поддержании иммунной системы в здоровом состоянии. Однако вот что остается в тени: это верно в обоих направлениях. Слишком много гигиены так же вредно, как и слишком мало. Это всегда вопрос дозирования патогенной нагрузки таким образом, чтобы иммунная система не испытывала ни недостатка, ни избытка. В первом случае им­мунная система от скуки начинает искать себе занятие, во втором — мы заболеваем. Ситуация осложняется тем, что патогенная нагрузка выглядит по-разному для каждого захватчика. Иммунологи полагают, что, в то время как для Эбола достаточно всего нескольких вирусов, для других заболеваний требуется большее количество патогенов, чтобы человек заболел.

Существуют различные пути передачи патогенных микроорганизмов. Чтобы иммунная система не была чрезмерно загружена, важно преграждать некоторые из них гигиеническими ме­рами. Очевидно, что с инфекциями, передающимися через слизистые, борются иначе, чем с воздушно-капельными инфекциями. И тех и других возможно избежать, прибегая к иным способам, нежели в случае инфекций, передающихся через пищу.

Прикладные способы защиты, или Мытье рук

«Мыть руки, мыть руки должен каждый ребенок. Мойте руки, мойте руки, пока они не станут чистыми…» — так начинается популярная детская песенка, которая, как и многие другие, несомненно, имеет и воспитательную подоплеку. В шутливой форме здесь прививаются основные правила гигиены, которых совершенно достаточно во всех повседневных ситуациях (то есть не при остром заболевании), чтобы снизить количество микробов до уровня, с которым легко справится наша иммунная система.

Для этого достаточно теплой воды и имеющегося в продаже мыла, а дезинфицирующие моющие добавки в данном случае не нужны. Однако они могут быть полезны, если ограниченного обеззараживающего или бактерицидного действия этих домашних средств недостаточно: например, для людей определенных профессиональных групп, в общественных местах или если желудочно-кишечный микроб угрожает поразить всех членов семьи. Тогда нам нужны препараты, которые убивают не только поверхностные микробы, но и неразвитые вирусы, а также могут бороться со спорообразующими бактериями, паразитами или грибками.

Этими знаниями мы обязаны «спасителю матерей» Игнацу Земмельвейсу, который работал в венской акушерской клинике в середине XIX века. Он заметил, что женщины, рожавшие в больнице у врачей, которые в то же время прикасались к больным и умершим людям, часто умирали от родильной горячки. Ища способ предотвратить это, он ввел практику мытья рук и предплечий всех участников процесса, а также материалов с хлорной известью. Однако никто бы никогда не узнал об этом, если бы хороший друг не убедил Земмельвейса написать статью. В 1860-х годах придуманную им процедуру стали применять в некоторых клиниках. Все усложнилось тем, что Земмельвейс не смог объяснить, откуда берется лихорадка, — он ничего не знал о бактериях. Его лавры достались другим. Однако внедрение мытья рук и дезинфекции поверхностей с опорой на эмпирические данные — в этом заслуга именно Игнаца Земмельвейса.

Прощай, размножение микробов, или Дезинфекция поверхностей

Как и в случае с мытьем рук, эффективность дезинфекции поверхностей заключается в снижении патогенной нагрузки на так называемые контактные поверхности. Наглядный пример: дверные ручки и лестничные перила в общественных местах — настоящие рассадники микробов. Вирусы и бактерии любят оседать на них, и их тут же подхватывает следующая рука. И даже в частной сфере микробы могут быстро распространяться через совместное использование поверхностей — вспомните туалет, кран и стол.

Неудивительно, что дезинфицирующие средства играют все более важную роль. При этом речь идет уже не только о жидкостях; все чаще дезинфекцию проводят, например, с помощью ультрафиолетового излучения. Однако здесь слишком хорошо тоже нехорошо. Если вы систематически стерилизуете окружающую среду, вы не позволяете своему организму развивать здоровый и разнообразный микробиом. Это особенно важно для детей. Иммунологи связывают резкое увеличение числа аллергий и аутоиммунных реакций с проблемой слишком чистой окружающей среды. В большинстве ситуаций здраво согласиться с бабушкой, которая всегда говорила: «Немного грязи не повредит». Но только немного.

Дизайнерские штучки, или Маски

Задолго до того, как люди узнали что-то о микробах, когда они еще верили во внеземные влияния, запахи, вы­зывающие болезни, и грех, они часто интуитивно по­ступали правильно. Они использовали маски во время вспышек заболеваний. В результате сокращались случаи передачи болезнетворных элементов воздушно-капельным путем.

Чумной доктор в своей маске с длинным клювом, содержащей ароматные травы, достигал защитного эффекта — пусть и небольшого — благодаря физическому барьеру и, возможно, расстоянию, которое обеспечивала форма маски. Хотя с современной точки зрения его подход все еще можно назвать скорее интуитивным. Исследования показывают высокую эффективность масок. Сегодня ни один врач не встанет за операционный стол без маски, а в ситуациях, подобных пандемии коронавируса, маски также помогают сдерживать инфекцию в повседневной жизни.

Кстати, принятие масок в основном обусловлено культурой. Если в Восточной Азии ношение повседневных масок было обычной практикой на протяжении многих лет, то в остальном мире до коронавирусной пандемии это считалось необычным и вызывало подозрение, что носитель маски сам серьезно болен. Это было эдаким клеймом, а не признаком рядовой заботы о здравье.

До этого места и не дальше, или Соблюдай дистанцию

Вы еще помните свои поездки в детский лагерь? Возможно, вас не учили менять постель каждую ночь. В конце смены родители получали обратно не только своего ребенка, но и записку с указанием остерегаться вшей. Неудивительно, ведь малыши гуляли все вместе, головы их соприкасались. Рай для вшей, которым того и надо, чтобы вы держались поближе друг к другу.

Большинство патогенных микроорганизмов сами по себе далеко не уходят. Им нужны транспортные системы — вышеупомянутые пути передачи. С помощью рук, дыхания и тому подобного они перемещаются на короткие или длинные расстояния. Если я приветствую кого-то кивком головы — или на японский манер поклоном, — я избавляю его от всех болезнетворных бактерий, которые живут на моих ладонях. Если я отворачиваюсь, когда чихаю, я сдуваю микробы с себя, не давая попасть болезнетворным бактериям в нос или рот собеседника, где они с удовольствием проложили бы себе путь внутрь организма.

ЛУЧШЕ НЕ НАДО! ИЛИ ЧЕГО СЛЕДУЕТ ИЗБЕГАТЬ

Вспоминая своих соседей по общежитию, я не хотел бы ограничиваться только советами о разумных домашних средствах. Вероятно, важнее было бы четко обозначить, что именно осложняет жизнь иммунной системе.

Таблетка от всего, или Мультивитаминные комплексы

Их выпускают в различных составах. Для детей, подростков, женщин и мужчин, пожилых людей. Иногда с большим ко­личеством фолиевой кислоты, иногда с дополнительным количеством витамина Е. Бизнес на этих препаратах процветает. Однако если посмотреть на исследования мультивитаминных таблеток, то картина выглядит совсем иначе. Кокрановская социальная сеть, ассоциация ученых и врачей, внимательно изучила влияние мультивитаминных пилюль, и особенно антиоксидантов, таких как витамины А, С и Е, на продолжительность жизни. В метаанализе была дана оценка всем исследованиям на эту тему до 2011 года и было установлено, что регулярный прием пищевых добавок повышает вероятность преждевременной смерти у здоровых людей. Главными виновниками являются бета-каротин, который, как известно, повышает риск развития рака легких, особенно у курильщиков и людей, подвергавшихся воздействию асбестовой пыли, и, возможно, витамин Е. У здоровых людей при нормальном потреблении витаминов с пищей эти негативные эффекты минимальны; зато положительные — многочисленны. Результатом регулярного дополнительного приема витаминов через добавки является не что иное, как «дорогая моча». Только в редких случаях действительно существует дефицит, который необходимо восполнять, но лишь анализ крови, интерпретированный врачом, может внести ясность.

Докурился до смерти

Курение оказывает сильное влияние на различные участки иммунной системы. Очевидно, что при этом организм вступает в контакт со многими чужеродными веществами и патогенами. Сигаретный дым во много раз увеличивает количество фагоцитов — альвеолярных макрофагов, которые находятся в легких. Они отвечают за начальный иммунный ответ, распаковывая лизоцим — своего рода убойный молоток — и другие вещества, чтобы противостоять опасным частицам, но у них есть неприятный побочный эффект. Они постепенно разрушают соединительную ткань, что может привести к чрезмерному раздуванию легких. Это признак страшного заболевания — хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).

Хотя число альвеолярных макрофагов увеличивается, их функция снижается. Они уже не в состоянии съесть такое количество патогенных микроорганизмов, поэтому золотистому стафилококку и ему подобным легче распространяться. Кроме того, сигаретный дым снижает активность естественных клеток-киллеров, что означает, что они менее способны распознавать клетки рака легких. Пока точно неизвестно, почему это так, но связь, установленная лабораторно, объясняет причину повышения риска развития рака легких у курильщиков. Курильщики подвержены риску не только ХОБЛ и рака легких, у них также гораздо выше вероятность умереть от гриппа. Отчасти это объясняется тем, что сигареты увеличивают количество белых кровяных телец, но значительно ухудшают их функцию.

Исследования показывают, что у курильщиков вырабатывается меньше антител против гриппа, что они быстрее разрушаются и что Т-хелперные клетки не принимаются за свою работу даже после их стимуляции. Какие именно вещества, содержащиеся в сигаретном дыме, ответственны за это, пока не понятно, ведь вместе с дымом в организм попадает около 4500 веществ, многие из которых могут действовать как модуляторы иммунной функции. Самый известный из них, никотин, как было доказано, оказывает общее ослабляющее воздействие на иммунную систему, вмешиваясь в передачу сигналов Т-клеткам. Помимо этого прямого эффекта, иммунологи и нейробиологи наблюдают и косвенный: никотин влияет на центральную нервную систему, мозг и поэтому также вступает в прямой контакт с иммунной системой. Он вызывает высвобождение различных биологически активных веществ, например иммуносупрессивного кортизола.

Затуманенная иммунная система, или Алкоголь

Свежий черный чай, хорошая порция рома и сахар — грог считается идеальным напитком от простуды. Однако алкоголь крайне вреден для иммунной системы. Он ее парализует — образно говоря, конечно. Чтобы доказать точное влияние алкоголя на иммунную систему, ученые из Чикагского университета Лояла провели эксперимент «под мухой». Молодым здоровым мужчинам и женщинам давали четыре или пять рюмок водки. Через 20 минут исследователи заметили повышение иммунной активности у испытуемых. Увеличилось производство трех типов иммунных клеток: B- и Т-лимфоцитов, моноцитов и естественных клеток-киллеров. При измерении через два и пять часов наблюдался противоположный эффект: было обнаружено меньше моноцитов и естественных клеток-киллеров, но концентрация различных клеток, подавляющих иммунную систему, была выше. На самом деле предыдущие исследования уже показали, что употребление большого количества алкоголя делает вас более восприимчивым к пневмонии и другим инфекциям. Данное же исследование по­казывает, почему это так. Даже если после бокала грога настроение может подняться, симптомы простуды растворятся в приятном тумане, а сон иммунных клеток будет особенно крепким. Так вы не принесете пользу своей трудолюбивой иммунной системе.

Пока не свалишься с ног, илиСтресс

Для наших предков стресс был необходим для выживания. Охотились ли они на мамонтов или сражались с нападающим медведем, им всегда приходилось в мгновение ока решать — сражаться или бежать. И даже сегодня очень полезно уметь молниеносно увернуться от машины или ловко ответить на неприятный комментарий. Стресс не только за­ставляет нас реагировать эффективно, но и усиливает иммунную систему — особенно врожденный иммунный ответ. Увеличивается количество белых кровяных телец, фагоциты и особенно естественные клетки-киллеры становятся по-настоящему активными. Компоненты специфической защиты, такие как Т-клетки, напротив, размножаются медленнее. Видимо, иммунная система должна сосредоточиться на неспецифической защите. Если же стресс длится долго, если он становится хроническим, это плохо для нашей иммунной системы. Краткосрочный стресс снижает только специфическую защиту, хронический — как специфическую, так и неспецифическую иммунную защиту. Обе тормозятся. Кто может постоянно находиться в оборонительной по­зиции?

Вы наверняка знаете способы снизить уровень стресса. Некоторым помогает спорт, другим — упражнения на релаксацию. Возможно, для вас это прогулка на природе или чтение хорошей книги. Самое главное, чтобы вы это делали. И делали регулярно. Если стресс был слишком велик в течение длительного времени и вы вдруг расслабились в отпуске, то запросто можете слечь с кашлем и простудой. Это не миф, а доказанный факт: стресс держит вашу все более утомляющуюся иммунную систему в узде. А расслабившееся тело получает отличную возможность за раз справиться со всеми накопившимися болезнями. Для этого даже есть свое название: «Болезнь досуга».

ЗА ВСЕОБЩЕЕ ЗДОРОВЬЕ: ПЕРСПЕКТИВЫ

Когда на рубеже тысячелетий я сидел со своими соседями по общежитию и объяснял основы иммунной системы, я не подозревал, что вирусология однажды станет моим страстным увлечением и предметом изучения. И я понятия не имел, что мы столкнемся с пандемией, которая будет держать весь мир в напряжении в течение нескольких лет, но уже тогда меня поразила сложность нашей иммунной системы. Армия, оркестр, который мог бы бороться с самыми смертоносными болезнями в тонко настроенном режиме. Изучая медицину, я с самого начала был очарован миром бактерий и вирусов. Однако я хотел работать лечащим врачом.

Во время клинической стажировки в Форт-Портале, в Уганде, недалеко от границы с Демократической Республикой Конго, я воочию видел успехи и неудачи иммунной системы и лечения инфекционных заболеваний. В педиатрическом отделении местной больницы лежал пятилетний мальчик с тяжелым менингитом. Он был на грани смерти. Семья сидела вокруг ребенка и умоляла помочь. К счастью, мы подобрали правильный антибиотик, и всего через три дня он уже сидел в кровати и смеялся. Когда мы вошли в палату, родственники устроили нам праздник, они танцевали вокруг нас, плакали от радости и обнимали нас. Воспоминание, которое и сегодня не оставляет меня равнодушным. Мы имели дело с патогеном, который чертовски смертоносен, но сегодня его можно обезвредить с помощью вакцинации и лечить антибиотиками.

В то же время в той же палате лежала в коме одиннадцатилетняя девочка, больная СПИДом. У нее была большая токсоплазмозная инфекция в мозгу, что легко может произойти с людьми со СПИДом. У девочки практически отсутствовали клетки CD4, поэтому такая инфекция могла быстро привести к летальному исходу. Будучи молодым врачом, я хотел спасти ее любой ценой. В то время уже существовали хорошие антиретровирусные препараты, но девочка резко оказалась в точке невозврата. У нее не оставалось другого выхода, но раннее антиретровирусное лечение могло бы подарить ей нормальную жизнь.

Несколько лет спустя я работал врачом в отделении неотложной помощи в больнице Криса Хани Барагхванатха в Соуэто. Это самая большая больница в Южном полушарии, расположенная в бедном пригороде Йоханнесбурга. Мы регулярно сталкивались с жертвами насилия и автомобильных аварий. ВИЧ, гепатит С и другие болезни были нашими постоянными спутниками. Однако эти инфекции стали почти побочной темой. Я работал посменно по 36 часов. Ночи были тяжелыми. В одну из смен я заснул за столом в центре отделения неотложной помощи, а когда проснулся утром, краем глаза увидел, как уборщики выметают пыль. Серую хлопьевидную пыль. Погрузившись в сон, я задумался, откуда взялась эта пыль. Потом меня осенило: это была кровавая пыль. Пыль от засохшей крови из всех тех ран и ссадин, которые мы обработали за ночь. В тот момент я понял, что, если вы хотите уменьшить человеческие страдания, вам нужно решать проблему глобально.

И я знал, что вакцины — это лучшее, наиболее экономичное и эффективное средство сдерживания и борьбы с инфекциями во всем мире. Оспа, некогда смертельно опасная, была искоренена. Заболеваемость полиомиелитом, корью, паротитом и краснухой сведена к минимуму. Поскольку иммунная система всего лишь «тренируется», а организм при этом вырабатывает естественную защиту, риск от вакцинации невелик по сравнению с болезнью и опасностями ле­чения.

Коронавирус наглядно показал нам, что бороться с пандемией можно только в глобальном масштабе. Вирусы и их мутации, а также бактерии не знают границ. Вирус из Китая может добраться до нас за считаные часы. Благодаря глобальной сети такие расстояния, как Франкфурт — Ухань, стали смешными. Там, где есть скопление людей, риск передачи инфекции возрастает, и число зараженных может увеличиться за несколько часов. Глобализованный мир требует сетевого мышления и совместных действий. Только таким образом мы сможем сдержать будущие инфекционные заболевания и пандемии.

Однако явление глобализации также включает в себя взаимосвязь людей, животных и окружающей среды, то есть необходим подход в формате «единое здоровье». Потому что изменение климата приведет к дальнейшему распространению инфекционных заболеваний, которые уже сейчас являются второй по распространенности причиной смерти во всем мире. В частности, болезни, передающиеся от животных к человеку. В настоящее время большинство этих инфекций приходят из Юго-Восточной Азии и регионов южнее Сахары, но в будущем их число возрастет и в Европе. Кроме того, сужение ареала диких животных и, как следствие, все более тесный контакт между людьми и животными, а также изменения в животноводстве способствуют передаче патогенов с устойчивостью к антибиотикам или даже новых патогенов. Только когда мы поймем, что биоразнообразие и среда обитания жи­вотных, их здоровье и здоровье окружающей среды тесно взаимосвязаны, мы сможем избежать пандемий. Если COVID-19 и научил нас чему-то, так это тому, что только многосторонний подход может сдержать воздействие будущих пандемий.

Всеобщее здоровье является основой для процветания, безопасности и мира. Чтобы достичь этого, страны должны объединиться, необходимо бороться с изоляционизмом и воспитывать солидарность духа. Лишь так можно ответить на вызовы будущего. Существует только один мир, и мы живем в этом мире все вместе. Наш успех или наша неудача в борьбе с глобальными угрозами здоровью будут во многом зависеть от нашей способности к общинности. Это то, на что мы должны проверять себя и мир.

ПРИМЕЧАНИЯ

МИФ Здоровый образ жизни

Подписывайтесь
на полезные книжные письма
со скидками и подарками:
mif.to/zd-letter

Все книги
по здоровому образу жизни
на одной странице:
mif.to/health

 #mifbooks

ОГЛАВЛЕНИЕ