4.2.8. Практическое применение иммунизации и химиотерапии

До начала XIX в. врачи оставались бессильны перед лицом инфекционных болезней и эпидемий. Одной из опаснейших болезней была оспа (рис. 4.2э17). Однако переболевшие оспой получали устойчивость к заражению ею на всю жизнь. По этой причине любая атака оспы была благоприятной для подвергшихся ей, но оставшихся в живых. В таких странах, как Турция и Китай, были сделаны попытки «уловить» болезнь и даже сделать прививки материалом, добытым из оспин. Риск был страшно велик, поскольку иногда привитые умирали.

Рис. 4.2.17. Гравюра конца XV века. Врачи оказывают помощь больным оспой

В первой половине XVIII в. прививки были впервые введены в Англии, однако не были приняты. Английский врач Эдуард Дженнер (рис. 4.2.18) пересмотрел вопрос о прививках и взял на вооружение народное поверье о том, что переболевший в результате заражения от рогатого скота коровьей оспой (мягкой болезнью, по симптомам напоминающей человеческую оспу) на всю жизнь получает иммунитет. Дженнер решил проверить это утверждение. В 1796 г., взяв жидкий материал из оспины на руке молочницы, больной коровьей оспой, он привил его некоему мальчику. Два месяца спустя он повторил прививку мальчику, однако, уже вакциной человеческой оспы. Мальчик не заболел. В 1798 г. врач опубликовал результаты своих экспериментов. Именно Дженнер ввел термин «вакцинация», который происходит от латинского «вакка» — «корова».

Рис. 4.2.18. Эдвард Дженнер (Edward Jenner, 1749-1823) — основоположник научного метода оспопрививания

Вакцинация распространилась по Европе моментально, и болезнь была побеждена. Оспа стала первой серьезной болезнью человечества, над которой до сих пор сохраняется строгий контроль (рис. 4.2.19).

Рис. 4.2.19. Али Маоу Маалин из Мерки (Сомали) — последняя в мире зарегистрированная жертва эпидемической оспы

Несмотря на то, что невосприимчивость человека к повторному заражению после перенесенного инфекционного заболевания была доказана и активно использовалась, однако природа этого явления оставалась непонятной и после того, как были разработаны и широко применялись прививки против ряда инфекционных заболеваний. Только гораздо позже стало известно, что объясняется эффект вакцинации наличием такого утонченного антибактериального оружия, как иммунитет, когда организм сам вырабатывает некоторые молекулы (антитела), которые можно использовать для уничтожения болезнетворных микроорганизмов либо их нейтрализации. Например, когда организм вырабатывает антитела против коровьей оспы и использует их в борьбе против оспы человеческой.

Теперь эта победа могла быть утверждена не только через атаку против болезни, но против микроорганизмов, которые вызывали заболевания. Пастер доказал наличие иммунитета на примере вакцинации скота против сибирской язвы — смертельной болезни, уносившей ежегодно большое поголовье. Пастер выявил возбудителя сибирской язвы (рис. 4.2.20). Он достаточно долго нагревал штамм этой бактерии, чтобы убить ее способность заражать. Такие неопасные, уже «мертвые» вакцины просто самим фактом присутствия в организме побудят его вырабатывать антитела, которые могут быть использованы против активных и смертельно опасных бактерий.

Рис. 4.2.20. Бактерии сибирской язвы

В 1881 г. Пастер провел драматический эксперимент. Он инокулировал части поголовья овец «мертвую», неактивную сыворотку язвы, другую же часть поголовья оставил непривитой. Все овцы, которым была сделана вакцинация, выжили, невакцинированные— заболели и погибли. Такие же результаты были получены Пастером относительно куриной холеры и страшного заболевания бешенства — болезни «бешеных собак».

В дальнейшем оказалось, что борьба с бактериальными заболеваниями во многом проще, чем с вирусными. Во-первых, бактерии проще размножаются в культуре, они более уязвимы. Живя вне клетки, они производят ущерб организму, отнимая у него питание либо высвобождая токсины. Однако их метаболизм (химический механизм) отличается от метаболизма клеток хозяина в нескольких аспектах. Поэтому всегда есть шанс, что они будут уязвимы к фармацевтическим средствам, разрушающим их метаболизм без серьезного повреждения клеток хозяина.

Начало использования химических средств против заболевания относится к далеким временам в истории человечества. С давних времен были известны лекари-травники. Их искусство передавалось из поколения в поколение. Использование хинина против малярии — самый известный пример «народного средства», которое со временем было принято на вооружение официальной медициной. С приходом синтетических химических средств возможность их использования расширилась: теперь против каждой болезни можно было использовать свое лекарство.

Например, немецкий бактериолог Пауль Эрлих (рис. 4.2.21) работал в свое время над красками, окрашивающими бактерии, и, поскольку эти краски смешивались с некоторыми компонентами бактериальной клетки, они повреждали рабочий механизм клетки. Эрлих, понимая это, надеялся выявить краситель, достаточно сильно повреждающий клетки бактерий. И он его открыл: это был трипановый красный, уничтожающий трипаносом (простейших, вызывавших многие болезни, в том числе сонную болезнь).

Рис. 4.2.21. Пауль Эрлих (Paul Ehrlich,1854-1915).

Эрлих продолжал свой исследования, предположив, что способность повреждать клетки возбудителя связана с атомом азота в составе молекулы химиката. По химическим свойствам атомы мышьяка схожи с атомами азота, однако дают более сильный токсический эффект. Он экспериментировал с мышьяксодержащими органическими веществами, опробуя их один за другим. В 1909 г. один из его помощников обнаружил, что вещество с номером 606 очень эффективно против сифилиса. Это вещество было названо сальварсаном (в наши дни чаще именуется арсфенамином) (рис. 4.2.22 - 4.2.23).

Рис. 4.2.22. Химическая структура сальварсана (по П. Эрлиху)

Рис. 4.2.23. Реальная структура сальварсана. В 1949 г. советский химик М. Крафт показал, что арсеносоединения не содержат и не могут содержать связи As=As. Он установил, что сальварсан представляет собой смесь полимергомологичных соединений.

Трипановый красный и сальварсан положили начало химиотерапии (излечению при помощи химических средств). Были надежды, что вскоре после этого будут обнаружены аналогичные средства практически против всех болезней. К сожалению, по прошествии нескольких десятилетий список применяемых в химиотерапии средств не пополнился.

Лишь в 1932 г. немецкий врач и биохимик Герхард Домагк (Gerkhard Domagk, 1895—1964), работая над красителями, обнаружил, что инъекции красителя с коммерческим названием пронтозил убивают стрептококки. Он попытался поставить опыт с использованием пронтозила для людей. Его собственная дочь вскоре заразилась стрептококком после неудачной инъекции. Не помогало ничего, пока Домагк в отчаянии не опробовал свое средство на ребенке. Дочь быстро выздоровела. К 1935 г. мир узнал о новом лекарстве.

Вскоре группа французских бактериологов обнаружила, что действующее вещество в пронтозиле — сульфаниламид. Лекарство было названо чудом. Оно побеждало ряд смертельно опасных заболеваний, в частности пневмонию.