Анатолий Смородинцев: как русский вирусолог разработал первую в мире живую вакцину от гриппа

История тысячелетней войны

Столетиями люди страдали от разных болезней. Распространенные и редкие, экзотические и местные — заболеваний было больше чем достаточно во все времена существования человечества. Люди не знали главного: что вызывает эпидемии. Например, ещё Гиппократ подробно описал свинку, в том числе отметил и ее заразность для маленьких детей. Вот только почему происходили заражения, было непонятно. И только с развитием биологии и медицины люди стали понимать, в чем причина вспышек заболеваний.

Когда Луи Пастер в XIX веке доказал, что заразные болезни вызывают микроскопические живые организмы — микробы (сегодня мы называем их бактериями), люди стали думать, что наконец нашли причину всех инфекций. Но оказалось, что это не так. Ни один из экспериментальных способов обнаружения бактерий не находил их присутствия в тканях, зараженных оспой, корью или свинкой. Научный мир даже не предполагал возможности существования возбудителя, полностью отличного по своей природе от микробов.

В 1886 году немецкий агроном Адольф Майер занялся изучением мозаичной болезни табака. Он заметил, что сок больных растений вызывает у здоровых такое же заболевание. Мейер несколько лет искал бактерию — причину болезни, и отступил: ее просто не было. В 1892 году физиолог Дмитрий Ивановский из Петербургского университета также занялся мозаичной болезнью, свирепствовавшей на плантации табака в Крыму.

Догадки Майера были верны: сок больных растений был заразен, но после кипячения переставал быть таковым. Ивановский верил, что причиной болезни должны быть бактерии, но под микроскопом ничего не находилось. Он пропускал сок зараженных растений через фильтры из мелкопористой глины, которая задерживает любые микроорганизмы, но сок оставался заразным.

Стало понятно, что в природе существуют мельчайшие возбудители болезней — они меньше, чем все известные нам микроорганизмы. Их назвали вирусами, от латинского слова «яд»

С 1892 года, когда Ивановским был описан небактериальный инфекционный возбудитель табачной мозаики, открытия посыпались одно за другим: в 1901-м обнаружили вирус желтой лихорадки; в 1902-м — оспы животных; 1903-м — бешенства; в 1909-м — полиомиелита; в 1916-м — кори; в 1917-м — вирус герпеса. К 1978 году было известно более 500 вирусных болезней.

На сегодня, как считает «Википедия», найдено более шести тысяч видов вирусов, хотя возможно, что их более ста миллионов. Вирусы обнаружены почти в каждой экосистеме на Земле, они — самая многочисленная биологическая форма. Хотя ученые до сих пор спорят, относятся ли они к живой природе, ведь вирусы не состоят из клеток. В центре каждого вируса находится нуклеиновая кислота, а белковые молекулы из 20 аминокислот образуют защитный чехол.

Оказалось, что большинство инфекций вызывают вирусы, а не бактерии. Ими занялись научно-исследовательские институты всех стран мира. Было выяснено, что бактерии способны в течение длительного времени сохраняться в земле, в воде, на поверхности любых предметов. А вот вирусы вне живых клеток могут оставаться лишь непродолжительное время, они легче переносят холод, и хуже — тепло. На солнечном свету вирусы погибают быстро, при комнатной температуре проживают несколько часов, на морозе способны сохраняться годами.

Вне живого организма вирусы не размножаются. Болезнь, вызванная вирусами, — это всегда передача от одного человека к другому, от одного животного к другому.

На сцену выходит грипп, все хлопают, многие убегают

Вы, без сомнения, знакомы с самой распространенной вирусной инфекцией среди людей — это грипп. Его эпидемии не раз охватывали Землю целиком и были известны еще с XII века. С XVI века грипп периодически появлялся в Европе, и эпидемии повторялись каждые 10–20 лет. Раз в два-три года вспышки меньшего размера прокатывались по странам, не затрагивая континент целиком.

Во время большого перерыва, между 1848 и 1889 годом, гриппа, казалось, в Европе не было. Но в 1890 году случилась большая вспышка болезни, ее назвали «русским» гриппом. За ним последовала одна из страшнейших мировых эпидемий — испанка, «испанский» грипп. Тогда, в 1918–1919 годах, болезнь поразила весь земной шар: болел каждый второй. Во время эпидемии, по разным оценкам, умерли от 20 до 100 миллионов человек. У больных быстро развивалась тяжелая пневмония, не поддающаяся лечению. При этом молодые болели чаще, чем 50–60-летние. Тогда врачи ещё не знали, что старшее поколение попросту обладало иммунитетом, так как успело переболеть схожими штаммами вируса. Пандемия испанки убила от 3 до 5% всего человечества и, конечно, подстегнула исследования гриппа.

В начале века причиной заболевания считали гемофильную палочку — бактерию, найденную в 1892 году немецким бактериологом Рихардом Пфайффером и ошибочно принятую за возбудитель гриппа. Только в 1933 году одновременно в Англии (Патрик Лейдлоу, Уилсон Смит и Кристофер Эндрюс) и в СССР (Анатолий Смородинцев) обнаружили вирус гриппа человека. В это время как раз пошла новая волна заболеваний гриппом, и материала для изучения было много: в мазках из горла больных не находили бактерий и микробов, а профильтрованная жидкость все равно оставалась заразной. Это был вирус.

В 1936 году в Национальном институте медицинских исследований в Англии началась разработка первых экспериментальных вакцин от гриппа, и уже в 1939 году начался их выпуск. В СССР вакцины появились даже раньше. В начале 1930-х отделом бактериологии в Ленинградском институте эпидемиологии и бактериологии имени Луи Пастера руководил Анатолий Смородинцев. В 1936–1938 годах он разработал первую одновалентную — на основе одного штамма (разновидности) гриппа — вакцину. Для вакцинации команда Смородинцева применяла жизнеспособные ослабленные вирусы, а не их фрагменты. И хотя живые вакцины, как считают сегодня, обладают многими побочными эффектами и осложнениями, не подходят для всех групп населения, они стали большим шагом вперед в борьбе с гриппом. Именно ими стали прививать жителей СССР. Живые вакцины (сделанные по методу Смородинцева) используются и по сей день.

Массовая вакцина в США появилась только в 1943–1945 годах, ею прививали во время Второй мировой войны солдат армии США. В 1946 году началась массовая вакцинация населения. Изготавливалась американская вакцина из мертвых вирусов (инактивированная вакцина).

Для профилактики гриппа используются вакцины трёх основных типов:

• Живые вакцины имитируют естественную инфекцию, но их эффективность варьируется: они вводятся через нос, иммунный ответ зависит от количества прижившегося вируса. Проблема в том, что можно заболеть всерьез, поэтому ими не рекомендуют прививать детей и пожилых людей. Зато живые вакцины дают длительный иммунитет — до трех лет.
• Инактивированные вакцины вводятся подкожно. Осложнений меньше, но они тоже есть, иммунитет действует около полугода.
• Субъединичные вакцины рекомендованы детям до 2 лет и пожилым людям, у них меньше побочных эффектов. Иммунитет — на полгода.

Кто этот скромный микробиолог?

Анатолий Смородинцев родился 19 апреля 1901 года в Башкирии — в Бирске, в семье земского доктора Александра Смородинцева. В 1923 году Анатолий окончил медицинский факультет Томского университета и начал работать в Бактериологическом институте. В 1924 году ушел на Гражданскую войну, попал на Туркестанский фронт.

В 1925 году Анатолий Смородинцев переехал в Ленинград, чтобы стать микробиологом в Институте экспериментальной медицины под руководством создателя ленинградской школы микробиологов Оскара Гартоха. Он работал в бактериологической лаборатории Института акушерства и гинекологии, в отделе бактериологии Ленинградского института эпидемиологии им. Л. Пастера.

В 30-е годы в Институте экспериментальной медицины занимались вирусным энцефалитом, корью, полиомиелитом. И, конечно, гриппом. Смородинцев первым занялся исследованием противовирусного (противогриппозного) иммунитета. Он изучал иммунный ответ вирусам гриппа и роль вируснейтрализующих антител в его формировании. Работа Анатолия Смородинцева, посвященная вакцинопрофилактике гриппа, была в 1937 году опубликована в самом авторитетном медицинском издании — британском журнале The Lancet. В 1939 году им были созданы первые образцы противогриппозных вакцин.

Анатолия Смородинцева называют создателем советской вирусологии. В конце 30-х годов в Сибири, в экспедициях, в которых от клещевого энцефалита гибли микробиологи, он смог создать и испытал на себе первую в мире вакцину против клещевого энцефалита. Она спасла жизни многих людей в Сибири. Смородинцев стал автором знаменитой живой вакцины от полиомиелита, которую из СССР экспортировали в 60 стран мира. В 1967 году он настоял на открытии Всесоюзного института гриппа в Ленинграде. Также он разработал вакцины против кори, эпидемического паротита, краснухи, описал геморрагический нефрозонефрит и двухволновый менингоэнцефалит.

Вирусы атакуют снова

Но появление вакцины от гриппа не стало победой над болезнью: тогда ученые еще не знали, что вирус быстро мутирует, уворачиваясь от атак иммунитета.

В 1940 году в США микробиолог Томас Фрэнсис выделил из материалов больного вирус с похожими на грипп проявлениями, но новый вирус не реагировал на антитела к вирусу гриппа человека, открытому британскими учеными в 1933 году. Это оказался новый штамм болезни. Стало понятно, что одновременно по Земле ходит несколько видов гриппа и вакцина от одного штамма не защищает от другого.

Открытые в 1933-м вирусы гриппа назвали группой А, а в 1940-м — группой В. В 1949 году вирус А исчез, а вместо него появился вирус гриппа с новыми свойствами, который назвали А1. Однако он распространялся среди людей всего восемь лет — и только ученые начали испытания вакцин, как его не стало.

Многие вирусологи связывали происхождение новых вариантов вируса гриппа с изменением его свойств в условиях жарких стран Юго-Восточной Азии, где высокая плотность населения, а санитарные условия оставляют желать лучшего. В 1957 году появился новый штамм — его назвали «азиатским», вирусом гриппа типа А2, или «сингапурским». Его эпидемия продолжалась 11 лет. Затем в 1968 году из Китая пришел новый вирус гриппа — «А2-Гонконг». Эта вспышка длилась десять лет.

В середине 60-х годов академик Анатолий Смородинцев и одновременно с ним Томас Фрэнсис, первооткрыватель штамма типа В, на основе изучения особенностей вируса гриппа предположили, что он изменяется в пределах конечного числа вариантов. Они высказали гипотезу, что вирусы, которые вызывают современные эпидемии, уже появлялись в прошлом столетии.

Они были правы. В 1968 году, когда бушевал грипп «А2-Гонконг», оказалось, что у людей, родившихся до 1900 года, в крови уже есть антитела против него. А значит, эпидемия «русского» гриппа 1898–1900 годов была вызвана вирусом, похожим на «гонконгца». В 1977 году вернулся вирус гриппа А1, тот самый, что уже был зарегистрирован в 1949–1952 годах, и уже в следующем году удалось выпустить новую вакцину, чтобы не дать вирусу распространиться.

Так ученые поняли, что число возможных вариантов вируса гриппа не бесконечно, а значит, можно предсказывать появление разных штаммов и заранее готовить вакцины. Врасплох застали человечество только вспышки «птичьего» и «свиного» гриппа в первое десятилетие XXI века: эти мутации появились при рекомбинации вируса гриппа человека с вирусами птиц и свиней, и иммунитет людей оказался к ним не готов.

Вакцины от гриппа сегодня

Сегодня эксперты Всемирной организации здравоохранения каждый год рекомендуют комбинации белков для вакцин. Ими, по прогнозам, должны обладать те штаммы вируса гриппа, которые будут основными в следующем сезоне. За гриппом сегодня следит глобальная сеть из 112 научных институтов в 83 странах. Полной защиты любая прививка не дает, однако предотвращает около 40% случаев заболеваний и, главное, способна остановить пандемию.

Ученые наблюдают, изучают и ведут учет всех существующих штаммов гриппа и их геномов. В 2012 году впервые появилась квадривалентная инактивированная вакцина — она дает иммунитет от сразу четырех опасных штаммов.

Основной проблемой остается необходимость производить новые вакцины ежегодно, ведь эволюция вируса гриппа на месте не стоит. Идеальным решением стала бы универсальная вакцина, которую не нужно было бы изобретать заново каждый год, но изменчивость вируса делает эту задачу невероятно трудной.

ВОЗ публикует рекомендации по составу вакцин против гриппа дважды в год: для Северного и для Южного полушарий. FluNet — это глобальный веб-инструмент для вирусологического надзора за гриппом, который работает с 1997 года. Данные FluNet используют для отслеживания движения вирусов по всему миру. Данные по странам публикуются еженедельно.

В России от гриппа массово начали прививать с 1996 года. Эта прививка включена в национальный календарь и проводится в государственных медицинских организациях. Вакцинации против гриппа подлежат дети с 6 месяцев, школьники, студенты, работники медицины, транспорта, торговли, коммунальной сферы, призывники, беременные женщины, люди старше 60 лет и страдающие хроническими заболеваниями. Будьте здоровы!