Сезон гриппа – самое подходящее время поговорить о вакцинах. И не только противогриппозных, но и от самых разных болезней – даже таких, как старческое слабоумие и никотиновая зависимость.
Иммунная система — это армия, постоянно воюющая против агрессоров, угрожающих постоянству внутренней среды организма и самому его существованию. Разведка и контрразведка этой армии выявляет и врагов, и предателей — собственные клетки организма, из-за случайных мутаций представляющие для него опасность. Отделы собственной безопасности следят за чистотой своих рядов и пресекают возникновение аутоиммунных реакций, при которых уничтожаются здоровые клетки. Иногда они с этим не справляются — аутоиммунную природу имеют многие распространенные заболевания, например диабет I типа, при котором иммунная система атакует бета-клетки поджелудочной железы. Во внештатных (не предусмотренных эволюцией) ситуациях иммунитет начинает бороться с пересаженным органом или перелитой кровью неподходящей группы.
А одна из типичных штатных ситуаций — повторный переход границы группой диверсантов из однажды разгромленной банды. На этот случай в архивах иммунологической памяти хранятся данные обо всех встреченных врагах, и если организм победит инфекцию один раз, то чаще всего при повторном контакте с патогеном иммунитет успевает уничтожить его раньше, чем микробы или вирусы размножатся и вызовут болезнь.
Метод научного тыка
В конце XVIII века, когда Дженнер рискнул проверить свою (по тем временам безумную) гипотезу и привил натуральную оспу мальчику, которого сам же предварительно заразил не опасной для жизни коровьей оспой, не было известно даже того, что причиной заразных заболеваний являются микроорганизмы. Почти через сто лет, когда Пастер разработал методику выработки искусственного иммунитета с помощью ослабленных возбудителей болезней (и назвал ее вакцинацией, почему-то в честь коровы — vacca, а не Дженнера), Мечников и Эрлих делали самые первые шаги в разработке теории иммунитета. А пастеровская вакцина от бешенства спасала людей от неминуемой смерти за десятки лет до открытия первого вируса.
И сейчас вакцинологи продолжают на шаг опережать иммунологов: как именно действуют разработанные против десятков болезней вакцины, до конца не известно. Но они работают — и ежегодно спасают миллионы жизней.
Технологии двойного назначения
Вторую после Дженнера и первую научно обоснованную вакцину Пастер открыл случайно: культура возбудителей куриной холеры, простоявшая дольше положенного срока в термостате, перестала вызывать заболевание. К счастью, Пастер сумел понять, что произошло, когда тех же кур заразили вполне жизнеспособными микробами — и тоже безрезультатно. Этот метод применяется до сих пор: ослабленные или мутантные штаммы, потерявшие способность вызывать болезнь, составляют основу знакомых всем вакцин против гриппа, кори, свинки — и полиомиелита, туберкулеза, сибирской язвы, чумы и других особо опасных инфекций.
Штамм, потерявший заразность в результате мутации, может так же случайно восстановить свои вирулентные свойства. А ведь многие вакцины приходится делать из убитых, но вполне полноценных возбудителей — от того же гриппа, бешенства, брюшного и сыпного тифа, холеры и многого другого. И для лечения уже заболевших дифтерией, столбняком, ботулизмом, сыпным и брюшным тифом, гепатитом А и т. д. применяются анатоксины (обезвреженные микробные яды) или антитоксические сыворотки (выделенные из крови животных антитела к токсинам), а для этого тоже приходится иметь дело с опасными вирусами и бактериями.
Расщепленные и субъединичные вакцины, в отличие от живых и убитых, исключают риск заразить пациента, но для получения белков-антигенов тоже приходится выращивать вирусы гриппа (опять грипп!), холерных вибрионов или менингококков.
Во всем мире производство вакцин находится под присмотром военных. Во-первых, на случай возможной бактериологической атаки потенциальным противником или террористами необходимо обновлять стратегические запасы вакцин против самых опасных болезней. Во-вторых, понятно, какие мысли вертятся под генеральскими фуражками, несмотря на все соглашения о запрещении биологического оружия. И даже при отсутствии злого умысла на любом таком производстве может случиться катастрофа страшнее чернобыльской.
Образ врага
Иммунная система опознает противника по антигенам — белкам и другим сложным органическим молекулам, нехарактерным для собственных клеток организма. Полисахариды и другие полимеры, состоящие из повторяющихся участков, имеют одинаковое или схожее строение у тысяч видов микробов, с которыми организм уже встречался множество раз. Покрывающие стенки бактерий полисахариды и их комплексы с белками или жирами активируют общие механизмы иммунитета задолго до того, как специализированные клетки иммунной системы разберутся, что угрожает организму на этот раз, и накопят силы для целенаправленной борьбы именно с этим патогеном. Убитые бактерии, вызывающие особенно сильный неспецифический иммунный ответ, или отдельные фракции разрушенных бактерий часто используют в качестве адъювантов — добавок, усиливающих эффективность вакцин.