О загадочной бактерии и великой миссии науки
В октябре 2005 года в Танзанийском городе Багамойо проходил Международный симпозиум по проблемам туберкулеза, который был посвящен изучению бактерии, вызывающей это распространенное заболевание (см. «Наука и жизнь» №1, 2006). Организаторы симпозиума перед пленарным докладом устроили для журналистов сессию интервью с известными учеными. В ней приняла участие зав. отделом медицины журнала «Наука и жизнь» кандидат химических наук Ольга Белоконева.
Туберкулез распространяется воздушно-капельным путем, как обычная простуда. Симптомы этой очень заразной болезни — изнурительный кашель, температура, потеря веса, ночная потливость, плохой аппетит. Туберкулез может поражать любые органы, но чаще всего его возбудитель, микобактерия (Mycobacterium tuberculosis), поселяется в легких. В тяжелых случаях происходит разрушение костной ткани грудной клетки, а затем коленей и бедер. Появляются искривления конечностей и позвоночника, язвы на коже. Воспалительный процесс может затронуть даже центральную нервную систему, половые органы, надпочечники.
Полвека назад диагноз «туберкулез» звучал смертным приговором. Ситуация изменилась, когда в ноябре 1944 года больному чахоткой впервые попробовали дать новое лекарство — стрептомицин. Состояние пациента, дни которого были сочтены, улучшилось, и он очень быстро пошел на поправку. Конечно, у чудо-лекарства были побочные эффекты, но самое главное — безнадежно больной остался жив. Так наступила новая эра в медицине — эра антибиотиков.
Сегодня туберкулез лечат и вылечивают сильными антибиотиками — изониазидом, рифампицином, пиразинамидом, этамбутолом.
Однако в последние годы появились бактериальные штаммы, устойчивы к одному или, что совсем уж плохо, к большинству известных противотуберкулезных антибиотиков. Сейчас ученые всего мира заняты поиском факторов, вызывающих перерождение микобактерий в сверхустойчивую популяцию. Исследования очень важны для разработки новых лекарств, способных лечить эту так называемую MDR-форму (от англ. multidrug resistant) туберкулеза.
На симпозиуме приводилось много цифр. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), MDR-туберкулезом инфицированы более 50 миллионов человек. Обычной медикаментозной терапии такая форма заболевания поддается с большим трудом — лечение может длиться до двух лет без гарантии выздоровления. Лечение MDR-туберкулеза намного токсичнее и требует в 100 раз больших затрат, чем терапия обычного туберкулеза. В мире каждый год регистрируется до 500 тысяч новых случаев туберкулеза, устойчивых по меньшей мере к двум антибиотикам. Кажется, что по сравнению с восемью миллионами больных туберкулезом, это немного. Но на земном шаре есть «горячие точки», где MDR-туберкулез сконцентрирован: Восточная Европа, Россия, Китай.
Почему именно там? Потому что MDR-туберкулез обычно возникает как результат неправильного медикаментозного лечения. В беднейших странах больные зачастую совсем не имеют доступа к лекарствам. Суперустойчивые бактериальные линии формируются, когда лечение всё же есть, но проводится не оптимальным образом, не до конца и не теми препаратами. То есть MDR-туберкулез появляется там, где пациенты получали противотуберкулезные препараты в недостаточном количестве и ассортименте. Сейчас на изучение механизма возникновения устойчивости микобактерии к антибиотикам и поиск новых лекарств против неуязвимых бактерий брошены основные силы мирового научного сообщества, занимающегося проблемами туберкулеза.
Еще один вопрос, который давно волнует медиков: с начала терапии до выздоровления проходит до полугода, хотя другие инфекционные заболевания лечатся антибиотиками в десятки раз быстрее. Причем в лабораторных условиях антибиотики убивают бактерию очень быстро, а вот в организме почему-то этот процесс длится месяцами. Отчего так происходит и в чем секрет феноменальной устойчивости микобактерии, ученые не знают до сих пор.
Этот феномен был одной из основных тем симпозиума. О нем шла речь в беседе корреспондента журнала «Наука и жизнь» с профессором Томасом Диксом, руководителем отдела туберкулеза сингапурского Института тропических болезней компании «Новартис». Коллектив отдела пытается разгадать «секрет» микобактерии, а именно ответить на вопрос, чем же отличается бактерия, выращенная в лаборатории, от той, устойчивой, которая «живет» в человеческом организме.
У сингапурских ученых на этот счет уже есть гипотеза. По их мнению, антибиотики прекращают рост только тех бактерий, которые интенсивно размножаются. Но иногда микобактерии переходят в состояние покоя, в котором они практически не растут. На такую «тихую» бактериальную культуру антибиотики не действуют. Видимо, в организме человека есть какие-то молекулярные факторы, которые заставляют бактерии туберкулеза переключаться в состояние покоя. Теперь задача исследователей — выяснить природу этих факторов и, самое главное, найти новые молекулярные мишени для будущих лекарств, убивающих только «тихие» бактерии.
Стратегия научного поиска такова. Прежде всего нужно определить ген, ответственный за выживание «тихих» микобактерий. Если впоследствии синтезировать вещество, блокирующее белок, соответствующий «гену выживания» «тихой» бактерии, то именно это соединение и станет кандидатом на новое эффективное лекарство от туберкулеза. Пока же, по словам ученого, назвать молекулы-кандидаты в новые антибиотики трудно.
По статистике, микобактерией туберкулеза инфицирована треть населения земного шара, около двух миллиардов человек. Казалось бы, всё человечество скоро должно заболеть туберкулезом. Но этого, к счастью, не произойдет. И вот почему. Бактерия может затаиться в организме на годы и проявить себя только тогда, когда иммунная система по каким-то причинам ослабеет. В латентной (пассивной) форме туберкулез (кстати, как и ВИЧ) никак себя не проявляет и не заразен. Поэтому только от 5 до 10% инфицированных заболевают туберкулезом в течение жизни.
Несмотря на то что множество ученых из всех стран мира изучают это явление, на вопросы, почему более 90% носителей микробактерии туберкулеза здоровы и каким образом иммунная система этих людей борется с возбудителем болезни, окончательного ответа пока нет.
Директор берлинского Института инфекционной биологии Макса Планка профессор Стефан Кауфман в своем интервью корреспонденту «Науки и жизни» рассказал, что его коллектив занимается поиском новых молекул-биомаркеров туберкулеза. Наличие или отсутствие этих молекул в организме должно не только показывать, инфицирован пациент микобактерией туберкулеза или нет, но еще и отвечать на вопрос, заболеет ли он туберкулезом впоследствии. Такой тест, который в идеале по простоте исполнения должен быть похож на всем известную «реакцию Манту», поможет медикам понять, почему не все инфицированные заболевают туберкулезом.
Для того чтобы определить, как проявит себя «скрытый» туберкулез, немецкие исследователи планируют наладить быстрый анализ по пробам крови. Идея их будущего метода такова. Лимфоциты — клетки, участвующие в иммунном ответе организма, — постоянно циркулируют через легкие. Если выделить РНК лимфоцитов и посмотреть, какие гены в них биологически активны, а затем сравнить полученные параметры с кровью здорового пациента, можно будет получить некие параметры, характеризующие реакцию иммунной системы на микобактерию туберкулеза. Степень активности этих генов покажет, разовьется инфекция в болезнь или нет.
Кауфман образно сравнил сосуществование микобактерии и человека с «холодной войной». Он считает, что если знать механизм, с помощью которого организм борется против бактерии туберкулеза, не давая ей «проявить себя», то можно разработать новую противотуберкулезную вакцину и снизить число заболевших в десятки раз или даже до нуля. Вот тогда можно будет говорить о том, что эпоха «холодной войны» человека и загадочной бактерии туберкулеза близится к завершению.
