У мене є м'яке місце для історій, які лежать в основі великих відкриттів (саме тому з кожним епізодом Космосу я був у захваті). І сьогодні, 28 липня, у Міжнародний день боротьби з гепатитом, я наводжу чудовий приклад того, як фундаментальні дослідження ведуть до перетворюючих практичних результатів, ще один приклад того, як працює наука.
Що таке гепатит?
Гепатит - це запальне захворювання, яке вражає печінку. Його походження може бути інфекційним (паразити, бактерії або віруси), імунним (аутоімунітет) або токсичним (алкоголізм). Серед інфекційних агентів, що викликають гепатит, віруси найпоширеніші. Існує безліч типів вірусів, які вражають гепатоцити (клітини печінки), ідентифікуються буквами алфавіту: віруси A, B, C ... до G, перші три - ті, які зосередили найбільшу увагу.
Гепатит А (описаний з середини 1940-х років) спричинений вірусом, який передається через воду, забруднену каловими речовинами. Це лише гострі симптоми і, як правило, не загрожує загальному здоров’ю пацієнта в довгостроковій перспективі. Належні медичні практики, досягнуті в 20 столітті, призвели до зменшення цієї інфекції. Але з В історія інша.
Гепатит В (виявлений в 1963 р.) - це небезпечна для життя інфекція печінки, спричинена вірусом HBV. Це найсерйозніший тип вірусного гепатиту, який несе великий ризик смерті від цирозу та раку печінки. Він може представляти гострі (дні-місяці зараження) або хронічні (довічні) картини. За оцінками ВООЗ, понад 240 мільйонів людей страждають на хронічний гепатит В і що більше 780 тисяч людей помирають щороку внаслідок цієї хвороби. З 1982 року існує високоефективна вакцина для запобігання цій хворобі та її хронічним наслідкам; це була перша вакцина проти одного з основних видів раку людини.
Гепатит С (описаний наприкінці 1980-х - на початку 1990-х років) заражається контактом із зараженою кров’ю, його стан переважно хронічний із серйозними наслідками для здоров’я та життя печінки. Лікування не існує, тому необхідна профілактика.
Відкриття вірусу гепатиту В.
Британський лікар на ім’я Мак-Каллум відповідав за виробництво вакцини проти смертоносної жовтої лихоманки, яка виснажувала армії в тропіках. Це було в 1940 році, коли він помітив, що у значної частини імунізованих солдатів через кілька місяців розвинувся гепатит. Оскільки вакцина проти жовтої лихоманки містила сироватку людини, Мак-Каллум підозрював, що гепатит може бути викликаний збудником інфекції в крові людини. Насправді він описав гепатит А як форму захворювання, що передається водою, і назвав гепатит В для захворювання, що передається забрудненою кров'ю.
Протягом наступних 15 років зусилля з виділення цього збудника інфекції були безуспішними. Оскільки вчені не змогли вловити жодних мікробів при фільтруванні сироватки з крові, вони підозрювали, що це будуть віруси (через їх мініатюрний розмір вони проходили через фільтри). Розслідування походження гепатиту зайшло в глухий кут.
У той же час у 50-х роках Барух Блюмберг (28.07.1925 - 05.05.2011) під час вивчення медицини у великій лікарні, а пізніше як лікар та епідеміологічний дослідник у тропіках (в Суринамі) був заінтригований природою селективне захворювання. Він був стурбований вражаючими різницями у відповіді між особами, які однаково піддавалися збудникам хвороб. Ці відмінності можуть бути обумовлені випадковістю або бути наслідком успадкованих ознак, мати генетичну основу. Потім його інтерес був зосереджений на виявленні тих незначних відмінностей у крові, які робили певних людей більш сприйнятливими до зараження певною інфекційною хворобою.
Барух Блюмберг відкрив вірус гепатиту В.
Наприкінці 1950-х Блюмберг почав збирати тисячі зразків крові у населення у всьому світі та у пацієнтів, які отримували велику кількість гемотрансфузій (переважно хворих на лейкемію та гемофілію), щоб шукати ці невеликі біологічні хімічні відмінності. Його команда розсудила, що якщо такі відмінності справді існували, то пацієнти, які переливали багаторазовий перелив, повинні були створити антитіла проти цих "дивацтв" або антигенів. Щоб перевірити свою гіпотезу, вони провели техніку, відому як дифузія агарового гелю або імунодифузія. Ось дужка в історії ...
Імунодифузія
Коли антитіло контактує з відповідним антигеном, утворюються комплекси антиген-антитіло, які стають нерозчиненими, що призводить до реакції осадження. Використовуючи відповідні носії, можливо, щоб антигени та антитіла мігрували так, що коли вони зустрічаються, вони взаємодіють та осідають. Таким чином, ця методика складається з нанесення на невеликі перфорації, зроблені в агарі (желатиновому матеріалі), розчинів антигену та антитіл. При дифузії та контакті вони вироблятимуть білу смугу опадів, лише якщо їх знайдуть.
Імунодифузія.
Я змінив фотографію в Інтернеті, щоб показати, як мали виглядати ці нариси. Сироватки поміщають у лунки гелю, які спонтанно дифундують, поки не зустрінуться. Якщо є розпізнавання антиген-антитіло, комплекс випадає в осад і утворюється біла лінія, позначена червоними стрілками.
Від імунодифузії до гепатиту В
У 1963 році, після багаторічних експериментів, дослідники виявили, що сироватка пацієнта з гемофілією в США реагувала на сироватку австралійських аборигенів. Тобто два зразки, взагалі не пов’язані взаємодією: сироватка грінго розпізнавала і утворювала комплекси з сироваткою австралійського типу. Потім вони зіткнулися з австралійською сироваткою з більшою кількістю зразків пацієнтів, які отримали багаторазові переливання крові, і виявилося, що значна частина з них показала взаємодію з цією пробою.
Оскільки виявилося, що кров аборигенів містить антиген, який реагував з деякими хворими на гемофілію та лейкемією, вони почали шукати антиген. Аа (названий австралійським антигеном) у крові групи пацієнтів, особливо схильних до розвитку лейкемії: діти з синдромом Дауна.
Як правило, маленькі діти з синдромом Дауна виявляли негативний вплив на антиген Аа, але значна частина дітей старшого віку виявила позитивний результат на антиген, вказуючи на те, що він може бути пов'язаний з інфекцією. Остаточний тест був проведений в 1966 році, коли 12-річний хлопчик, який провів негативний тест, показав наявність антигену через кілька місяців. А ще у мене був гепатит.
Антиген Аа був пов'язаний з гепатитом!
Гіпотеза була підтверджена з великою силою, коли лаборант Блюмберга, яка страждала типовими симптомами гепатиту, відреагувала на сироватку та австралійську сироватку із позитивним результатом. Ця дівчина стала першою людиною, якій поставили діагноз за тестом Аа (цей випадок нагадує мені про експерименти Баррі Маршала щодо виявлення бактеріального походження гастриту та раку шлунка)
Далі послідував шквал доказів на користь гіпотези. Токіо, Сієна, Лондон, Нью-Йорк ... вчені скрізь знаходили Аа у хворих на гепатит. Пізніше Аа було перейменовано в антиген HBsAg, і сьогодні ми вже знаємо, що становить зовнішню білкову оболонку вірусу.
Представництво вірусу гепатиту В. У червоних зонах буде виявлений антиген Aa або HBsAg
Вакцина проти гепатиту В.
На цьому робота Блюмберга далеко не закінчилася. Протягом наступних років він працював над очищенням вірусних частинок і запропонував створити вакцину, виготовлену з частинок HBsAg, отриманих з крові носіїв гепатиту В. Ця вакцина стала доступною в моєму році народження, 1982 р. Однак виробництво у великих масштабах кількості перешкоджала потреба в крові носіїв. Зміна була здійснена вченими з Каліфорнійського університету, які за допомогою технології рекомбінантної ДНК ввели гени, що кодують HBsAg у дріжджах, що дозволило промислове виробництво (і незалежно від крові людини) вакцини проти гепатиту В. Ця вакцина рекомбінантний, отримані з дріжджів трансгенний, Він був першим у своєму роді для використання у людей, і його використання було дозволено FDA в 1986 році, після майже десятиліття досліджень.
Більше 60% випадків раку печінки (один з найпоширеніших видів раку) обумовлені зараженням вірусом гепатиту В. Ось чому вакцина (рекомбінантна та трансгенна, повторюю) не тільки запобігає зараженню, але істотно запобігає смертності від зазначеного рак. Це також вакцина проти раку печінки 🙂
За свої відкриття щодо механізмів виникнення та поширення інфекційних хвороб Барух Блюмберг був нагороджений Нобелівською премією з фізіології та медицини в 1976 році.
Якщо ви вважаєте, що це захоплююча історія, що ви думаєте, якщо дасте мені знати в коментарях?
- Барух Блюмберг (2002) Відкриття вірусу гепатиту В та винахід вакцини: Наукові спогади. Журнал гастроентерології та гепатології 17, S502-S503.