Пастер создает новые методы и новые вакцины

Пастер создает новые методы и новые вакцины

Бешенство — роковое заболевание, от которого не было спасения. Каждому человеку, укушенному бешеным животным, грозила неминуемая смерть. До получения Пастером вакцины против бешенства из каждых 100 человек, укушенных и заболевших бешенством, погибали все 100. Пастеровские прививки явились поистине величайшим благодеянием для всех тех, кому угрожала гибель от бешенства. Идеей Пастера являлось использование микробов против микробов. Это была простая, но поистине гениальная идея. Он прекрасно знал о вакцине Дженнера, высоко ценил это великое открытие и мужество Дженнера в борьбе за него. Вместе с тем коровья оспа была безопасной для человека. Пастер же имел дело с вирулентными микробами, способными вызвать заболевание и смерть. Такой страшной вирулентностью обладали возбудители бешенства, гнездившиеся в мозгу бешеных животных, с которыми Пастеру пришлось экспериментировать. Задача была очень сложной: возбудитель бешенства еще даже не был открыт.

Как ослабить страшные и различные по своей природе микробы? Цель была одна, но пути оказались разными. Возбудителя куриной холеры Пастеру удалось ослабить методом старения, длительное время выдерживая культуру на искусственной питательной среде. Правда, помог счастливый случай, но, как говорил Пастер, «счастливый случай является только тем, кто все делает, чтобы его встретить». Началом послужили наблюдения над возбудителями куриной холеры. Изучая особенности., этих микробов, Пастер установил силу их болезнетворных свойств. В определенной дозе они закономерно убивали кур. Но вот однажды, сделав перерыв в своих исследованиях и уехав отдыхать на лето, Пастер оставил культуру куриной холеры в лаборатории. Возвратившись осенью, он продолжал свои исследования, но убедился; что культура резко изменилась. Дозы, даже во много раз большие, оказались несмертельными для кур.

Можно было признать опыты неудачными, старую культуру выбросить и все начинать сначала, но ученый этого не сделал. Неужели время привело к изменению вирулентности культуры и потому микробы, постарев, стали безвредными? Какое действие они будут оказывать на кур? Ученый решил попробовать заразить свежей вирулентной культурой тех кур, которым были введены эти ослабленные микробы, и посмотреть, что произойдет.

Введя курам смертельную дозу микробов куриной холеры, Пастер убедился, что все куры остались живы и здоровы. Для проверки этой свежей культуры, т. е. для контроля, он ввел такую же смертельную дозу курам, не получившим предварительно ослабленных микробов. Надо было проверить вирулентность микробов. Все контрольные куры погибли. И вот ученый приходит к важному выводу, что ослабленные микробы предохранили кур от смерти. Значит, у них создан иммунитет. Следовательно, ослабление микробов и есть путь для создания предохранительных прививок против заразных болезней. Пастер сделал свой важный вывод, положивший начало его учению об аттенуации, т. е. ослаблении микробов, и созданию из них живых вакцин[7].

Так микробы убивающие превращены были в микробов защищающих. Идея использования микробов против микробов получила свое первое подтверждение. Идя этим путем, Пастер создает из ослабленных сибиреязвенных бацилл новую живую вакцину против сибирской язвы. Но это не было простым копированием первого открытия, использование метода «старения». Понадобились поиски новых методов ослабления микробов. Они дали не менее замечательные результаты.

Ослабления сибиреязвенных бацилл Пастер добился, выращивая их при более высокой температуре, чем обычно. Если болезнетворные микробы хорошо растут при температуре человеческого тела (+36–37 °C), то, Культивируя сибиреязвенные бациллы при +42 °C или +43 °C, он изменил их биологические свойства и снизил вирулентность.

Создавая вакцину против бешенства, Пастер, хотя это был конец XIX в., оказался в таком же положении, в каком был Дженнер в конце XVIII в. Чистой культуры вируса бешенства Пастер не имел. Он вынужден был пользоваться мозгами зараженных бешенством животных. Работа была трудная и опасная для жизни ученого и его учеников, но это не остановило их. Они творили во имя спасения жизней тысяч людей. Они хорошо знали, что люди, укушенные бешеными животными, неизбежно погибали. Еще никому в мире не удавалось спасти человека от этой болезни. Смерть была неотвратимой, а мучения — ужасными. Заканчивался XIX в., но и он не_; принес ничего утешительного. В сущности, было известно совсем немного: почему возникает бешенство и как тяжело оно протекает у человека. Знали, что болезнь заразная, но какой микроб его вызывает — оставалось тайной. Где гнездится возбудитель у бешеных животных, как происходят поражения в организме — снова тайны… Как же их раскрыть? Как спасти обреченных людей?

Наука пока не могла ответить на эти вопросы. Шли неустанные поиски. Французский профессор Галтье считал бешенство болезнью нервной системы неизвестного происхождения. Но и это уже было очень важно. Центральная нервная система действительно поражается, но знание этого мало еще помогало в предупреждении и лечении бешенства.

В России известный врач Д. С. Самойлович пытался помочь несчастным обреченным людям. Это был талантливый ученый, чьи труды были высоко оценены рядом академий Европы. Он рекомендовал ртуть для приема внутрь и смазывания ртутной мазью раны после укуса. Он предлагал также отсасывать яд ртом после укуса.

Но наука все еще была бессильной. Никто не умел ни лечить, ни предупреждать бешенство. Такими были печальные итоги к тому времени, когда Луи Пастер взялся за разрешение этой трудной задачи.

Вот одна из картин будничной работы Пастера по изучению бешенства.

Здание института, где работает великий ученый. В лабораториях идут напряженные исследования. Да и тишина здесь кажущаяся. Со двора института, где вдоль стены стоят большие железные клетки, днем и ночью раздается вой собак. Мороз по коже пробирает от этого дикого воя.

Во дворе института собрались ученики Пастера и среди них Э. Ру и Ш. Шамберлан, беззаветно преданные своему великому учителю. Тут же и дюжие служители с железными крючьями в руках. В клетках собаки. Одни лежат без движения — у них паралитическая форма бешенства, они погибают. Другие рвутся и воют. К ним впускают здоровых собак, на которых набрасываются бешеные. Искусанные, они становятся новыми жертвами эксперимента, ведь надо всегда иметь под руками бешеных животных. Это был простой способ обеспечить исследования, но он давал и прямые доказательства заразной природы бешенства. Итак, бешенство передается через укус. Из этого можно было предположить, что возбудитель бешенства находится во рту, точнее в слюне. С этого надо начинать.

Пастер вставлял в пасть бешеной собаки стеклянную трубочку, чтобы набрать для исследования немного слюны, и ртом высасывал пену, бившую изо рта животного, корчившегося в мучениях. Это были опыты лицом к лицу со смертью, ибо изо рта бешеных собак действительно смотрела смерть, борьба с которой еще только начиналась. Смерть витала, если — можно так сказать, на кончике пипетки, которую экспериментатор брал в рот, чтобы насосать слюну. Только маленький комочек ваты защищал от возможного попадания слюны бешеного животного ученому в рот. Ну а неожиданный укус? Это были не только опыты, но и борьба со смертью.

Пастеру и его ученикам хорошо было известно, что в случае заражения им угрожало заболевание и неизбежная смерть. Но ученые упорно продолжали опыты. Они, правда, как и многие ученые после них, не обнаружили возбудителя бешенства в слюне. Гораздо позже он был найден в мозгу. Не зная возбудителя, они все же победили. Вакцина Пастера против бешенства была получена. Она спасает от бешенства. Она спасает от смерти.

Как же она была создана? В чем заключался метод? Какими путями шли ученые?

Прежде всего Пастер был уверен, что надо использовать свой метод ослабления возбудителя. В письме к Р. Коху Пастер писал, что вполне уверен в том, что метод понижения вирулентности вируса окажет большую пользу человечеству в борьбе с угрожающими ему болезнями.

«Но старые мои методы вряд ли будут мне полезны, — думал Пастер, — ведь создавая вакцины, я имел дело с чистыми культурами микробов. А сейчас? Я могу использовать лишь те органы и ткани, в которых гнездится возбудитель бешенства. С чего начать? Как получить экспериментальное бешенство у животных? Ведь для изучения его всегда надо иметь под руками больных животных. Практика подсказала метод, в сущности, очень простой. Достаточно было бросить бешеную собаку в клетку к здоровым, чтобы, покусанные, они заболели бешенством. Можно было ввести шприцем в кожу животных слюну бешеной собаки и таким путем также получить заболевание».

Такие методы допускали возможность заражения животных, но они были недостаточно надежными для экспериментов. Одни собаки заболевали после инкубационного периода[8] в 14 дней, другие — через 60 дней, третьи — через несколько месяцев после заражения. Были собаки, которые совсем не заболевали. По-видимому, в тех каплях слюны, которые попадали в рану, возбудителей бешенства не оказывалось. Таким образом, возникновение бешенства зависело от количества возбудителя, попадавшего в рану, от его вирулентности, от обширности и глубины ран при укусах, от места укусов и свойств организма, в который попадал вирус бешенства, а также от многих других причин.

То, что было известно Пастеру о поражении нервной системы при бешенстве, натолкнуло его на мысль использовать мозг больного животного. Но будет ли мозг бешеных животных более надежным материалом для экспериментов, чем слюна? Куда вводить его, чтобы вызвать закономерное возникновение экспериментального бешенства? Обязательно ли нужно заражать собак или можно пользоваться другими, более удобными лабораторными животными, например кроликами? Как добиться постоянства силы возбудителя, чтобы при определенной дозе вызывать бешенство через определенное количество дней? Ведь если нет культуры микробов бешенства, надо, чтобы материал для опытов, т. е. мозг зараженных животных, содержал вирус всегда определенной силы. Эти и многие другие вопросы требовали разрешения. Опыт подсказывал, что растертый мозг в виде взвеси в бульоне или физиологическом растворе можно вводить под кожу или, что еще лучше, непосредственно в мозг. Но как это сделать? Химик по образованию, Пастер опасался, что такое грубое вмешательство в мозг грозит параличом и гибелью животных, и был против такого метода. Работа зашла в тупик. Судьба величайшего открытия висела на волоске.

Но ближайший помощник Пастера, врач по образованию, Э. Ру нашел выход.

В своих воспоминаниях Н. Ф. Гамалея так описывает это важное в истории науки событие: «…на помощь Пастеру пришли знания и несравненная техника Ру, единственного врача среди них. Ру выработал для этого надежную экспериментальную методику: при по мощи трепана[9] вырезывается кусочек из теменной кости животного и через образовавшееся отверстие под твердую оболочку вводится несколько капель взвеси из продолговатого мозга бешеного животного. Этим способом, во-первых, достигались всегда одинаковые результаты, кроме того, он оказался надежным для постановки диагноза бешенства, которое не оставляет типичных изменений на трупе». Итак, метод заражения был найден. Это помогло решить многие вопросы, стоявшие перед исследователями.

Годы упорного труда понадобились для того, чтобы неизвестный так называемый уличный вирус[10] бешеного животного превратить в вирус фиксированный, т. е. обладающий более определенной вирулентностью. Этого Пастер добился путем длительных перевивок — пассажей от одного животного другому. Для опытов были избраны кролики.

Заражая кроликов мозгом бешеного животного, Пастер вначале вызывал бешенство у них через 12–20 дней. Продолжая заражения (пассажи), но уже от кролика кролику, используя головной и спинной мозг бешеных кроликов для очередного заражения, Пастер добился через 100 пассажей сокращения инкубационного периода до 6 дней. В дальнейших многочисленных перевивках заразительность возбудителя бешенства стабилизировалась, т. е. стала устойчивой, поэтому экспериментальное бешенство у кроликов наступало обычно на 5-6-й день после заражения.

Это явилось первым и важным достижением на пути к поставленной цели. Укорочением скрытого периода ученые добились резкого усиления возбудителя бешенства у кроликов. Устойчивость же инкубационного периода свидетельствовала об устойчивости силы вируса, о «фиксации его свойств», по словам Л. Пастера.

Итак, материал для поисков вакцины был уже в руках. Пусть это не была чистая культура микроба, выращенная на искусственной питательной среде в стеклянной пробирке, но культура вируса, образно говоря, в «биологической пробирке» — мозгу. Этот лабораторный фиксированный вирус большой силы мог вызывать бешенство и у человека. Конечно, не могло быть и речи об использовании его в таком виде в качестве вакцины для прививки людям.

Но как применить принцип аттенуации к вирусу бешенства, заключенному в головном или спинном мозгу кроликов? Как его ослабить и чем? Неимоверно настойчивый труд, фантастически сложные эксперименты, неотступное раздумье и упорное стремление к цели принесли победу.

Методом ослабления Пастер и его ученики избрали высушивание. Оказалось, что мозг больного кролика, высушенный в банке над едким кали в продолжении 14 дней, терял свою заразительность. Мозг же 1-2-дневной сушки был достаточно сильным, чтобы вызвать бешенство даже при обычной инкубации. При 5-6-дневной сушке вирулентность зараженного мозга заметно ослабевала^-, и если вызывала бешенство, то после удлиненной инкубации.

Так Пастер разрешил одновременно несколько вопросов. Во-первых, был найден объект для экспериментов — мозг бешеных животных; во-вторых, доказана связь между ослаблением возбудителя и длиной инкубационного периода; в-третьих, сушка мозга больного животного различной длительности приводила к обезвреживанию вируса, но в разной степени.

Все это позволило Пастеру рассматривать высушенный мозг кроликов как ослабленную живую вакцину и приступить к опытам предохранения животных от бешенства. Ведь предстояло предохранять от бешенства людей. Метод должен быть безопасным, и проверить его надо было на животных.

Опыты проводились на собаках и кроликах. Опасность введения маловысушенного мозга была очевидной. Значит, надо было создавать иммунитет против бешенства постепенно и осторожно. Зная, что 14-дневная сушка давала максимальную степень безопасности, мозг применяли для первой прививки, затем продолжали последовательно вводить эмульсию мозга 13-, 12-, 11-дневной сушки и т. д., вплоть до 1-2-дневной. Животные оставались живыми и здоровыми. Такая система прививок уже сама по себе свидетельствовала о безопасности и эффективности их. Ведь мозг 1-2-дневной сушки и даже 5-6-дневной был заразен для невакцинированных животных. Почему же не заболевали животные, которым сделали всю серию прививок, начиная с мозга 14-дневной сушки? Для Пастера и его учеников стало ясным, что это результат вакцинации ослабленным возбудителем, но нужны были доказательства и доказательства. Требовалась генеральная проверка. Заключалась она в том, что подопытных, т. е. вакцинированных, животных надо было заразить большой, заведомо смертельной дозой мозга, а для проверки такую же дозу ввести контрольным невакцинированным животным.

Опыты были поставлены на собаках и дали совершенно изумительные результаты. В то время как все контрольные животные после обычного инкубационного периода заболели и погибли при явлениях типично протекающего бешенства, все вакцинированные собаки выжили и были совершенно здоровы.

Докладывая об этих опытах, Пастер говорил, что вакцинированным собакам можно вводить вирус бешенства под кожу и даже на поверхность мозга с помощью трепанации, и бешенство не проявляется. Применяя этот метод, он получил невосприимчивость к бешенству у собак различных возрастов и пород, причем не было ни одной неудачи.

Опыты многократно повторялись не только Пастером, но и другими учеными во многих странах мира. Это был блестящий, невиданный успех. Но, пока только в эксперименте. А как вакцина будет вести себя в организме человека, да еще укушенного бешеным животным? Ведь при этом в рану попадает возбудитель бешенства, следовательно, человек оказывается уже зараженным. Предохранит ли вакцина от бешенства человека?

Эти и другие вопросы опять встали перед Пастером. Ответ на них могли дать все новые и новые опыты, и они ставились с лихорадочной поспешностью. Ведь только в служении человеку ученый видел смысл и цель своей работы. Именно эта поспешность едва не погубила всей идеи. Именно здесь Пастера ждали тяжелые разочарования и неудачи. А сколько было упреков в том, что химик взялся не за свое дело. Сколько пришлось отводить обвинений, иногда совершенно бессмысленных и нелепых, по поводу гибели отдельных больных, причиной которой являлась вовсе не вакцинация.

Пастер — великий гуманист не мог сразу решиться переплети результат своих экспериментов с животных на человека. Хотя многое уже было изучено, но все ли до конца было ясным? Все ли в эксперименте было предусмотрено? Надо сказать, что даже его верные ученики Ру и Шамберлан отказались на этом этапе экспериментов переходить к вакцинации людей, считая ее преждевременной.

Наконец, с помощью и при моральной поддержке Транше и других ученых Пастер решается на прививки человеку. Большую роль здесь сыграл случай с 9-летним мальчиком Жозефом Мейстером, укушенным бешеной собакой. Обезумевшая от страха за жизнь ребенка мать умоляла Пастера сделать прививки ее сыну. День 6 июля 1885 г. вошел в историю науки и, в частности, в историю пастеровских прививок против бешенства как знаменательная дата. В этот день Пастер начал делать прививки людям, и первым его пациентом был Жозеф Мейстер. «Этот ребенок, — писал Луи Пастер, — был повален собакой на землю и получил много ран от укусов на руке, на голенях, на бедрах; некоторые из них были настолько глубокие, что мешали ему ходить… Смерть этого ребенка представлялась неизбежной, и я решился, не без сильных и мучительных сомнений, как легко себе представить, испытать на Мейстере метод, который мне всегда удавался на собаках».

Вторым пациентом Пастера стал 15-летний пастух Жюпиль. Курс прививок спас жизнь и этому юноше, жестоко искусанному бешеным волком. Весть о спасении Мейстера и Жюпиля быстро разнеслась по всему миру. Из разных стран в Париж к Пастеру стали съезжаться искусанные бешеными животными люди. Начались массовые прививки. Жизнь сотен людей уже была спасена. Франция ликовала. Пастер стал ее национальным героем. Но время шло, а с ним приходили страшные вести о заболевании бешенством и смерти некоторых пациентов, которым были сделаны прививки.

Еще в начале прививок находились скептики даже среди ученых и врачей, но когда стали приходить вести о смертельных исходах, кампания против Пастера из стен академий и медицинских учреждений проникла в прессу. Началась травля старого ученого. Его называли шарлатаном, виновником смерти людей, утверждали, что прививки не только бесполезны, но и опасны.

Правы были Ру и Шамберлан, предупреждавшие своего учителя в недостаточной изученности вакцины и о преждевременности вакцинации людей.

Надо сказать, что теоретические основы пастеровской идеи оказались правильными, и жизнь в дальнейшем это подтвердила. Но для большинства ученых того времени в идее пастеровских прививок многое было непонятным. Все то, что до сих пор было известно о прививках, например, против оспы или сибирской язвы, противоречило новым пастеровским утверждениям. Ведь против оспы вакцинируют здоровых, незараженных людей, так же как и против сибирской язвы вакцинируют незараженных животных.

Новизна, а отсюда и непонятность идеи Пастера лишь увеличивали недоверие и нападки на ученого и его метод. Гениальная мысль Луи Пастера восторжествовала лишь позднее, пройдя через суровую проверку его метода самой жизнью.

Почему же все-таки возможно вакцинировать укушенных людей при наличии возбудителей в их организме? Суть заключается в следующем: чтобы возникло бешенство, возбудитель из места укуса — раны должен проникнуть в клетки центральной нервной системы, в головной и спинной мозг. Этот долгий путь, естественно, требует и большого времени. Инкубационный период при бешенстве гораздо длиннее, чем при многих других заразных болезнях, и может длиться несколько недель и даже месяцев.

Именно это и имел в виду Пастер, когда создавал теоретические основы своего метода. Да, рассуждал Пастер, в организме укушенного уже есть возбудитель бешенства, но наша задача — воспользоваться счастливым обстоятельством (относительно длинной инкубацией), чтобы за это время успеть создать иммунитет искусственно. Надо, образно говоря, как бы перегнать развитие болезни в организме, мобилизовать его защитные силы, создать эту защиту, а в результате уничтожить микробов бешенства на пути к мозгу. В этом вся идея прививок против бешенства.

А как быть в случаях тяжелых укусов, особенно в шею, лицо, голову, когда инкубационный период намного короче? Ведь в таких случаях бешенство может возникнуть раньше. И именно эти случаи с ускоренным инкубационным периодом пока еще давали смертельные исходы.

Пастер, убежденный в своей правоте, не сдавался. Он мужественно борется и ищет новые пути, продолжает делать прививки, применяет метод интенсивной вакцинации. Он делает не одну прививку в день, а две, три, не используя даже мозг многодневной сушки. Результаты быстро сказались, смертность среди людей, которым проводили прививки, резко снизилась, но все же еще оставалась.

Совершенно очевидно, что после укуса следует как можно раньше начинать прививки. Промедление здесь поистине смерти подобно. Это элементарное требование, теперь такое ясное, в то время требовало объяснений и доказательств.

К Пастеру в Париж стекались люди, пострадавшие от укусов, не только из Франции, но и из других стран. При тогдашних средствах сообщения несчастные, обреченные люди тратили на переезд много дней и недель. Терялось драгоценное время, а с ним и надежда на спасение. Обвиняли же метод Пастера.

Состояние нервной системы и образ жизни некоторых пострадавших, в частности злоупотребление алкоголем, также мешали успешности прививок, а трагические исходы вновь приписывались Пастеру и его методу. Неудачи в отдельных случаях вскоре объяснились. Причинами оказались несовершенство техники работы и загрязнение кроличьего мозга посторонними микробами.

Даже время года для приготовления вакцины имело значение. Так, в жаркое летнее время вирус резко ослаблялся и, следовательно, ослаблялось действие вакцины. Все это и многое другое, встретившееся на практике, постепенно выяснялось, устранялись причины, приводящие к неудачным исходам.

Через тяжкие испытания прошел метод вакцинации против бешенства, пока, наконец, не получил признания и не стал успешно применяться во всем мире, правда, в несколько измененном виде.

В настоящее время широко используется на практике вакцина К. Ферми. По методу Ферми вирус бешенства подвергается ослаблению с помощью химического вещества — фенола. Иным путем пошел X. Копровски. Он решил выращивать вирус бешенства на куриных эмбрионах (зародышах в яйце). В этом организме при обилии питательных веществ накапливаются в больших количествах и вирусы.

После длительных пассажей (перевивок) вирус бешенства потерял способность заражать и вызывать заболевание, но вызывал иммунитет против бешенства. Поиски вакцины против бешенства продолжались и в других направлениях. Большой интерес представляют питательные среды для вирусов и те эксперименты, которые ставили ученые. Так, например, брали вирус, полученный из мозга бешеной собаки (уличный вирус) и заражали через мозг белых мышей. Долго продолжались перевивки от одной зараженной белой мышки другой, пока вирус не стал ослабевать в своей вирулентности. Затем была создана специальная среда (культуры клеток почки сирийского хомяка), и перевивки продолжались уже вне организма животного. В результате ученые добились такого снижения вирулентности и безвредности вируса бешенства, что стало возможным использовать его в качестве вакцины для профилактики бешенства.

Эксперименты видоизменялись, но цель вставилась той же — добиться ослабления вируса бешенства и получения вакцины против бешенства. В СССР М. А. Селимов с сотрудниками разработал метод получения вакцины, «воспитывая» вирус на культуре почек сирийского хомяка и определенных тканях куриного зародыша. Получилась так называемая тканевая вакцина против бешенства.