А паразиты — никогда! К Нобелю-2015 привели японский гольф-клуб, Мао Цзэдун и свиток из могилы

Нобелевскую премию по медицине и физиологии за 2015 год присудили американскому паразитологу Уильяму Кемпбеллу (William C. Campbell) и японскому микробиологу Сатоси Омура (Satoshi Ōmura) — за препараты, убивающие гельминтов. Половину премии получит китайский врач, специалист по народной медицине Ту Юю (Tu Youyou) — за созданное по старинному рецепту антималярийное лекарство. Как были совершены эти открытия и в чем их важность? Какими соображениями руководствовались члены Нобелевского комитета, что они хотели сказать миру, присудив премию за найденные в почве и древнекитайских трактатах лекарства?

Союз науки и фармации

В формулировке Нобелевского комитета половина премии присуждается за «новые средства лечения инфекционных заболеваний, которые вызывают круглые черви-паразиты». Всего организм человека облюбовало около 400 видов паразитических червей. Но, в отличие от банальных глистов, многие из них вызывают чудовищные по своим симптомам заболевания. Жители Африки, в большинстве своем лишенные доступа к чистой воде, страдают от онхоцеркоза: черви-филярии проникают в глазные яблоки человека, что в итоге приводит к слепоте. Не менее тяжелые последствия имеет и слоновая болезнь: червь-паразит поражает конечности, и вскоре в коже и подкожной клетчатке развиваются гипертрофические процессы, обусловленные разрастанием соединительной ткани и утолщением кости. В итоге конечности больного раздуваются до чудовищных размеров.

Японский микробиолог Сатоси Омура искал новые штаммы бактерий (стрептомицетов) в почвах Японии, отбирая наиболее перспективные биоактивные компоненты. Паразитолог Уильям Кемпбелл приобрел культивированные Омурой бактерии и выяснил, что одна из них (Streptomyces avermitilis) крайне эффективна против паразитов людей и животных. На основе биоактивного вещества этих микроорганизмов ученые создали препарат авермектин (а затем, в 1987 году, и более эффективный ивермектин). Благодаря этим лекарствам онхоцеркоз и слоновую болезнь удалось в значительной степени искоренить.

Сейчас, когда фармацевтические компании находятся под огнем критики за «преступное» завышение цен на лекарства, особенно важно, что фирма MSD, известная как Merck & Co. в США и Канаде (где работал Кемпбелл) сразу же после открытия начала бесплатно выдавать ивермектин всем нуждающимся в нем жителям африканским стран. В выборе лауреатов Нобелевский комитет подчеркнул и значимость всех этапов открытия новых чудодейственных лекарств: почвенные бактерии Омуры никогда не дошли бы до африканцев, если бы не помощь Кемпбелла, а также труды компании MSD по созданию полусинтетического производного (ивимектина).

Представителям комитета удалось дозвониться до Сатоси Омуры и поздравить лауреата. «Я смиренно принимаю награду, — сказал японский нобелиат. — Не знаю, заслуживаю ли я ее. Я так многому научился у микроорганизмов и так от них зависел, что отдал бы Нобелевскую премию им». По словам Сатоси Омуры, искомые штаммы были найдены им на территории гольф-клуба, неподалеку от леса.

Спасибо товарищу Мао

Малярия — одно из самых тяжелых и распространенных инфекционных заболеваний в мире. На начало XXI века заболеваемость составляла 350-500 миллионов случаев в год, при полутора-трех миллионах смертей. Вызывают малярию плазмодии (паразитические протисты рода Plasmodium), а переносят ее кусающие человека комары рода Anopheles.

Начиная с XVII века европейцы лечили малярию хинином — корой хинного дерева. Об этом рецепте узнали у индейцев кечуа, потомков инков, а в Старый Свет кору переправили иезуиты. В ХХ веке популярность приобрел синтетический препарат хлорохин, однако слишком частое его применение привело к тому, что паразиты Plasmodium falciparum (основной возбудитель малярии) мутировали и стали устойчивыми к действию лекарства.

В Китае, в южных провинциях, от малярии страдали десятки миллионов людей. Во время Вьетнамской войны от малярии погибало больше вьетконговцев, чем от пуль противника (до двух третей личного состава подразделений на некоторых участках фронта). По личной просьбе Хо Ши Мина премьер-министр Китайской народной республики Чжоу Эньлай уговорил Мао Цзэдуна создать специальную исследовательскую группу для быстрого создания антималярийных препаратов.

Вопреки духу «культурной революции», когда ученые и интеллектуалы в Китае высмеивались и подвергались репрессиям, к работе над «проектом 523» (названным так в честь даты его запуска — 23 мая 1967 года) привлекли 500 исследователей. Половина группы занималась синтетическими препаратами, другая половина — традиционной китайской медициной.

Именно поиск народных средств оказался наиболее плодотворным. Руководителем одной из исследовательских групп (при Пекинском университете) в 1969 году и стала Юю Ту. Она родилась в 1930 году в городе Нинбо провинции Чжэцзян. В 1951-м поступила на медицинский факультет Пекинского университета; из которого в 1952 году выделили отдельный Пекинский медицинский институт. Окончив факультет фармакологии этого института, Ту Юю в 1955 году начала работать в Институте традиционной китайской медицины.

В рамках «проекта 523» Ту Юю объездила весь Китай, общаясь с лекарями и знахарями. Вместе с коллегами она собрала более двух тысяч традиционных рецептов и испытала на лабораторных мышах 380 экстрактов трав и растений (проверяя, могут ли они уничтожить малярийные плазмодии в крови).

Очень хорошие результаты показал экстракт Artemisia annua (полынь однолетняя), но помогал он далеко не всем животным. Выясняя, что именно мешает активному ингредиенту, Ту Юю обратилась к древним трактатам по медицине.

Полынь, известная в Китае как кинхао, впервые упоминается в трактате «52 рецепта», созданном еще при династии Хань, две тысячи лет назад, и обнаруженном в мавандуйских погребениях. Рецепт предписывал варить растение, однако высокая температура, как выяснилось, разрушала действующее вещество. Ту Юю обнаружила упоминание кинхао (с прямым указанием на его антималярийные свойства) в другом классическом трактате — «Чжоуху Бэйцзи Фан» (Книга рецептов для оказания неотложной помощи) Гэ Хуна (IV век): «Кинхао, один пучок, взять два шена (0,4 литра) воды, опустить в воду, отжать, выпить весь сок». Взяв на вооружение этот рецепт, Ту Юю удалила из раствора вредную для здоровья кислоту и определила самую богатую активным веществом часть растения (листья). Экстракт полностью уничтожил плазмодии в крови мышей и обезьян.

Трактат Гэ Хуна, издание эпохи Мин (1574 год)

Изображение: Youyou Ту

В 1972 году Ту Юю и ее группа успешно испытали экстракт на 21 пациенте в провинции Хайнань. Plasmodium falciparum и Plasmodium vivax были ликвидированы. Удалось выделить химически чистое вещество — его назвали кинхаосу. Субстанция отличается необычной химической структурой, непохожей на другие антималярийные препараты: это сесквитерпеновый лактон, в состав которого входит эндопероксидный мостик.

В 1979 году об успешных клинических испытаниях нового вещества (на Западе его назвали артемизинином) и отсутствии побочных эффектов узнали в Европе (Ту Юю была одним из авторов анонимной статьи). Благодаря сотруднику гонконгской фармацевтической компании Киту Арнольду в 1980 году о препарате написали в престижном западном журнале. Сейчас артемизинин служит основой комбинированной (чтобы не дать плазмодиям выработать к нему устойчивость) терапии почти во всех малярийных территориях планеты. Считается, что он снизил смертность от болезни на 20 процентов (в Африке — на целых 30 процентов).

До 2011 года, когда Ту Юю получила престижную премию Ласкера, о ней почти не вспоминали (по крайней мере, за пределами Китая). В 2000-е годы в ее квартире в старом пекинском доме из бытовой техники имелись только телефон и холодильник, где ученая хранила образцы трав. Ту Юю считается профессором трех «нет»: у нее нет ученой степени (до 1979 года в Китае они не присуждались), нет опыта работы или учебы за рубежом, а также нет членства в китайских национальных академиях наук.

Реванш альтернативной медицины?

В нынешнем выборе Нобелевского комитета любопытны несколько моментов. Желание отметить наградой не теоретические изыскания в области клеточной (как в 2013 году) и просто (как в 2014-м) биологии, а открытия, которые спасают человека, вполне объяснимо. Более того, метод работы Омуры (поиск новых действенных препаратов среди почвенных бактерий) считается магистральным направлением современной фармацевтики: в условиях падающей эффективности антибиотиков новые компоненты приходится искать в самых экзотических местах.

Например, в январе 2015 года одной группе микробиологов удалось найти новый источник антибиотиков. Они отказались от легко выращиваемых в лабораторных условиях бактерий и научились культивировать редких представителей подземной микрофлоры — с помощью устройства iChip, позволяющего выращивать клетки непосредственно в естественных условиях почвы. Эта технология помогла ученым просканировать около 10 тысяч штаммов почвенных бактерий, экстракты из которых они успешно проверили на золотистом стафилококке — микробе, ставшем неуязвимым к пенициллину, а зачастую и к метициллину (благодаря закрепившимся в ходе естественного отбора мутациям).

Присуждение премии также можно объяснить долгом вежливости, научной или политической. Ту Юю — первая гражданка КНР (и первая этническая китаянка!), удостоившаяся Нобеля по физиологии и медицине. Премию (опять же, впервые за всю историю) присудили за препарат, найденный и созданный на основе традиционной китайской медицины, а не европейской доказательной медицины. Интриги добавляет то, что традиционная китайская медицина критикуется за отсутствие научных оснований (она-де опирается на сомнительные философские представления о человеке и его здоровье), сомнительную эффективность и употребление токсичных препаратов.

«Лента.ру» продолжает следить за событиями Нобелевской недели.