Вскоре после того как в 1975 году Стэнфорды привезли M. vaccae из Уганды, Джон начал сотрудничать со своим коллегой по Университетскому колледжу Грэмом Руком – иммунологом, интересовавшимся механизмами, лежащими в основе взаимодействия бактерий с иммунной системой. Их первые эксперименты на подопытных животных и несколько небольших клинических испытаний подтвердили, что инъекция мертвых клеток M. vaccae может не только помогать при аллергиях и астме, но и повышать способность иммунной системы бороться с раком. В 1992 году при поддержке Университетского колледжа Лондона Стэнфорд и Рук организовали открытую акционерную компанию SR Pharma, через которую инвесторы могли финансировать ряд сложных клинических испытаний, необходимых, чтобы сделать из M. vaccae полноценное лекарственное средство. Обнадеживающие результаты первых испытаний и детективная история открытия вакцины из M. vaccae стали поводом для документальных фильмов и журнальных статей, посвященных этой "вакцине из грязи", с заголовками вроде "Зовите микробов" или "Путь едят грязь!".
Затем появились обескураживающие результаты нашумевшего в прессе исследования больных с запущенным раком легких, параллельно проходивших стандартную процедуру химиотерапии. Это исследование не показало достоверного повышения продолжительности выживания – лишь заметно более высокое "качество жизни" у пациентов, получавших инъекции из M. vaccae. Представители этой группы, по данным исследования, чувствовали себя намного лучше и были намного активнее, бодрее, энергичнее и общительнее, чем те, кто вместо вакцины получал плацебо.
Стэнфорды говорят, что независимая команда, нанятая для проведения этого исследования, напортачила с подбором испытуемых, объединив пациентов с разными формами рака легких. Повторный статистический анализ полученных результатов показал, что на самом деле у пациентов, страдающих аденокарциномой, вакцина из M. vaccae повышала продолжительность выживания на 135 дней, хотя и не повышала ее у больных плоскоклеточным раком легких. Тем не менее публикация первоначальных результатов в 2001 году вызывала обвал стоимости акций SR Pharma. Управляющие делами компании незамедлительно приняли меры по сокращению расходов. В течение года они свернули клинические испытания вакцины из M. vaccae, вывели Рука и Стэнфорда из состава главного совета директоров (хотя они по-прежнему остаются консультантами и акционерами компании) и изменили основное направление работ на поиски более передовых биотехнологий.
Рук несмотря ни на что продолжил работу в своей лаборатории. Стэнфорды, которым скоро предстояло выйти на пенсию, в 2004 году основали новую, частную компанию BioEos. Патент на M. vaccae принадлежал SR Pharma, поэтому они занялись разработкой вакцин для ветеринарного использования на основе полудюжины других близкородственных бактерий. Джон вводил один из препаратов клеток этих бактерий в злокачественные опухоли кожи пятилетней породистой верховой лошади, принадлежавшей его сестре. После четырнадцати инъекций тринадцать из четырнадцати опухолей полностью исчезли. На фотографиях видно, как самая большая из них, около трех дюймов в диаметре, сжалась до плоского шрама шириной около четверти дюйма. Через два года после последней инъекции ни одна из этих опухолей не выросла снова. В 2006 году Стэнфорды начали использовать ту же бактерию в более масштабном испытании на нескольких сотнях лошадей, страдающих от тяжелой аллергии на укусы мокрецов, которая каждую весну поражает миллионы лошадей. У четверти животных аллергия полностью прошла, достоверно ослабившись примерно у половины.
Судя по предварительным данным, несколько других бактериальных препаратов Стэнфордов могут принести еще больше выгоды. Некоторые из них ускоряют рост поросят и телят, а также выращиваемых на фермах рыб и креветок. Джон предполагает, что эти направляющие иммунную систему бактерии помогают животным избавиться от второстепенных инфекций, которые в противном случае подтачивали бы их силы. Если более масштабные испытания подтвердят полезность данных препаратов, подобные продукты могут стать альтернативой способствующим росту антибиотикам, которые недавно были запрещены Евросоюзом. "Тогда эти деньги можно было бы использовать для финансирования клинических испытаний лечения аллергии, астмы и других человеческих недугов, – говорит Джон, – в чем и состоит наша цель. А это – средство".
Тем временем пациенты, страдающие раком, по-прежнему находят дорогу в дом Стэнфордов на юге Англии. В тот день в конце зимы вслед за Сью Гамильтон-Миллер, выздоравливающей от меланомы, приходили люди, страдавшие такими болезнями, как рак толстой и прямой кишки и поджелудочной железы. Один из них выбрал лечение M. vaccae вместо колостомии, а у двоих несколько лет назад были диагностированы неизлечимые стадии рака. Все они утверждали, что чувствуют, когда им нужна еще одна инъекция, потому что из их жизни исчезает какая-то искорка. "Это трудно объяснить, – говорит Сью, – но после укола я могу перемыть все окна и начинаю искать, что бы еще сделать".
Когда Стэнфордов спрашивают о тех, кого не удалось спасти, они с горечью отмечают общую закономерность. "Когда им становится лучше, их врачи говорят им: "Ну вот, теперь у вас хватит сил для химиотерапии", – рассказывает Синтия. – А следующее, что мы о них узнаем, – что они умерли". Это не так уж удивительно, говорит Джон, учитывая, что химиотерапия печально известна подавлением иммунной системы. И все же Стэнфорды понимают, что, судя по их результатам, вакцина из M. vaccae может показаться чем-то вроде помеси амигдалина с транквилизаторами. "Вот в чем беда, не так ли? – говорит Синтия. – Может показаться, что мы полнейшие психи".
Старые друзья
Тем временем давний коллега Стэнфордов Грэм Рук, по-прежнему работающий в Университетском колледже, в кабинете с видом на лондонский интеллектуальный район Блумсбери, все так же увлеченно занимается M. vaccae, хотя, вероятно, интересуется не столько использованием этого микроба в современной медицине, сколько механизмами его действия на иммунную систему. Стройный, прямой как жердь англичанин, Рук одевается в кембриджскую "униформу" – светло-голубую рубашку, брюки цвета хаки и свитер с вырезом лодочкой. Диаграммы, показывающие распределение сигнальных веществ иммунной системы и поверхностно-клеточных маркеров, покрывают ничем другим не украшенные стены кабинета, заваленного книгами и статьями. Рук, в отличие от Стэнфордов, продолжает активно работать консультантом в компании SR Pharma. В то же время благодаря должности в Университетском колледже в его распоряжении есть лаборатория, где полно студентов и аспирантов, с энтузиазмом продолжающих исследования M. vaccae.
Сотрудники Рука, как и их коллеги из лаборатории Умэцу в Соединенных Штатах, вводили убитых бактерий (в данном случае – M. vaccae) мышам, предрасположенным к аллергиям и астме, и отслеживали связи изменений в их симптомах с лежащими в основе этих изменений сдвигами в работе иммунных клеток разных типов. В ходе экспериментов они установили, что инъекция или впрыскивание в ротовую полость мыши дозы M. vaccae существенно снижает аллергические и астматические реакции, стимулируя при этом размножение регуляторных Т-клеток и дендритных клеток.
Рук и его коллеги уже разобрали M. vaccae по кусочкам на химические составляющие, чтобы выделить то самое вещество, которое, судя по всему, и заставляет иммунную систему, ведущую себя неподобающим образом, исправиться и вести себя хорошо. Выделение данного ключевого вещества, или действующего начала, началось с наблюдения Рука, что если лишить бактерию ее водоотталкивающей оболочки, это лишает ее и противоаллергического эффекта. После чего Рук отправил экстракт веществ из клеточных оболочек M. vaccae коллеге-химику, чтобы тот разделил его на фракции. "Он разделял эти вещества на две порции по каким-то химическим критериям, и мы проверяли обе порции и снова отправляли ему ту из них, которая оказывала на мышей противоаллергическое действие, – говорит Рук, – после чего он разделял ее еще на две порции. Когда в конце концов он сказал нам: "Там уже мало что осталось", – мы попросили его определить, что же это было за вещество". Оказалось, что это единственный липид из восковой оболочки бактерии, который команда Рука с тех пор научилась синтезировать в лабораторных условиях, получив запатентованный впоследствии продукт SRP312 (то есть продукт 312 компании SR Pharma) – синтетический заменитель клеток бактерии M. vaccae.
Теперь в лаборатории Рука работают как с бактериальными клетками, так и с SRP312. Всего лишь два микрограмма (две миллионных доли грамма) этого вещества защищают мышь, страдающую аллергией на яйца, от тяжелых приступов астмы, обычно вызываемых у нее впрыскиванием небольшого количества содержащихся в яйцах белков. В дальнейшем Рук и его коллеги проанализировали состав легочного секрета мышей, подвергнутых воздействию SRP312, и обнаружили, что их ткани пропитаны интерлейкином-10 – противовоспалительным цитокином, концентрация которого оказалась примерно в десять раз больше, чем у мышей, не подвергнутых воздействию SRP312, и примерно в четыре раза больше, чем у мышей, которым вводили убитые клетки M. vaccae.
Тем временем Рук пошел дальше, чем кто-либо другой, в переработке исходной гигиенической гипотезы Строна с ее акцентом на болезнях, ошибочность которого была в целом показана впоследствии. "Сама идея, что инфекции полезны, оказывается, если подумать, довольно глупой, – говорит он. – Инфекция предполагает воспаление, а воспаление само по себе вредно". Рук предлагает различать болезнетворные инфекции и безвредное заселение организма нормальной микрофлорой и бактериями из окружающей среды, проходящими через него вместе с пищей и водой. Он также отмечает, что инфекционные болезни стали частью нашей повседневной жизни только при переходе к цивилизации с ее скученностью – порядка пяти тысяч лет назад, в то время как микобактерии из грязи и необработанной воды, а также лактобактерии и другие микроорганизмы, многочисленные на свежих или сохраняемых примитивными методами продуктах, сопровождали нас на протяжении всей нашей эволюции.
"Мне больше нравится идея "старых друзей" – организмов, сопровождающих нас все время, ежедневно и неизбежно", – говорит Рук. По его словам, иммунная система, в соответствии со свойством природы принимать неизбежное, отреагировала на океан безвредных бактерий, которые наполняют нашу жизнь, выработкой регуляторных клеток, выделяющих биохимические сигналы толерантности. "Когда у нас нет нормального фонового уровня бактерий, в нашем организме нет и фонового уровня регуляторных цитокинов, и наша иммунная система начинает реагировать на все слишком бурно".
Согласно разрабатываемой Руком теории иммунной регуляции, которую можно назвать теорией "старых друзей", выделяют три важнейшие группы успокаивающих иммунную систему организмов. Первая – это многочисленные в природной среде бактерии. Вторая – это населяющие наше тело бактерии-комменсалы, или симбионты, состав которых может существенно нарушаться или меняться под действием антибиотиков. Как отмечает Рук, более полудюжины масштабных исследований подтвердили, что дети, принимавшие антибиотики в течение первого года жизни, в дальнейшем страдают аллергиями и астмой более чем вдвое чаще других, даже если антибиотики им прописывали для лечения каких-либо нереспираторных заболеваний. Результаты экспериментов на животных, которые провели иммунологи Майри Новерр и Гэри Хаффнагл из Мичиганского университета, частично объясняют этот эффект. После того как кишечники мышей заселяли Candida albicans (дрожжеподобным грибком, живущим в пищеварительном тракте человека), а затем нарушали кишечную микрофлору этих мышей антибиотиками, животные становились крайне предрасположенными к респираторным аллергиям и астме. Исследователи пришли к выводу, что антибиотики позволяют C. albicans разрастаться в кишечнике, достигая вредного уровня и вызывая воспаление, которое делает организм предрасположенным к развитию аллергии.
Другие изменения кишечной микрофлоры, не связанные с использованием антибиотиков, также могут вызывать у ребенка предрасположенность к аллергии. Например, у детей, рожденных с помощью кесарева сечения, заболеваемость пищевыми аллергиями вдвое выше, чем у детей, рожденных через родовые пути. Эти данные указывают на то, что бактерии из родовых путей и заднего прохода матери приносят пользу, которой обделены дети, извлеченные на свет хирургическим путем. Результаты других исследований показали, что у детей, страдающих аллергиями, кишечная микрофлора обычно больше похожа на микрофлору взрослых (у которых многочисленны бактерии группы кишечной палочки и даже стафилококки), чем у других детей (у которых больше лактобактерий и бифидобактерий). Причем подобный переход к кишечной микрофлоре взрослого типа в целом намного чаще встречается у детей из стран с высоким уровнем санитарии, таких как Швеция, чем у детей из менее развитых стран, таких как соседняя Эстония, где заболеваемость детей аллергиями и астмой намного ниже.
"Очевидно, что проблема не только в этом, – говорит Рук, – иначе мы все страдали бы аллергиями и астмой". Третьей важнейшей группой "старых друзей" Рук считает гельминтов (то есть кишечных червей, или глистов). "Многие паразитологи просто с ума сходят, когда я называю гельминтов старыми друзьями, – говорит он, – но зараженный организм должен воспринимать их как друзей, потому что если не включить регуляторные клетки и не остановить иммунную реакцию, это приведет к разрушению лимфатической системы и закончится слоновой болезнью". Судя по всему, эволюция организовала подразделение Th2 адаптивной иммунной системы так, чтобы оно сильно реагировало на ранние признаки заражения гельминтами, но затем смирялось с неизбежностью трудновыводимых паразитов и отключало иммунный ответ.
Об этом свидетельствуют данные, полученные в 1999 году голландским биологом Марией Язданбахш, которая установила, что когда зараженных детей в африканских деревнях вылечивали от глистов, у них сразу повышалась предрасположенность к аллергиям. Через несколько месяцев после лечения у этих детей наблюдались аллергические реакции на вдвое большее число веществ, чем у их сверстников, по-прежнему зараженных глистами. Никто, подчеркивает Рук, не предлагает отказаться от лечения таких детей, потому что сильное заражение гельминтами может задерживать их рост и способствовать развитию дизентерии, малокровия и даже умственной отсталости. Но подобные открытия побуждают исследователей к поиску способов воспроизводить успокаивающее иммунную систему полезное действие кишечных паразитов, не воспроизводя при этом их вредное действие. Например, Джоэл Уайнсток, гастроэнтеролог из Университета Айовы, с помощью напитка, содержащего взвесь яиц свиного хлыстовика (безвредного для человека гельминта), добился облегчения тяжелых случаев воспалительных кишечных заболеваний у своих пациентов с успехом в 80 % случаев и без каких-либо нежелательных побочных эффектов. Другие ученые продемонстрировали возможность защищать от аллергии склонных к ней подопытных животных, намеренно заражая их аналогичными паразитами.
За пределами иммунитета
В самое последнее время Рук заинтересовался свидетельствами того, что наши сократившиеся контакты с бактериями из окружающей среды и другими "старыми друзьями" могут влиять на качество нашей жизни и в других отношениях, выходящих за пределы иммунной системы. К этой теме его привело сотрудничество со Стаффордом Лайтманом из Бристольского университета. Рук и Лайтман исследовали гормональные изменения, вызываемые иммунными ответами разного типа. Они провели эксперименты, в которых, вводя подопытным мышам клетки M. vaccae, стимулировали у мышей подавляющий инфекцию иммунный ответ типа Th1. Иммунный ответ типа Th2 они вызывали, вводя предрасположенным к аллергии мышам белки из яиц. По чистой случайности в соседней лаборатории работал молодой нейробиолог, изучавший клетки головного мозга, выделяющие гормон серотонин. Этот молодой исследователь, Кристофер Лоури, уже знал, что активация выделяющих серотонин клеток в одной части мозга улучшает настроение, а активация таких клеток в другой его части усиливает настороженность и волнение. Открытие во многом объясняло, почему антидепрессанты определенного класса, так называемые селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (прозак, золофт и другие), могут вызывать нежелательные побочные эффекты в виде бессонницы и тревоги. Идеальный антидепрессант, предположил Лоури, активировал бы только те выделяющие серотонин клетки мозга, которые улучшают настроение человека, при этом не активируя те клетки, которые вызывают тревогу и чрезмерную настороженность.
Все это не имело никакого отношения к исследованиям Рука и Лайтмана – так им, по крайней мере, казалось. "Крис Лоури был так поглощен изучением этих двух разновидностей серотонергических нейронов, – вспоминает Рук, – что однажды он зашел и сказал: "О, у вас тут есть замечательные мышиные мозги. Можно, я изучу их у себя под микроскопом?" Что он и сделал, окрасив мозговую ткань пигментом, маркирующим клетки, которые активно обмениваются серотониновыми сигналами. Рук рассказывает: "Он ворвался обратно в лабораторию Лайтмана с криком: "Вы должны это видеть! Это просто потрясающе! А ведь вы всего-то и сделали, что ввели своим мышам этих несчастных дохлых микробов". В мозгу мышей, которым вводили препарат M. vaccae, серотониновая активность наблюдалась только в тех клетках мозгового ствола, которые связаны с улучшением настроения. "Это был прозак без побочных эффектов", – говорит Рук.
Смысл необычного открытия стал проясняться, когда Рук раскопал данные, показывающие, что инъекции интерлейкина-10 (цитокина, в наибольшей степени связанного с регуляторными иммунными клетками) препятствуют развитию апатии и замкнутости у стареющих лабораторных крыс. После этого ему стало известно об исследованиях психиатра Марианны Вамбольдт из Колорадского университета, открывшей общность генетической предрасположенности к депрессии и аллергическим расстройствам. Хотя здесь и можно было возразить, что стресс, вызываемый хроническими аллергиями, может приводить к психологическим проблемам, примененный Марианной Вамбольдт близнецовый метод показал: наличие у одного из двух близнецов какого-либо аллергического расстройства (например, сенной лихорадки, экземы или астмы) повышает вероятность развития депрессии у другого, даже если сам второй близнец не страдает аллергиями. Причем эта связь оказалась намного сильнее у однояйцевых близнецов, чем у разнояйцевых, что тоже служит явным признаком общего генетического фактора.