Этот институт существует и по сей день. В Европе и США неудачи фармкомпаний, пытавшихся изготовить простые в применении и эффективные фаговые препараты, наложились на триумф антибиотиков в начале 1940-х годов. Соответственно, о бактериофагах как о лечебном агенте забыли более чем на полвека. Лишь недавно вспомнить о них заставила возрастающая угроза антибиотикорезистентности – приобретение устойчивости патогенных бактерий даже к самым современным антибиотикам признано угрозой планетарного масштаба. В СССР, России и некоторых других постсоветских странах изучение свойств бактериофага не прерывается уже столетие. В России разрешены к клиническому применению чуть больше десятка фаговых препаратов, обычно их используют, когда не осталось других альтернатив. Это важные средства, дающие надежду сотням пациентов, однако назвать их применение триумфом фаговой терапии нельзя. Цели, которые ставили перед собой Элиава и Д’Эррель, не достигнуты до сих пор. Бактериофаги оказались сложным и непослушным объектом изучения, еще сложнее оказалось заставить их работать в интересах пациентов с бактериальными инфекциями.
Что же двигало коллективами исследователей, на протяжении столетия имеющих дело с изменчивым и непредсказуемым объектом? Двигало, несмотря на то что им не удавалось ни сформулировать революционных научных закономерностей, ни создать широкий ряд новых технологий? Этим вопросом мы и займемся в первой части книги. Ответ на него – понятие надежды как эпистемической добродетели – будет складываться из элементов, которые порой далеко отстоят от его изначальной формулировки, которая, кстати, тоже требует пояснений. Мы отнюдь не хотим сказать, что исследования бактериофагов закончились познавательным провалом или серией технологических неудач. Наоборот, история фаговой терапии полна удивительных открытий и примеров крайне технологичной персонализации медицинской помощи во фронтовых условиях. При этом исследователи отказывались отбросить ту сложность и ту нестабильность изучаемых объектов и процессов, с которыми мы не можем справиться и по сей день. Разумеется, вместе со сложностью и нестабильностью пришлось бы отбросить и сам бактериофаг, и надежды на разработку фаговой терапии – ребенок был бы выплеснут вместе с водой, но нельзя сказать, что этот ребенок догоняет в активности и уровне развития другие «высокотехнологичные» разделы медицины, например иммунотерапию раковых опухолей и иных заболеваний.
Проблемы, с которыми сталкивались исследователи бактериофага в 1920–30-х годах, во многом схожи с теми, что стали актуальны в 2020 году в связи с пандемией коронавирусной инфекции. До конца не ясно, какие факторы в основном влияют на ее распространение. Нет исчерпывающего понимания, как коронавирус ведет себя в организме человека и какими средствами можно воздействовать на патологические процессы. К тому же непонятно, до какой степени сам инфекционный агент способен изменяться. По крайней мере, по состоянию на лето 2020 года, на все эти вопросы в научной литературе существуют разные ответы.
В нашем историческом примере вирусу уготована роль средства лечения, но в 1920–30-х годах эпидемиологи точно так же дискутировали о факторах, приводящих к вспышкам инфекции в определенном месте. Они также весьма смутно представляли себе пределы изменения болезнетворных бактерий. Решавшие задачи, поставленные сложной эпидемиологической ситуацией, исследователи бактериофага также не понимали, какую роль изучаемые ими вирусы способны играть в организме, пораженном бактериальной инфекцией. Не все из них были даже уверены, что имеют дело с вирусом.
Итак, сначала мы рассмотрим две сферы неопределенности, которыми эпидемиология 1920– 30-х годов напоминает сегодняшние проблемы с пандемией:
1. Пределы изменчивости болезнетворных бактерий.
2. Факторы возникновения вспышек инфекции и развития эпидемии.
Ответы, предложенные наукой того времени, формировали медицинские и биологические представления, в рамках которых исследователи фага имели дело уже с собственными неопределенностями:
3. Что такое бактериофаг?
4. Благодаря чему он способен оказывать терапевтическое действие в зараженном организме и какие факторы препятствуют этому?
Последние два вопроса, обозначенные цифрами три и четыре, будут рассмотрены во второй половине настоящей главы.
Изменчивость бактерий и нестабильное положение эпидемиологии
Ранние публикации известной исследовательницы истории медицины Ольги Амстердамски посвящены практикам, с помощью которых эпидемиологи начала XX века справлялись с «нестабильностями» объекта исследования. Но об этом речь будет вестись чуть ниже. Интересно, что ее поздние работы посвящены уже другой стабилизации – дисциплинарных границ эпидемиологии. Не соприкасаясь с клинической медициной, эпидемиологи в Западной Европе и США оставались специалистами в строгих костюмах и лакированных ботинках, в то время как лабораторный халат становился символом научности. И если в самом начале прошлого века лабораторная наука не была достаточно сильна, чтобы угрожать дисциплинарному статусу эпидемиологии, то уже в 1920-х годах представители последней были вынуждены справляться с претензией бактериологов на исчерпывающее понимание развития эпидемий[6].
Структура первых двух разделов книги чем-то напоминает творческую эволюцию Амстердамски: от проблемы стабилизации объекта исследования к сохранению устойчивости коллективного субъекта познания. Однако в случае с изучением бактериофага угроза устойчивости исследовательских коллективов исходила не от «внешних» претензий коллег-ученых, а от неудач в стабилизации изучаемого объекта.
Отметим также, что Амстердамска исследует в основном историю здравоохранения в Британии и США. При этом для советской эпидемиологии 1920–30 годов характерна одна особенность, характеризующая базовые знания исследователей бактериофага, а также обозначающая сферу применения полученных ими результатов. В отличие от западных коллег советские эпидемиологи зачастую были облачены в белые халаты и имели серьезный опыт в микробиологии. То есть в СССР знания о бактериях как о болезнетворных агентах были теснее связаны с медицинской статистикой и географией распространения инфекции. Амстердамска же, повторюсь, описывает «приграничные конфликты», ведшиеся эпидемиологами и бактериологами (микробиологами) на границе этих дисциплин. Причем в наступление чаще шли именно последние.
К тому же и среди видных американских эпидемиологов есть ученые, внесшие существенный вклад в бактериологические методы диагностики инфекций. Например, Уэйд Хэмптон Фрост (1880–1938), которого иногда называют «отцом эпидемиологии», будучи чиновником в сфере здравоохранения и главой департамента эпидемиологии в Университете Джонса Хопкинса, разрабатывал и внедрял микробиологические методы оценки качества воды и вероятности вспышек тифа[7].
Однако в Советском Союзе связи между эпидемиологами и микробиологами были еще теснее. Основатель первой в стране кафедры эпидемиологии Виктор Берман (1897–1969) был учеником известного микробиолога Оскара Гартоха. Собственно, из возглавляемой последним кафедры микробиологии затем и выделилась кафедра эпидемиологии. Сам Берман на протяжении всей жизни сочетал микробиологические, иммунологические и эпидемиологические исследования[8]. Изданный в 1936 году под его редакцией «Курс частной эпидемиологии» – первое в СССР пособие по эпидемиологии отдельных заболеваний – открывается разделом об изменчивости микробов[9].
На момент выхода книги дискуссия об изменчивости была в самом разгаре. Прошло уже восемь лет с момента публикации нашумевшего исследования британского бактериолога Фреда Гриффита о циклических изменениях пневмококков[10]. Теория циклических изменений бактериальных клеток на тот момент не выглядела менее обоснованной, чем догма Коха о мономорфизме бактерий.
В чем суть обоих воззрений? Авторитет Роберта Коха и его школы позволял в течение 20–30 лет отметать все сомнения в том, что виды патогенных бактерий представляют собой стабильные формы, мало чем отличающиеся в этом смысле от макроскопических многоклеточных организмов. Бактерии могут меняться, но медленно и незначительно – все остальные мнения могут быть маркированы как «ламаркизм» и благодаря этому маргинализованы. Но в конце 1910-х начинают проводиться эксперименты, демонстрирующие изменения бактериальных колоний – исследования этих нестабильностей во многом сделали Амстердамску значимой фигурой в истории науки. По ее словам, за период с 1918 по 1934 год в шести ведущих микробиологических и медицинских англоязычных журналах («Journal of Bacteriology», «Journal of Infectious Disease» и т. д.) появилось 28 публикаций, описывающих достаточно скоротечные изменения в форме и структуре бактерий и в их обмене веществ. Статей, опровергавших эти «циклогенетические» представления, в тех же изданиях вышло всего 18[11]. Эти быстрые и радикальные изменения зачастую мыслились как нормальный ход смены бактериальных поколений, «природное» свойство микроорганизмов, которого достаточно для объяснения вспышек эпидемий. Интересно, что в специальной англоязычной литературе крайне редко ставился вопрос о различении «естественных циклов» жизни бактерий и их адаптации к условиям роста в питательной среде чашки Петри. Есть предположения о том, что ясно проводить различие между мутациями и приспособлением микробиологи стали лишь в 1940-х годах[12].
Уже упоминавшаяся статья Гриффита была одной из опорных точек спора об изменчивости. Имея за плечами опыт изучения возбудителей туберкулеза, Гриффит настаивал, что потеря вирулентности связана с естественной утратой бактериями полисахаридной оболочки в череде поколений. Колонии таких утративших опасность пневмококков он описывал как шероховатые (или грубые, rough), вирулентные же колонии оставались гладкими (smooth). Это чередование шероховатых и гладких форм Гриффит счел достаточным для объяснения эпидемических вспышек[13]. Поэтому считается, что в «пограничном конфликте» между эпидемиологами и бактериологами он выступил на стороне последних.
По прочтению раздела «О пределе вариабельности микробов» складывается впечатление, что Виктор Берман не замечал этого конфликта, или по крайней мере не считал эту войну, ведшуюся на Западе, своей. Он отдает должное экспериментам Гриффита и считает, что подобные исследования еще могут прояснить многие особенности патогенных бактерий. Но он настаивает, что в этих и подобных им работах об изменчивости демонстрируется, что бактериальные клетки способны реагировать на разнообразные средовые факторы – например, на физико-химическое и биологическое окружение. Несмотря на широту диапазона этих изменений, сами бактерии легко возвращаются в прежнее патогенное состояние, приспосабливаясь к новым условиям среды[14]. Эта позиция в целом соответствует современным микробиологическим представлениям, что, однако, не имеет значения собственно для нашей весьма грубой реконструкции исторического казуса. Интересно скорее то, какие непохожие роли отводились бактериофагу в рамках разных микробиологических воззрений. Переходя ко второй из обозначенных выше неопределенностей, сначала сконцентрируемся на понимании роли бактериофага во вспышках эпидемий, а затем уже приведем краткие примеры объяснительных моделей в советской эпидемиологии 1920–30-х годов.
Вспышки эпидемий и «экология» бактериофага[15]
Американский исследователь почвенных бактерий Филипп Хэдли так же, как и Гриффит, считал, что гладкие и шероховатые стадии развития бактерий чередуются в «естественном цикле». В 1927 году он опубликовал результаты исследования, в котором описывал бактериофаг как способ перехода протоплазмы бактерий из одной фазы в другую[16]. Вступая в дискуссию с Д’Эррелем, он отмечал, что бактериальные культуры могут произвольно приобретать вирусоподобные формы, проходящие через все возможные фильтры (как и обычные вирусы). Однако затем из этого фильтрата может развиться полноценная колония патогенных бактерий[17]. На взгляд сегодняшних микробиологов, эти воззрения скорее всего показались бы странными и анахроничными – относящимися скорее к раннему Новому времени с характерными гипотезами о самозарождении жизни. Взгляды Д’Эрреля сегодня бы в целом признали адекватными: бактериофаг запускает цикл бесконечного самокопирования в бактериальной клетке, накопившаяся масса вирусных частиц разрывает оболочку клетки, выходя во внешнюю среду – происходит «лизис» бактерии, ее полное уничтожение. «Осколки» бактерии, так же как и сами вирусные частицы, могут быть значимы для иммунных клеток организма (если лизис протекает внутри него), но самовосстановиться бактерии уже не могут. Впрочем, для рассмотрения самой ситуации научного спора, диссенсуса, абсолютно не важно, кто в конце концов оказался прав.
В уже упомянутом «Курсе частной эпидемиологии» авторы пишут о бактериофаге совсем в другом – экологическом – ключе. В подразделе «Местности, невосприимчивые к холере» предлагаются два объяснения эпидемиологической аномалии – существование более или менее обширных территорий, которые совсем не затрагиваются вспышками болезни. Первое предполагало, что свойства почвы оказывают решающее влияние на заболеваемость бактериальными патологиями. Хотя бы в том смысле, что болезнетворные микробы хуже выживают в определенном типе почв. Второе объяснение, содержащее ссылки на работы Д’Эрреля, связывает «иммунность сел» в Индии во время «холерного пожара» с высоким содержанием действующего на вибрионы бактериофага. Следовательно, чтобы повысить качество воды во время эпидемий, нужно искусственно повышать в ней содержание соответствующих вирусных частиц[18]. Интересно, что в этом небольшом разделе приведены только две экологические гипотезы, указывающие на причины эпидемиологической аномалии. Более очевидные и, вероятно, известные случаи невосприимчивости отдельных групп к холере не упомянуты – имеются в виду примеры из классического исследования вспышки холеры в Лондоне 1854 года, во время которой не пострадали несколько сотен сотрудниц мастерской и десятки работников пивоваренного завода, хотя оба предприятия находились посреди «холерного пожара»[19]. Мастерская имела собственное водоснабжение, а пивовары утоляли жажду в основном собственной продукцией, что предотвратило контакт с опасной водой.
Видимо, Берман и соавторы не считали нужным возвращаться к дискуссиям 80-летней давности, подробно останавливаясь на микробиологии холерного вибриона. Причинная связь между ним и вспышкой холеры уже была очевидной – важнее казалось то, что мешает этой причинности проявиться. Эти помехи, скорее всего, должны были носить экологический характер – среда обитания вибрионов могла способствовать их уничтожению, снижению их заразности (контагиозности) или патогенности.