Барри Маршалл еще раз посмотрел на пробирку с мутной жидкостью. Ничего хорошего эксперимент не обещал, но отступать было поздно, решение принято. Барри вздохнул и выпил содержимое пробирки. Спустя некоторое время исследователя стало тошнить, появились резкие боли в животе. Медики, к которым он обратился, диагностировали острый гастрит. Несмотря на боль, Маршалл был счастлив — в выпитой жидкости буквально кишели Helicobacter pylori, бактерии, которые, как он считал, являются возбудителями гастрита и язвы желудка. Эксперимент, поставленный на себе, был лучшим доказательством правоты ученого.
Спустя четверть века, на церемонии вручения Нобелевской премии, он уверял журналистов: «Никакого особого героизма от меня не потребовалось. Я бы никогда не совершил этот шаг, если бы не был уверен в успехе». А ученые-медики, некогда называвшие Барри Маршалла и его коллегу по Королевскому госпиталю в Перте (Австралия) Робина Уоррена «тихими сумасшедшими от гастроэнтерологии», не скупились на похвалы.
Тяжелая судьба нобелевского микроба
Первооткрывателем Helicobacter был итальянский патолог Джулио Биццецеро, который в 1892 году обнаружил в желудках собак странные спиралевидные микроорганизмы. Но размножить подозрительные бактерии в неволе не удалось, и о них надолго забыли.
В ХХ веке большинство гастроэнтерологов искренне полагали, что в желудке, вырабатывающем едкую соляную кислоту, жизнь просто не может существовать. Гастриты же и язвы возникают из-за стрессов и нерационального питания. Лечили их строгой диетой и препаратами, регулирующими кислотно-щелочной обмен. Правда, уже в те времена у особо пытливых исследователей возникали некоторые сомнения. «Когда я был старостой студенческого научного кружка, один из наших ребят делал доклад о бактерии, которая участвует в возникновении язвы, но его просто засмеяли. В те времена ученых, утверждавших, что в желудке возможна жизнь, считали, мягко говоря, сумасшедшими», — вспоминает главный терапевт Москвы, директор ЦНИИ гастроэнтерологии, профессор, доктор медицинских наук Леонид Лазебник. Не миновала чаша сия и нобелевских лауреатов.
В 1982 году австралийские ученые Барри Маршалл и Робин Уоррен объявили, что им удалось обнаружить бактерию, проживающую в человеческом желудке и являющуюся причиной гастрита и язвы. Вновь открытый микроорганизм получил название Helicobacter pylori, что в переводе с латыни означает «спиралевидная бактерия, обитающая в привратнике желудка» (привратник — нижний отдел желудка, переходящий в двенадцатиперстную кишку). Но лишь в 1994 году Национальный институт здоровья США признал их правоту и радикально изменил методику лечения гастрита и язвы.
Всюду жизнь
По внешнему виду Helicobacter представляет собой спираль, снабженную отростками-жгутиками. С их помощью бактерия пробуравливает слой слизи, защищающей стенки желудка и двенадцатиперстной кишки от едкой соляной кислоты. Для самой Helicobacter кислота — не проблема. Еще Робин Уоррен установил, что вырабатываемый ею фермент уреаза расщепляет мочевину на углекислый газ и аммиак, который частично нейтрализует кислоту. Кроме того, Helicobacter выработала хитроумный механизм защиты от иммунной системы. Оболочка ее клеток, как и у всех бактерий, содержит муцины, комплексные соединения белков и полисахаридов. Но Helicobacter прячет белковую часть этих молекул во внутреннем слое, а снаружи полностью покрыта такими же полисахаридами, из каких состоит слизь, покрывающая оболочку желудочно-кишечного тракта. В результате бактерия становится невидимой для лимфоцитов. Пробравшись внутрь клеток слизистой оболочки, зловредный микроб отравляет их продуктами своей жизнедеятельности, защитная слизь в месте инфекции перестает вырабатываться, и в поврежденные области устремляется кислота, которая довершает черное дело: на стенке желудка или двенадцатиперстной кишки образуется язва. Но и этим вредоносное действие Helicobacter не ограничивается.
Helicobacter — великий и ужасный
Первые доклады ученых об изучении Helicobacter напоминали сводки с фронта: «Helicobacter создает в желудке колонии», «Helicobacter разрушает слизистую», «Helicobacter в 70% случаев вызывает язвенную болезнь желудка, а в 92% случаев — двенадцатиперстной кишки». Однако все эти сообщения померкли перед известием, что Helicobacter — основная причина рака желудка. В 1994 году Международное агентство по изучению рака признало его «канцерогеном первого порядка». В 1996 году доктор Форман доказал, что 75% случаев рака желудка в развитых странах и около 90% — в развивающихся связаны с Helicobacter. Но и это не все. Недавно Мария Джисмондо из университета Милана выяснила, что Helicobacter — одна из основных причин мигрени; итальянские ученые из университета Тор-Вергата установили, что один из штаммов этой бактерии может вызывать инсульт; по данным же Европейской группы по изучению Helicobacter, она вызывает аллергию и увеличивает риск инфаркта миокарда!
Неприятнее всего то, что Helicobacter pylori — самая распространенная инфекция на Земле: ею заражено около половины населения земного шара. Правда, в странах ЕС Helicobacter встречается лишь у 25−45% населения, зато в России — примерно у 70%, а в Африке — почти у 100%.
И тебя вылечат, и меня?
К счастью, Нelicobacter довольно легко выявляется и уничтожается с помощью курса антибиотиков, но такое лечение почти гарантированно приводит к дисбактериозу, а в результате — к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта, иммунной системы и другим побочным эффектам.
Идеальным вариантом была бы вакцина, и опытные образцы уже созданы. Так, итальянские ученые разработали вакцину на основе ослабленных бактерий Нelicobacter. Эксперименты на животных показали, что она может не только предотвратить заболевание, но и вылечить уже имеющееся. Американские специалисты из Antex Biologics начали испытывать вакцину на людях. Все это, впрочем, не означает, что через пару лет мы все дружно пойдем прививаться от Нelicobacter.
Проблема в том, что эта бактерия не только наносит организму вред, но и приносит ему пользу. «Люди, у которых в желудке нет Нelicobacter, чаще страдают воспалением пищевода и забрасыванием содержимого желудка обратно в пищевод. Да и рак пищевода встречается у таких пациентов чаще. Если мы сегодня начнем проводить массовую вакцинацию против Helicobacter pylori, чтобы снизить заболеваемость раком желудка, через 20−40 лет получим эпидемию рака пищевода», — кипятится профессор-микро-биолог Мартин Блейзер из Высшей школы Нью-Йоркского университета. Единственным разумным выходом ему представляется «вакцинация с учетом индивидуальной степени риска».
Кандидат химических наук О. БЕЛОКОНЕВА.
Прошло почти четверть века с того дня, когда патологоанатом из австралийского города Перт Робин Уоррен обнаружил в образцах ткани нижней части желудка колонии бактерий. Ничего удивительного, если бы не одно сделанное им наблюдение: бактерии присутствовали только в тех образцах, где налицо был воспалительный процесс слизистой оболочки желудка.
Данные Уоррена заинтересовали молодого стажера Барри Маршалла. Он вырастил в лаборатории культуру в желудочной бактерии, впоследствии названной Helicobacter pylori . Эти микроорганизмы были обнаружены почти у всех пациентов с гастритом, язвой желудка и двенадцатиперстной кишки. Исследователи предположили, что именно заражение Helicobacter pylori лежит в основе этиологии воспалительных процессов в желудке. Тогда, в 1982 году, гипотеза Маршалла и Уоррена звучала смело: считалось, что к язвенной болезни приводят нездоровый образ жизни и стрессы.
Но догадка блестяще подтвердилась эпидемиологическими и клиническими исследованиями, которые проводили в 1980-е годы Маршалл и Уоррен. Чтобы побороть скептицизм медиков, Маршаллу даже пришлось выпить культуру бактерий самому. А через неделю молодой ученый почувствовал первые симптомы острого гастрита — и бактериальная природа язвенной болезни была доказана…
Яркий поступок Маршалла заставил смолкнуть голоса наиболее критически настроенных оппонентов. Сегодня медики с уверенностью утверждают, что стресс и острая пища не могут быть причиной язвенной болезни — эти факторы только ухудшают состояние больного. Доказано, что более 90% всех случаев язвы двенадцатиперстной кишки и до 80% случаев язвы желудка вызваны именно присутствием Helicobacter pylori. Оставшиеся 10-20 случаев обычно связаны с длительным приемом нестероидных противовоспалительных препаратов типа аспирина или ибупрофена. Очень редко открывшаяся внезапно язва может быть следствием злокачественной опухоли желудка или поджелудочной железы.
Открытие Уоррена и Маршалла перевернуло представления врачей о противоязвенной терапии. Оказалось, что язва — отнюдь не хронический недуг, а болезнь, от которой можно избавиться, принимая антибиотики.
Helicobacter pylori — грамотрицательная бактерия (см. "Наука и жизнь" № 1, 2004 г., с. 46-47), которая обнаружена в желудках более чем у половины населения Земли. Причем распространенность напрямую зависит от уровня социально-экономического развития: в развитых странах инфекция распространена меньше (30-40%), чем в странах третьего мира, где ею заражен почти каждый (до 90%). Инфекция поражает нижнюю часть желудка обычно уже в раннем детстве и "живет" в нем до последних дней. Считается, что чаще всего грудной ребенок получает бактерию от инфицированной матери. Но не исключено, что заразиться можно и через пищу или питье.
Высокая распространенность Helicobacter pylori вовсе не означает, что каждый второй на Земле страдает язвенной болезнью или как минимум гастритом. К счастью, в большинстве случаев бактерия не доставляет своему "хозяину" никаких неприятностей. Но в 10-15% случаев иммунная система дает "сбой" и Helicobacter pylori заявляет о себе тяжелыми воспалительными процессами в желудке и двенадцатиперстной кишке.
Язву вызывает не сама бактерия — для выживания в экстремальных условиях желудочного сока она вырабатывает ферменты, снижающие кислотность. Чтобы скомпенсировать падение кислотности, слизистая оболочка, в верхней части желудка начинает интенсивно секретировать желудочный сок. В результате возрастает вероятность возникновения гастрита и язвы. В наиболее тяжелых случаях болезнь приводит к смертельно опасным желудочным кровотечениям и перфорации желудка. Иногда бактерия "поселяется" в верхней части желудка, что приводит к тяжелым формам язвенной болезни или даже к раку. И хотя число больных раком желудка во всем мире постоянно снижается, эта опухоль удерживает второе место в мире по смертности от онкологических заболеваний.
Бактерия Helicobacter pylori очень изменчива, ее штаммы отличаются друг от друга способностью прикрепляться к слизистой оболочке желудка и вызывать воспалительный процесс. Даже у одного человека бактерии не однородны, они постоянно меняются, приспосабливаясь к условиям желудочной среды. Бесконтрольный прием антибиотиков приводит к быстрому формированию штаммов, которые "не берет" ни один антибактериальный препарат. Поэтому врачи назначают антибиотики только при подтверждении бактериальной этиологии язвенной болезни.
Открытие возбудителя язвы побудило исследователей начать поиски микроорганизмов, вызывающих такие болезни, как язвенный колит, ревматоидный артрит, атеросклероз. Пока на этом пути сделаны лишь первые шаги. Самое главное, что открытие Helicobacter pylori приблизило ученых к пониманию взаимосвязи воспалительных процессов, хронических инфекций и онкологических заболеваний.
Иногда даже не очень громоздкие и ресурсоемкие исследования способны всколыхнуть мировую общественность и заставить академиков переиздавать свои учебники. Безусловно, яркий пример такой ситуации – открытие Helicobacter pylori, которое принесло его авторам – австралийским ученым Бери Маршаллу и Робину Уоррену – Нобелевскую премию в отрасли Физиологии и медицины.
тематический номер: ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ, ГЕПАТОЛОГИЯ, КОЛОПРОКТОЛОГИЯ
Любое научное открытие имеет свою судьбу. Сначала авторы долго вынашивают его в своих светлых головах, потом, как правило, в муках, воплощают теорию в практику, затем следуют первые самостоятельные шаги, публикация, оценка экспертами, а далее . зачастую архив и «вечная память». Однако не всегда все заканчивается так пессимистично.
Все началось с того, что в 1979 г. доктор Уоррен, профессор патологии в госпитале Роял Перт, приблизительно у половины пациентов, у которых был взят материал для биопсии, обнаружил маленькие изогнутые бактерии, колонизирующие антральный отдел желудка. Затем было установлено, что в слизистой оболочке желудка возле мест определения микроорганизмов всегда присутствовали признаки воспаления.
В августе 1981 г. доктор Маршалл, в то время еще младший научный сотрудник университета Западной Австралии, первым поддержал и в дальнейшем помогал отстаивать теорию профессора Уоррена о том, что именно бактерии, а не стресс и образ жизни являются причиной большинства пептических язв.
Бери Маршалл родился 30 сентября 1951 г. в австралийском городке Калгури в семье инженера-механика и медсестры. По словам близких, в детстве маленький Бери отличался особенным любопытством и изобретательностью при исполнении работы по дому, изучая сварочное оборудование, химические реактивы и научную литературу. Позже ученый сказал: «Медицина, как мне казалось, – это отличный способ соединения естественных и гуманитарных наук. Мне просто очень нравится разговаривать с людьми». Медицинское образование будущий нобелевский лауреат получил в университете Западной Австралии.
Молодому научному сотруднику идея профессора Уоррена понравилась частично из-за того, что она противоречила бытующему тогда мнению об этиологии воспалительных и язвенных заболеваний слизистой желудка. В медицинской литературе желудочная среда считалась крайне неблагоприятной для бактерий, а значит – стерильной. Таким образом, бактерий Уоррена не должно было существовать.
В самом начале сотрудничества коллеги рассмотрели клинические данные 25 пациентов, у которых была определена H. pylori, и описали, какие заболевания наблюдались или нет у этих больных. Далеко не у всех были язвы или рак, поэтому было очень тяжело установить какую-либо зависимость. Затем, с января по май 1982 г., было проведено слепое исследование 100 пациентов с участием независимого гастроэнтеролога, выполнявшего эндоскопические процедуры. Результаты подтвердили связь между бактериями и язвенной болезнью. За время исследования доктор Маршалл вырастил культуру микроорганизмов – новый род микробов, похожих и на Campylobacter, и на холерный вибрион, – и дал им название. Спустя год ученый отправил резюме исследования в Австралийскую гастроэнтерологическую ассоциацию, которое, конечно же, сразу отклонили. Несмотря на это данные впервые опубликовали в журнале The Lancet за июнь 1983 г. в виде двух отдельных писем под одним и тем же заголовком: «Неидентифицированные изогнутые бактерии в эпителии желудка при хроническом активном гастрите». Одно из писем было подписано Уорреном, другое – Маршаллом. В письмах шла речь и о конкретной работе обоих коллег: наблюдения доктора Уоррена и первичная информация о связи бактерий с гастритом; описание выращенной Бери Маршаллом культуры и установленная связь с язвенной болезнью.
В 1983 г. молодой ученый открыл чувствительность H. pylori in vitro к висмуту, а затем и к метронидазолу. В начале 1984 г. знакомый врач порекомендовал доктору Маршаллу заняться 11 больными с «серьезными проблемами по поводу язвы двенадцатиперстной кишки». Ученый назначил курс лечения висмутом и метронидазолом, что привело к эрадикации H. pylori у 9 пациентов без дальнейших рецидивов язвы и применения циметидина.
Возможно, к исследованиям доктора Маршалла и дальше относились бы как к чему-то условному, если бы он не взял на себя функции подопытного кролика и не выпил чистую живую культуру H. pylori. Ученый, который был в то время женат и имел 4 детей, чрезвычайно тяжело заболел, но заявил миру о своем открытии. «Я сделал это от отчаяния, – говорил Бери. – Когда я представлял свои данные на научных собраниях, аудитория всегда была скептически настроена и убеждена в том, что бактерии инфицировали пациентов уже после развития гастрита. Так что мне пришлось пойти на риск, чтобы подтвердить обратное. Собственно это и послужило главной причиной». Еще одной причиной, подтолкнувшей ученого к проведению опасного эксперимента, был неудачный опыт с морскими свинками. Несмотря на все попытки доктора Маршалла ему никак не удавалось инфицировать животных. К тому же, существовали и его собственные клинические наблюдения, согласно которым многие пациенты, у которых в биоптатах определялись бактерии, были асимптоматическими или имели минимальную симптоматику. Маршалл также знал, что в большинстве случаев ему удалось уничтожить микроорганизмы при помощи антибиотиков, так что риск был оправдан. Как потом оказалось, его собственная инфекция излечилась спонтанно, и до того, как ученый начал принимать антибиотики, микроорганизмов уже не было. Биопсия на восьмой день после заражения показала наличие инфекции, но уже на четырнадцатый день слизистая начала заживать и микроорганизмы в ней не определялись. Тем не менее такой исход подтвердил результаты исследований in vitro, согласно которым висмут был способен уничтожать H. pylori. Это означало, что этот препарат, считавшийся антацидным или обволакивающим, на самом деле мог оказаться антибиотиком.
В интервью в октябре 2005 г. доктор Маршалл сказал, что одной из самых главных проблем с инфекцией было то, что она очень тяжело поддавалась лечению, а успешная методика эрадикации была создана только в 1992 г. Вот тогда и изменилось отношение медицинской общественности. Люди начали верить тому, что могли испытать в личной клинической практике при помощи реальных схем лечения.
Выступая с речью о лауреатах Нобелевской премии за 2005 г., один из участников учредительного комитета сказал, что награда всегда найдет тех, кто с верой в себя готов противостоять даже установленным научным догмам. В своих исследованиях доктора Маршалл, Уоррен и многие другие показали, что язвенную болезнь можно излечить только при условии эрадикации бактерий, содержащихся в желудке. Благодаря работе, проделанной австралийскими учеными, язвенная болезнь уже не является хроническим, часто инвалидизирующим состоянием, а относится к болезням, которые можно вылечить коротким курсом антибиотиков и ингибиторов желудочной секреции.