Как людям удалось победить оспу и реже болеть гриппом. История вакцинации

Вакцины уже помогли нам практически избавиться от полиомиелита, снизить вероятность развития некоторых видов рака и спасти миллионы жизней. Вместе с международной биофармацевтической компанией MSD Медуза рассказывает историю этих препаратов.

Екатерина II, доярки и натуральная оспа

Человечество знакомо с оспой как минимум три тысячи лет, и только в XX веке эта болезнь, по данным ВОЗ, унесла жизни 300 миллионов человек.

Считается, что первые попытки бороться с оспой предприняли в Китае, Индии и других частях Азии задолго до официального изобретения вакцинации. Людей намеренно пытались заразить небольшой дозой вируса, чтобы пациент легче перенес болезнь. Для этого брали гной из оспенного пузырька и вводили его здоровому человеку. Где-то это делали через нос, где-то — с помощью иглы, протыкая кожу в разных местах, позже начали пропускать под кожей нитку, смоченную в гное.

Такой метод называли вариоляцией, и в XVIII веке он приобрел популярность в Европе. Смертность при вариоляции составляла примерно 2%, но от самой оспы умирали в разы чаще, поэтому этот метод все равно использовали.

В октябре 1768 года английский врач Томас Димсдейл защитил с помощью вариоляции от оспы Екатерину II, а вскоре и ее сына — будущего императора Павла I.

После Екатерина II начала прививочную кампанию в России: сначала врачи стали применять вариоляцию от оспы среди придворных, а после Екатерина разослала врачей по всей стране.

Императрица выпустила манифест, в котором рассказывала о том, как сама перенесла эту процедуру, и призывала людей не бояться прививок. К 1780 году число защищенных от оспы по всей России составляло более 20 тысяч человек.

Между тем во Франции вариоляция была запрещена, там к ней относились со страхом, притом что в 1774 году от оспы погиб король Людовик XV.

Историю современной вакцинации против оспы принято отсчитывать с 1796 года, когда английский врач Эдвард Дженнер провел свой знаменитый эксперимент. Дженнер заметил, что доярки, которые заражались коровьей оспой, обычно не болели натуральной оспой во время вспышек этой болезни.

Он предположил, что коровья оспа, с одной стороны, достаточно сильно отличалась от натуральной оспы, поэтому вызывала у людей лишь сравнительно легкие симптомы, но, с другой стороны, была достаточно похожа на эту болезнь, чтобы защищать против нее.

14 мая 1796 года Дженнер извлек гной из пузырька у доярки, которая болела коровьей оспой, и затем втер его в царапины на руке восьмилетнего мальчика по имени Джеймс Фиппс. Примерно через месяц Дженнер попытался заразить его натуральной оспой, но ничего не вышло.

Так благодаря опасному эксперименту Дженнеру удалось создать первую в мире вакцину, чья эффективность подтвердилась.

В России начали вакцинацию по Дженнеру в 1801 году, а первый привитый получил фамилию Вакцинов и был награжден пожизненной пенсией. Открытие первой вакцины и разработка новых способов вакцинации позволили в XX веке полностью избавиться от оспы — в 1977 году ВОЗ зафиксировала в Сомали последний «дикий»‎ случай заболевания.

Бешенство, туберкулез и ослабленные бактерии

Победить оспу у людей помог вирус коровьей оспы, но как быть с другими инфекциями? Французский химик и микробиолог Луи Пастер первым предположил и доказал, что изобрести вакцины можно от многих других болезней. В 1877 году он изучал куриную холеру и пришел к выводу, что ее можно ослабить (или снизить заразность), используя кислород.

Исследуя споры сибирской язвы, Пастер выяснил, что кислород на них не действует, зато срабатывает тепло.

Эти эксперименты позволили ученому в 1881 и 1885 годах разработать вакцины против сибирской язвы и бешенства. Он изучал препараты на животных, поскольку не был врачом, но 6 июля 1885 года использовал вакцину от бешенства для лечения девятилетнего мальчика, которого укусила бешеная собака. Ребенку ввели 14 прививок в течение 11 дней, что позволило ему выжить.

Этот успех привел к открытию пастеровских станций сначала в Париже, а потом и по всему миру. Одесская пастеровская станция была второй в мире и первой в России, а инициаторами ее создания выступили известный биолог и лауреат Нобелевской премии в области физиологии и медицины Илья Мечников и российский врач и микробиолог Николай Гамалея.

Луи Пастер сначала в теории, а потом на практике показал, что ослабление микроорганизмов может работать для вакцинации и защиты от болезней. В начале XX века французский врач Альбер Кальметт и ветеринар Камиль Герен смогли по его стопам разработать вакцину против туберкулеза, известную сейчас как БЦЖ (бацилла Кальметта — Герена). Они также ослабляли штамм бактерии крупного рогатого скота — выращивали бактерии в питательных средах и отбирали каждый раз более слабые версии.

Вакцина БЦЖ была впервые испытана 18 июля 1921 года на новорожденном, мать которого умерла от туберкулеза. Даже сейчас туберкулез является одной из самых смертельных инфекций в мире. Вакцина не предотвращает инфицирование бактерией, но ее изобретение помогло снизить смертность, защитив детей от тяжелых форм туберкулеза.

Кроме этого, БЦЖ научились использовать и для других медицинских задач: выяснилось, что она подходит для лечения рака мочевого пузыря в рамках иммунотерапии.

«Железное легкое»‎, борьба с полиомиелитом и другими вирусами

Еще одна болезнь, от которой практически удалось избавиться в XX веке, — это полиомиелит. Эта вирусная инфекция поражает нервную систему и может привести к параличу. А болеют чаще всего дети до пяти лет. Вирус передается фекально-оральным путем: им заражаются, например, через загрязненную воду и контакт с калом через грязные руки.

У многих переболевших этой болезнью в детстве паралич поражал мышцы, необходимые для дыхания, из-за чего им требовались «железные легкие»‎. Это камера, где давление то понижается, то повышается, помогая делать вдох и выдох. Даже сейчас в мире остаются люди, использующие эти приспособления, поскольку вылечить осложнения от полиомиелита врачи все еще не способны.

В начале XX века полиомиелит держал в страхе родителей: эпидемии постоянно вспыхивали в городах, а болезнь часто становилась причиной инвалидности среди детей. Поэтому спасения от инфекции очень ждали.

Американские вирусологи Джонас Солк и Альберт Сейбин параллельно разрабатывали вакцину против полиомиелита. Солк убивал вирус формальдегидом и создал первую версию препарата в 1955 году, а Сейбин делал живую ослабленную вакцину, которая появилась в 1962 году.

Вакцину Сейбина можно было закапывать в рот самостоятельно, что позволило проводить вакцинацию без участия врачей. Кроме этого, живая оральная вакцина Сейбина «работает»‎ в кишечнике. Дикий вирус попадает именно в желудочно-кишечный тракт человека, а такая вакцина не позволяет ему размножиться в организме. Это значит, что вакцинированный человек не только не заболеет сам, но и не сможет заразить других полиомиелитом.

Вакцина, которую придумал Солк, является инактивированной и содержит лишь убитые вирусы. Она тоже не позволяет человеку заболеть, поскольку у него в крови остаются антитела к полиомиелиту. Но размножение вируса в кишечнике может произойти, а значит, человек может стать носителем дикого вируса и заразить кого-то. Поэтому для контроля дикого вируса и его уничтожения в странах, где происходили вспышки, использовали именно живую вакцину. А в тех местах, где болезнь удалось победить, чаще используют инактивированную вакцину или их комбинацию.

Сегодня полиомиелитом почти не болеют: в 2018 году было зафиксировано 33 случая в мире. Из трех штаммов дикого полиовируса 2-й тип был ликвидирован в 1999 году, а последнее заражение диким 3-м типом случилось в Нигерии в ноябре 2012 года. В 2020 году ВОЗ объявила, что передача дикого полиовируса осталась лишь в двух странах мира — Пакистане и Афганистане.

Вакцинация детей против полиомиелита продолжается везде: очаги болезни все еще есть, а значит, существует и угроза распространения вируса в тех странах, где от него удалось избавиться. Но кажется, что совсем скоро и эта болезнь останется лишь в наших воспоминаниях, как оспа.

Антипрививочное движение и вспышки болезней

К XXI веку ученые придумали вакцины, способные предотвратить свыше 20 заболеваний, угрожающих жизни людей. Большинство из них входят в национальные календари вакцинации стран по всему миру. Какие-то вакцины спасают от болезней, которые быстро и легко передаются (вроде кори и ветряной оспы), и помогают предотвратить их вспышки.

Другие защищают от вирусов, которые повышают риски развития некоторых видов рака. Например, вакцину против вируса папилломы человека используют для профилактики рака шейки матки, а прививка от гепатита В снижает шансы заболеть раком печени. Третьи предотвращают смерть после заражения, как вакцины от бешенства.

Существование вакцины само по себе не способно защитить от вспышек болезней. Например, в Самоа в конце 2019 года случилась эпидемия кори. Родители в стране отказывались прививать своих детей от этой болезни из-за гибели двух младенцев в июле 2018 года. Их смерть произошла из-за случайной ошибки медсестер, вводивших вакцину от кори. На этом фоне и не без участия противников вакцинации общество накрыла волна страхов.

В итоге в стране в 2019 году вакцинацию прошли менее трети младенцев, что позволило кори быстро распространиться среди населения. В результате большое количество людей заболело, а некоторые дети умерли от болезни.

В Пакистане полностью искоренить полиомиелит мешают теории заговора о том, что вакцины вызывают бесплодие, а другие страны специально хотят снизить рождаемость мусульман. Эти слухи распространяют в том числе священнослужители, из-за чего местное население отказывается от вакцинации, а медицинские работники, делающие прививки, подвергаются преследованиям.

Ложные суждения распространяются в любых странах, даже процветающих. Некоторые люди верят в теорию заговоров фармацевтических компаний, которые якобы лишь зарабатывают деньги на вакцинах и поэтому их продвигают.

Другие считают, что вакцины опасны и безопаснее переболеть дикой болезнью. Кто-то не верит, что вакцины действительно спасают от болезней.

Конечно, это все не так, но, увы, такие точки зрения часто продвигаются противниками вакцинации очень напористо. Они пугают родителей, давят историями из личной жизни (иногда даже выдуманными) и заставляют усомниться в пользе вакцинации.

Новые технологии вакцинации и COVID-19

Раньше для прививок чаще всего использовали убитый (инактивированные вакцины) или ослабленный возбудитель инфекции (живые вакцины), как в препаратах против оспы и полиомиелита. Потом ученые научились делать вакцины на базе анатоксинов, которые включают в себя особым образом обработанные токсины бактерий (они не могут вызвать болезнь у организма, но вызывают иммунный ответ). К ним относятся вакцины от столбняка, дифтерии.

Следующий вариант — методы, которые знакомят иммунную систему не с целым микроорганизмом или его токсином, а с какой-то его частью. Такие вакцины называют субъединичными. Для их создания ученые берут белок конкретного возбудителя, на который организм может среагировать.

Самые свежие разработки — ДНК- или РНК-вакцины.

Они даже не требуют помещения патогена или его белков в тело человека. Все, что нужно, — это ввести человеку часть генетического кода, который заставит клетки производить белки вируса. На них среагирует иммунная система и в дальнейшем будет распознавать патоген.

Кроме них, сейчас существуют и векторные вакцины. Они похожи на РНК-вакцины, но в них есть вирус-носитель (обычно аденовирус). Он служит носителем генетической информации вируса, проникает в клетки человека и помогает им начать производить нужный белок патогена.

Именно такие новые вакцины сегодня чаще всего используют для вакцинации против COVID-19.

Процесс создания новой вакцины в среднем занимает 10–15 лет. Компании проходят долгий путь, прежде чем подтвердить эффективность и безопасность вакцины: доклинические испытания, несколько фаз клинических испытаний, прохождение регистрации.

Кроме этого, нужно наладить производственный процесс и постклинические исследования. Но из-за чрезвычайных условий мировое научное общество смогло выпустить несколько вакцин от COVID-19 примерно за год.

Стандарты сохранились, но сократились по времени, производство постарались запустить как можно быстрее, лаборатории делились разработками — все это позволило очень быстро начать вакцинацию. Пример COVID-19 показывает, как важны для системы здравоохранения вакцины, почему нужно продолжать разрабатывать новые методы их создания и готовить общественность к их использованию.

Способы лечения многих вирусных болезней пока неизвестны — в этих условиях вся надежда на вакцины и профилактику заболеваний.