Глава двенадцатая

Медицинские словари определяют пневмонию как «воспаление легких с консолидацией (уплотнением)». В этом определении не упоминается инфекция, но на практике пневмония практически всегда бывает обусловлена каким-либо микроорганизмом, проникшим в легкие, и последующим притоком естественных средств борьбы с инфекцией. Возникающая в результате воспалительная смесь клеток, ферментов, остатков разрушенных клеток, жидкости и образующейся рубцовой ткани приводит к утолщению и уплотнению ткани. Вследствие этого легкое, обычно мягкое и губчатое, становится плотным, твердым и теряет эластичность. Болезнь убивает в двух случаях: либо уплотнение становится таким обширным, что легкое полностью теряет способность доставлять кислород в кровь, либо патогенный микроорганизм проникает в кровь и разносится по всему организму.

В США пневмония оставалась ведущей причиной смерти до 1936 г. Пневмония и грипп настолько тесно связаны друг с другом, что современная медицинская статистика, в том числе и статистика американских Центров по контролю и профилактике заболеваний, при составлении списка причин человеческих смертей обычно учитывает их как единую, общую причину. Даже теперь, в XXI в., когда в нашем распоряжении есть антибиотики, противовирусные препараты, искусственная вентиляция легких и отделения интенсивной терапии, грипп и пневмония в связке занимают пятое или шестое место (в зависимости от тяжести эпидемиологической обстановки по гриппу) среди причин смерти в Соединенных Штатах и остаются ведущей причиной смерти от инфекционных заболеваний.

Грипп вызывает пневмонию либо непосредственно, при вторжении вируса в легкие, либо (намного чаще) косвенно — за счет серьезного ослабления иммунитета, что активизирует вторичную инфекцию, а именно бактерии, которые практически беспрепятственно поражают и захватывают легкие. Есть также данные о том, что грипп упрощает проникновение в легкие некоторых бактерий не только за счет ослабления общего иммунитета — он еще и «помогает» тканям легких связывать некоторые бактерии.

И хотя в легкие могут проникать многие бактерии, вирусы и грибы, самой главной и самой частой причиной пневмонии является пневмококк — бактерия, которая может служить как первичной, так и вторичной инфекцией. (Пневмококк — причина примерно 95% крупозных пневмоний, когда в воспалительный процесс вовлекаются одна или несколько долей легких, однако он может привести и к бронхопневмонии, хотя и реже.) Джордж Штернберг, работая в импровизированной лаборатории на армейском посту, в 1881 г. впервые выделил пневмококк из собственной слюны, ввел его кролику и убедился, что эта бактерия убивает. Однако Штернберг не распознал это заболевание как пневмонию. Не распознал пневмонию и Пастер, который открыл тот же микроорганизм позже, но опубликовал свои данные первым и считается первооткрывателем (согласно научному этикету). Три года спустя еще один ученый продемонстрировал, что эта бактерия легко колонизует легкие и вызывает пневмонию, поэтому она и была названа пневмококком, или Streptococcus pneumoniae.

Под микроскопом пневмококк выглядит как типичный стрептококк — средних размеров эллипсовидная или округлая бактерия, образующая цепочки с другими такими же бактериями. Однако пневмококки чаще всего встречаются парами (откуда еще одно название — диплококк) и похожи на две лежащие рядом жемчужины. На солнечном свету пневмококк погибает в течение 90 минут, но в темном помещении может выживать до десяти суток. Иногда его случайно обнаруживают на пылевых частицах. В вирулентной форме он может быть весьма заразен и сам по себе способен вызвать эпидемию.

Еще в 1892 г. ученые пытались создать лечебную антипневмококковую сыворотку. Попытка не увенчалась успехом. В следующем десятилетии удалось добиться огромного прогресса в изучении других инфекций, но в отношении пневмонии успехи были более чем скромными. Это не значит, что ученые не старались. Как только появлялись успешные методы борьбы с дифтерией, чумой, брюшным тифом, менингитом, столбняком, змеиными укусами и многим другим, ученые немедленно пытались воспользоваться ими для лечения пневмонии — но каждый раз терпели неудачу.

У исследователей были самые передовые научные инструменты того времени. Вскоре им удалось создать сыворотку, которая защищала от пневмококков животных — но не людей. Предпринимались отчаянные попытки понять причину неудач, разобраться, как работает сыворотка, и на этом основании выдвинуть гипотезы, которые могли бы привести к созданию эффективных методов лечения. Сэр Алмрот Райт, британский бактериолог и иммунолог, возведенный в рыцарское достоинство за разработку вакцины от брюшного тифа, рассуждал так: иммунная система окутывает чужеродные микроорганизмы особыми веществами (он называл их «опсонинами»), что облегчает поглощение микробов лейкоцитами. Эти рассуждения были верны — неверными оказались сделанные Райтом выводы.

Нигде в мире пневмония не протекала так тяжело, как в Южной Африке — среди рабочих золотых и алмазных приисков. Эпидемии протекали по неизменному или почти неизменному сценарию, и каждая вспышка убивала 40% заболевших. В 1914 г. южноафриканские промышленники обратились к Райту с просьбой разработать вакцину от пневмонии. Райт объявил об успехе. Но ни о каком успехе и речи не шло — более того, его вакцина сама по себе могла убить. Из-за этой ошибки коллеги-ученые наградили Райта насмешливым прозвищем — «сэр Almost Right» («почти прав», что созвучно с его настоящим именем — Almroth Wright).

Но к тому времени двое немецких ученых вплотную приблизились к решению проблемы, связанной с лечением и профилактикой пневмонии. В 1910 г. они обнаружили две разновидности бактерии: «типичный» пневмококк и «атипичный» пневмококк. Как и многие их коллеги, они задумались, о чем же может говорить эта разница.

Однако с началом Первой мировой войны изучение пневмонии практически застопорилось, и даже сам Ослер стал рекомендовать кровопускание: «Теперь мы прибегаем к этому методу куда чаще, чем всего несколько лет назад, но обычно уже при запущенной болезни. Я считаю, что кровопускание, сделанное крепким и сильным людям в самом начале заболевания при бурном его развитии, — прекрасный способ лечения».

Ослер не утверждал, что кровопусканием можно вылечить пневмонию, он лишь полагал, что этим способом можно облегчить некоторые проявления. Но и это было ошибкой. И уже в 1916 г., в новом издании своего учебника, он писал: «Пневмония — саморегулируемая болезнь, которую нельзя ни остановить, ни укоротить никаким известным нам способом».

Американцы собирались оспорить этот вывод.

Когда Руфуса Коула пригласили возглавить госпиталь при Рокфеллеровском институте, он решил посвятить все свои силы борьбе с пневмонией и подключить к этому всю команду. Выбор был вполне очевиден — в то время пневмония была убийцей номер один в мире.

Для того чтобы вылечить или предупредить пневмонию, требовалось, как и в случае других инфекционных болезней того времени, научиться работать с защитной системой самого организма — то есть с его иммунной системой.

При заболеваниях, которые ученым уже удалось победить, антиген — мишень иммунного ответа, молекулы на поверхности инфицирующих микроорганизмов, на которые реагировала иммунная система, — оставался неизменным. При дифтерии опасность представляли даже не сами бактерии, а продуцируемый ими токсин.

Токсин — это не живой организм, он не развивается и имеет фиксированную форму, поэтому и производство антитоксина не представляло особой сложности. Лошадям вводили возрастающие дозы вирулентных бактерий, бактерии производили токсин, в ответ иммунная система лошадей вырабатывала антитела, связывающие и нейтрализующие токсин. После иммунизации лошадям делали кровопускание, форменные элементы (клетки) удаляли из крови, а сыворотку очищали, оставляя в ней антитоксин, который и спасал жизнь больным дифтерией.

Таким же способом производили противостолбнячный антитоксин, сыворотку Флекснера против менингита и некоторые другие сыворотки или антитоксины. Ученые вакцинировали лошадей от болезней, затем извлекали лошадиные антитела и вводили их людям. Это пассивная иммунизация — заимствование защитных средств иммунной системы из внешних источников.

Когда же вакцину используют для непосредственной стимуляции собственной иммунной системы человека — с тем, чтобы она сама начала вырабатывать защиту от бактерий или вирусов, — такая иммунизация называется активной.

Но при всех заболеваниях, поддававшихся в то время лечению, антигены, на которые и нацелена иммунная система, всегда оставались неизменными. Мишень была неподвижной — а неподвижную мишень легко поразить.

Пневмококк оказался устроен иначе. Это стало ясно после открытия «типичных» и «атипичных» пневмококков, а впоследствии было открыто множество типов этой бактерии. Различные типы несли на своей поверхности разные антигены. Кроме того, иногда тот или иной тип оказывался в одном случае вирулентным, а в другом — нет. Однако на вопрос, почему бактерия одного типа убивала, а бактерия другого типа приводила к легкой форме болезни или вообще не вызывала никаких симптомов, пока никто не планировал ответить посредством экспериментов. Решение этого вопроса было отложено на потом: для ответа требовались новые данные, которых пока не было у исследователей. Ученые сосредоточились на более осязаемых целях: на создании лечебной сыворотки или профилактической вакцины (а лучше — и того и другого).

К 1912 г. Коулу в Рокфеллеровском институте удалось получить сыворотку, оказывавшую заметное, пусть и не очень выраженное, лечебное воздействие при заражении одним из типов пневмококков. Потом он случайно прочитал статью Эвери, посвященную совершенно другой проблеме — вторичным инфекциям у больных туберкулезом. Узкая и схематичная, она была совсем не похожа на классическую научную статью, но все же произвела на Коула глубокое впечатление. В ней был дан сжатый, но вместе с тем добросовестный, конкретный и убедительный анализ, а выводы можно было применить и к другим направлениям в исследованиях. Кроме того, из статьи было понятно, что автор прекрасно разбирается в химии и способен проводить полноценные лабораторные исследования заболеваний у людей. Коул написал Эвери письмо и предложил ему работу в своем институте. Эвери не ответил. Тогда Коул написал ему второе письмо — но ответа опять не последовало. В конце концов Коул сам приехал к Эвери и пообещал еще более солидное жалованье. И тут выяснилось, что Эвери практически не читает писем. Ничего удивительного: голова у него была забита опытами. При личной встрече Коулу удалось уговорить Эвери. Вскоре после этого началась Первая мировая война, но еще до того, как Америка в нее вступила, Эвери начал работать над проблемой пневмонии.

Пневмония была страстью Коула. Для Эвери она стала настоящей одержимостью.

Освальд Эвери был маленьким, худеньким, даже крошечным — он весил не больше 110 фунтов (около 50 килограммов). Большая голова, пытливые глаза — его вполне могли бы в насмешку называть «яйцеголовым», если бы в то время уже существовало такое прозвище, дразнить и задирать в школе. Но даже если в детстве ему и доставалось от сверстников, это никак не отразилось на его характере: Эвери был дружелюбен, жизнерадостен и даже, пожалуй, весел.

Он родился в Монреале, в семье баптистского проповедника, но рос и воспитывался в Нью-Йорке. Освальд был весьма талантлив. На конкурсе ораторского искусства в Колгейтском университете он разделил первое место со своим однокашником Гарри Эмерсоном Фосдиком, который затем стал одним из самых выдающихся проповедников начала XX в. (брат Фосдика, Рэймонд, возглавил фонд Рокфеллера, а Джон Рокфеллер-старший построил для Гарри Эмерсона церковь в Риверсайде). Эвери играл на корнете-а-пистоне, причем настолько хорошо, что даже принимал участие в концерте оркестра Национальной консерватории, которым дирижировал Антонин Дворжак. Кроме того, он превосходно рисовал пером (в основном карикатуры) и писал маслом пейзажи.

Однако при всей своей приветливости и общительности Эвери всегда говорил о себе, что у него «душа истинного исследователя».

Рене Дюбо, ученик Эвери, вспоминал: «Тем из нас, кто видел его в повседневной жизни, открывалась и другая сторона его личности… еще более притягательная… Помню, как он меланхолично наигрывал пастушью мелодию из "Тристана и Изольды". Эвери остро нуждался в уединении, даже если за него приходилось платить одиночеством, и эта склонность определяла многое в его поведении».

Если звонил телефон, Эвери снимал трубку и невероятно оживленно беседовал: создавалось полное впечатление, что он страшно рад слышать позвонившего. Но, как вспоминал Дюбо, когда он клал трубку на рычаг, «с его лица как будто спадала маска, улыбка сменялась усталым и почти мученическим выражением, и он резко отодвигал от себя телефон, словно протестуя против навязчивости мира».

Как и Уэлч, Эвери никогда не был женат. У него ни разу не было душевной или интимной связи с женщиной (с мужчиной, впрочем, тоже). Как и Уэлч, он мог источать очарование и быть центром всеобщего внимания. Он так здорово пародировал популярных комиков, что один из коллег даже называл его «прирожденным комедиантом». Тем не менее он терпеть не мог, когда ему лезли в душу или пытались насильно развеселить.

Во всем остальном он был полной противоположностью Уэлчу. Уэлч много читал, интересовался всем на свете, побывал в Европе, Китае и Японии — и, казалось, был готов обнять всю Вселенную. Уэлчу нравились роскошные обеды, он почти ежедневно ходил в клуб. Кроме того, все окружающие, даже когда Уэлч был еще юношей, прекрасно понимали, что он предназначен для великих дел.

Эвери был не таким. В молодости он ни на кого не производил впечатления блестящего ученого. Когда Коул пригласил Эвери на работу, ему было уже почти 40 лет. К 40 годам Уэлч вращался в высших кругах научного мира. Современники и ровесники Эвери, оставившие после себя значительное научное наследие, в 40 уже были именитыми учеными. Но Эвери, как и многие куда более молодые сотрудники Института Рокфеллера, проходил испытательный срок и ничем особенно не блистал. Это, пожалуй, верное определение, но дело было вовсе не в недостатке целеустремленности или работоспособности — просто «блистать» не было его задачей.

Уэлч постоянно общался и путешествовал, а у Эвери как будто не было никакой частной жизни. Он избегал ее. Он почти никогда не развлекался и очень редко посещал званые обеды. И хотя он поддерживал близкие отношения с младшим братом и осиротевшим двоюродным братом, чувствуя, что в ответе за них, его настоящей жизнью, его миром были научные исследования. Все остальное казалось ему посторонним и чуждым. Как-то редактор одного научного журнала попросил его написать статью в память о нобелевском лауреате Карле Ландштейнере, с которым Эвери вместе работал в Институте Рокфеллера. В статье Эвери ни словом не обмолвился о личной жизни Ландштейнера. Редактор попросил Эвери разбавить материал личными деталями, но он отказался: никакая личная информация, по его мнению, не поможет читателю лучше понять то, что действительно важно — открытия Ландштейнера и особенности его научного мышления.

(Вероятно, сам Ландштейнер одобрил бы такой подход. Когда ему сообщили о присуждении Нобелевской премии, он преспокойно продолжил работу в лаборатории, а домой вернулся так поздно, что жена уже спала, и Ландштейнер не стал ее будить, чтобы поделиться новостью.)

По-настоящему важны научные исследования, а не частная жизнь, утверждал Эвери. А истинная жизнь ученых — как и жизнь людей искусства — скрыта от глаз. Как сказал однажды Эйнштейн: «Один из сильнейших мотивов, уводящих человека в искусство или науку, — это бегство от повседневности… С этим негативным мотивом сочетается и положительный. Человек стремится сформировать для себя — так, как ему это удобно, — упрощенный и понятный образ мира, чтобы познать реальный, осязаемый мир, в какой-то мере подменив его этой воображаемой картиной. Это делает художник, это делает поэт, философ-мыслитель, ученый-естествоиспытатель — каждый по-своему. В этот образ, в его формулу он помещает центр притяжения своей эмоциональной жизни, чтобы достичь покоя и безмятежности, недоступных ему в узких границах изменчивого личного опыта».

Если не считать любви к музыке, вся жизнь Эвери, казалось, была замкнута на лаборатории. Много лет он делил квартиру с Альфонсом Доше, другим ученым-холостяком, коллегой по Институту Рокфеллера. В этой же квартире жили и другие ученые, но они — один за другим — уходили, обзаведясь семьей или поменяв место работы. Соседи Эвери по квартире вели самый обычный образ жизни — ходили на свидания, уезжали на выходные. По возвращении они обычно обнаруживали дома Эвери, который тотчас же заводил разговор, длившийся, как правило, до глубокой ночи и посвященный исследованиям и их результатам.

Но, несмотря на отсутствие личной жизни, Эвери не был лишен некоторого честолюбия. Стремление оставить след в науке после долгой безвестности заставило его опубликовать две статьи вскоре после перехода на работу в Институт Рокфеллера. В первой статье, основанной всего на нескольких экспериментах, он совместно с Доше сформулировал «радикальную метаболическую теорию вирулентности и иммунитета». Во второй статье Эвери тоже выдал заключение, далеко выходившее за пределы весьма скромных результатов эксперимента.

Обе теории оказались неверными. Пережив такое унижение, он решил больше никогда этого не допускать. Он стал чрезвычайно аккуратным, чрезвычайно сосредоточенным и консервативным во всем, что писал — или даже просто говорил за стенами лаборатории. Это не мешало ему по-прежнему рассуждать (уже в приватной остановке) о самых смелых и далекоидущих интерпретациях эксперимента, но после этого случая Эвери публиковал только проверенные и осторожные выводы. И с тех пор он продвигался вперед с черепашьей скоростью — во всяком случае, так казалось со стороны. Однако ему в итоге удалось — шаг за шагом — преодолеть огромнейшее расстояние.

* * *

Когда к цели продвигаются неторопливо, прогресс, разумеется, достигается медленно, но результаты при этом могут превзойти все ожидания. Коул и Эвери работали совместно именно так, как рассчитывал Коул, организовывая Рокфеллеровский госпиталь. Но самое важное — работа давала результаты.

Главными в лаборатории стали Эвери и Доше. А лаборатория была простая, довольно скромно оснащенная. В каждом помещении стояли несколько рабочих столов с источником газа для бунзеновской горелки и многочисленными выдвижными ящиками, а также имелась глубокая фарфоровая раковина со сливом. Столы были заставлены штативами с пробирками, широкогорлыми бутылями, чашками Петри, пипетками для нанесения красителей и добавления химических реактивов, жестяными коробками с платиновыми петлями и другими инструментами. За этими столами ученые производили практически все необходимые для работы манипуляции — инокуляции, кровопускания и операции на животных. На столе часто стояла клетка с каким-нибудь животным, оставленным в качестве питомца. В центре помещения находились инкубаторы, вакуумные насосы и центрифуги.

Вначале исследователи повторяли предыдущие эксперименты — отчасти для того, чтобы лучше освоить технику. Кроликам и мышам вводили возрастающие дозы пневмококков. Вскоре у животных вырабатывались антитела. Затем животным делали кровопускания и собирали кровь. Форменные элементы осаждали и отсасывали сыворотку, к которой добавляли соответствующие реактивы для осаждения других ненужных элементов. Оставшуюся сыворотку дополнительно очищали, пропуская через несколько фильтров. Другие сотрудники занимались тем же. В конце концов Эвери и Доше смогли лечить мышей сыворотками от пневмококковой инфекции. Их коллеги тоже этого добились, но все же мыши — это не люди.

Справедливости ради, это были и не совсем мыши. Ученым нужны как можно более постоянные характеристики лабораторных животных, им необходимо сводить к минимуму влияние множества переменных, чтобы яснее представлять себе, что именно приводит к тому или иному результату. Лабораторные мыши выводятся методом инбридинга, и близкородственные скрещивания выполняют до тех пор, пока не получают популяцию генетически одинаковых животных, за исключением половой принадлежности. (Раньше самцы мышей не использовались для экспериментов, да и сейчас это редкость: они склонны нападать друг на друга, а гибель или ранение животного могут исказить результаты или просто загубить плоды долгого труда.) Такие мыши — это вроде бы настоящие полноценные животные, но при этом они играют роль модельных систем, из которых удалена вся сложность, все разнообразие, вся жизненная спонтанность. Этих мышей разводят так, чтобы они становились, так сказать, придатками лабораторного оборудования — насколько это вообще возможно.

Но если ученым удавалось излечивать мышей, то в лечении людей никакого прогресса не было. Эксперименты проваливались один за другим. Во многих лабораториях ученые, использовавшие такие же подходы, отказались от дальнейших исследований, убедившись, что либо неверны гипотезы, либо недостаточно совершенна лабораторная техника. А порой исследователи просто теряли терпение и брались за более простые задачи.

Эвери не сдался. Кое-какие разрозненные данные подсказывали, что он все же на верном пути. Он упорно повторял одни и те же эксперименты, стараясь извлекать уроки из каждой неудачи. Эвери и Доше вырастили сотни культур пневмококков, меняли и штаммы, дотошно изучив их метаболизм, и состав питательных сред. (Вскоре Эвери стал одним из лучших в мире специалистов в лабораторном деле, разобравшись, на каких средах лучше всего растут те или иные штаммы бактерий.) Его основательная подготовка в химии и иммунологии начала приносить свои плоды, и любые новые данные они с Доше использовали как клинья, при помощи которых пытались расколоть тайну. Они совершенствовали технику работы и мало-помалу опередили всех, кто занимался проблемой пневмококков.

В конечном счете Эвери и Доше (и не только они) выделили самые распространенные штаммы пневмококка, которые они назвали просто «тип I», «тип II» и «тип III». Все прочие пневмококки были отнесены к типу IV — это стало собирательным названием десятков других штаммов (всего их было выделено 90), которые, однако, встречались значительно реже. Первые три типа представляли собой более специфическую мишень для антисыворотки, которую приготовили ученые. Подвергая различные культуры пневмококков воздействию сыворотки, они обнаружили, что антитела сыворотки связывались только с пневмококками определенных культур, но не связывались с другими. Результат связывания был виден в пробирках невооруженным глазом; бактерии и антитела слипались, образуя крупные конгломераты. Этот процесс был назван «агглютинацией», и он стал основой теста на специфичность.

Но многие процессы, работавшие in vitro, в крошечной вселенной пробирки, не работали in vivo, в бесконечно сложных условиях жизни. Эвери и Доше, вернувшись к опытам на кроликах и мышах, испытывали вирулентность разных штаммов и летальность при инфицировании животных каждым из них, а заодно — уровень выработки антител и их способность связывать пневмококки разных штаммов. Ученые вводили животным огромные дозы убитых бактерий в надежде получить мощный иммунный ответ, а затем — сыворотку. Потом они пытались смешивать небольшие дозы живых бактерий с большими дозами убитых бактерий. Потом — вводить только живые бактерии. Наконец, им удалось добиться явного клинического эффекта у мышей.

В то же время Эвери старался углубить свои знания о бактериях. Ему это удалось — и настолько хорошо, что в итоге он заставил ученых изменить взгляды на иммунную систему…

Одна из главных загадок пневмококков заключалась в том, что одни из них были вирулентны и смертоносны, а другие — нет. Эвери казалось, что ключ к разгадке уже у него в руках. Они с Доше сосредоточились на том факте, что некоторые пневмококки — но только некоторые — окружены полисахаридной капсулой (как мягкое содержимое драже M&M's окружено твердой глазурью). В первой статье Эвери о пневмококках, опубликованной в 1917 г., речь шла об этих «специфических растворимых субстанциях». Этой темой Эвери занимался более четверти века. Пытаясь разгадать загадку, он начал называть пневмококк, эту смертоносную бактерию, почти ласковым прозвищем «микроб в сахаре». Это упорство было вознаграждено новаторскими открытиями и более глубоким пониманием самих основ жизни.

Тем временем, когда весь остальной западный мир уже был охвачен войной, Коул, Эвери, Доше и их коллеги были готовы испытать свою иммунную сыворотку на людях.