Борьба с клещами: от подвигов Чумакова до последних достижений современной науки

Как ученые узнали о клещевых болезнях и как продвинулась медицинская наука за минувшие десятилетия?

Пока весь мир сражается с коронавирусом, клещевые инфекции находятся в некоторой тени, хотя сами членистоногие из класса паукообразных никуда не делись. Как и когда человечество распознало, что страшные болезни, которые могут обернуться инвалидностью и смертью, таятся в маленьком кровососущем лесном существе? Научились ли мы справляться с этой напастью?

Немного истории: как рисковали собой первые исследователи

В начале XX века врачи и ученые ничего не знали о клещевых инфекциях. Первые исследователи, пытавшиеся найти причину загадочных болезней, поражающих людей в природной местности в теплое время года, рисковали собственным здоровьем и даже жизнью. Американский патолог Хауард Риккетс был первым, кому удалось найти связь между так называемой пятнистой лихорадкой Скалистых гор США и клещами. В 1906 году он впервые выделил возбудителя — бактерии Rickettsia rickettsi, переносимые клещами из рода Dermacentor. Риккетс успел описать свое открытие в 1909 году и вскоре умер в возрасте 39 лет от сыпного тифа, когда пытался выделить возбудителя этой болезни. Сыпной тиф, или клещевой риккетсиоз, передается клещами и в нашей стране: чаще всего встречается в Республике Алтай, Красноярском крае и Хакасии.

Русские первооткрыватели клещевых болезней также рисковали собой во имя новых медицинских знаний. В начале 1930-х годов молодой советский невропатолог Александр Панов проходил военную службу во Владивостоке и впервые столкнулся со вспышкой болезни, которая начиналась как простуда, но затрагивала мозг, вызывала неврологические проблемы или даже смерть. В 1935 году он определил этот недуг как «энцефалит, относящийся к группе летних». Примечательно, что болели в основном приезжие.

Американский патолог Хауард Риккетс

В 1937 году на место эпидемии неизвестной болезни была организована научная экспедиция Наркомздрава СССР под руководством профессора Льва Зильбера. В течение трех месяцев исследователи-энтузиасты смогли установить этиологию нового заболевания, определить роль клещей в передаче инфекции, выделить 29 штаммов возбудителя, описать симптомы и клинику заболевания, проверить лечебный эффект иммунных сывороток, что было чудом и торжеством зарождающейся советской вирусологии. Но за эти знания исследователи заплатили дорогой ценой: клещевым энцефалитом заразились несколько ученых, включая будущего именитого вирусолога Михаила Чумакова. Вследствие задетых нервов ученый Валентин Соловьев потерял зрение, а Чумаков — глава будущего НИИ полиомиелита — навсегда утратил слух и подвижность правой руки. Всего было проведено три научных экспедиции, и в них многие участники переболели клещевым энцефалитом, некоторые остались тяжелыми инвалидами, а 11 человек погибли.

Тем не менее тысячи жизней были спасены: это лесники, грибники, охотники, военнослужащие, которые работали в таежных лесах Приморского края. Еще до окончания первой экспедиции местным жителям были в срочном порядке выданы рекомендации по профилактике энцефалита, и это сразу привело к резкому падению заболеваемости среди населения в конце 1930-х годов. Дальнейшие исследования показали, что клещевой энцефалит не эндемичен для Дальнего Востока, а распространен также в Сибири и даже в Европе. Уже в 1939 году началось применение первой вакцины, заболеваемость среди привитых упала в десять раз. Ученые были первыми, кто вколол себе экспериментальную лечебную сыворотку. Это был риск, ведь изначально вакцина тогда делалась из мозга мышей, больных энцефалитом, и вызывала осложнения. Некоторые сотрудники, которые погибнут от инфекции, заразились не в лесах, а в лаборатории.

В 1941 году участники трех экспедиций, в том числе Чумаков и Соловьев, были награждены почетной Сталинской премией I степени за открытие возбудителей энцефалита. Первооткрыватель Лев Зильбер к тому времени был арестован по нелепому доносу о попытке заражения москвичей энцефалитом по городскому водопроводу и медленной разработке лекарства для лечения болезни…

Фото: ASSOCIATED PRESS/East News
Михаил Чумаков (второй слева) на встрече с учеными в Балтиморе

От вакцины первого образца пришлось вскоре отказаться из-за побочных эффектов. Это стало возможным, когда в 1963 году Михаил Чумаков и Елена Левкович создали первую инактивированную вакцину с использованием клеток куриного эмбриона. На сегодняшний день клещевой энцефалит — единственная клещевая инфекция, от которой можно привиться, и все благодаря русским ученым. Но это по-прежнему дело сложное, трехступенчатая вакцинация требует времени и терпения, каждые три года необходима ревакцинация. Поэтому враг хоть и назван, но все еще не побежден, хотя о его смерти было объявлено еще в 1941 году в финале фильма «Энцефалит», выпущенного по заказу журнала «Наука и техника».

А есть ведь еще бабезиоз, эрлихиоз, туляремия, гранулоцитарный анаплазмоз человека, омская и крымская геморрагические лихорадки и другие клещевые инфекции. Наиболее широко распространена в России и мире болезнь Лайма, или боррелиоз, — инфекционное заболевание бактериальной этиологии. Его возбудитель был открыт лишь в 1982 году в США. Вильгельм Бургдорфер был первым, кто научно связал вспышку неизвестной болезни среди американцев с укусами клещей. Спирохеты-возбудители, которых он выделил и разглядел в микроскоп, теперь называются Borrelia burgdorferi. До 2016 года они считались единственной причиной болезни Лайма, но недавно выяснилось, что есть три вида спирохет Borrelia. За почти 40 лет с момента открытия боррелиоза медицина продвинулась в лечении не слишком далеко: больным по-прежнему прописывается антибиотик широкого профиля доксициклин, который был синтезирован в начале 1960-х. 

А что же современная наука?

Клещевые инфекции многолики, и поэтому невозможно найти универсальное средство от всех болезней сразу. Сегодняшние рекомендации по профилактике почти не отличаются от тех, которые давали Лев Зильбер и его коллеги населению Дальнего Востока в конце 1930-х годов: вакцинируйтесь от энцефалита, носите защитную одежду светлых тонов в природной местности, чтобы иметь возможность заметить клещей, ползущих снизу вверх из травы, регулярно осматривайте себя и близких в лесу, не пейте сырое молоко животных, так как они могли быть заражены через укусы клещей. За прошедшие десятилетия к этим рекомендациям добавились разве что советы об использовании репеллентов и акарицидной обработке территорий дачных участков. С диагностикой и лечением подвижки есть, но небольшие. Россияне по-прежнему сдают клеща на анализ, хотя это не принято в остальном мире, многие клещевые болезни у нас плохо и несвоевременно диагностируются, отсутствуют средства постконтактной профилактики и универсальные лекарства.

Единственный препарат против боррелий, распространяемых клещами, не подходит беременным женщинам и детям до 8 лет — в США он был разрешен детям младшего возраста с 2019 года, но в России все еще нет. Из-за растущей в мире устойчивости к антибиотикам есть риск, что доксициклин однажды перестанет работать. Поэтому ученые разных стран ведут поиски альтернатив.

Многие специалисты возлагают надежду на особые антитела. Давно известно, что сыворотка крови людей, переболевших клещевым энцефалитом, может нейтрализовать вирус клещевого энцефалита и некоторых других флавивирусов, переносимых клещами. В России и Казахстане после укуса клещей вводится человеческий иммуноглобулин, который изготавливается из крови вакцинированных доноров. Однако весь мир от этой практики отказался из-за опасений по поводу побочных эффектов от введения чужеродного белка и возможного антителозависимого усиления инфекции. Иммуноглобулин потенциально небезопасен: в России донорскую кровь проверяют на наличие вирусов иммунодефицита человека и вирусов гепатита В и С, но не проверяют на другие вирусы, включая вирусы герпеса и вирус папилломы человека. 

Чтобы решить эту проблему, сибирские ученые в 2019 году создали препарат «Энцемаб» для экстренной профилактики и лечения вирусного клещевого энцефалита. Он был разработан на основе гуманизированного антитела в Институте химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН. Исследования показали, что это средство действует намного эффективнее препаратов сывороточного иммуноглобулина человека, не токсичен и не вызывает аллергических реакций.

Исследователи из США и Чехии недавно сообщили о том, что сумели обнаружить мощные нейтрализующие антитела у переболевших энцефалитом — VH3-48. Они редки и есть далеко не у всех. В лаборатории эти антитела оказались эффективным лекарством не только от энцефалита, но и от других клещевых заболеваний, включая вирус Лангат, болезнь Лупинга, омскую геморрагическую лихорадку, кьясанурскую лесную болезнь и вирус Повассана. Инфицированные лабораторные мыши, получив терапию антителами, выздоровели. Ученые надеются, что следующим шагом станут клинические испытания на людях. «Теперь, когда у нас есть структуры этих антител, мы знаем, на что нацеливаться, чтобы разработать более эффективные вакцины», — говорит Мишель К. Нуссенцвейг, автор исследования, опубликованного в апреле 2021 года.

Большинство пациентов при оперативном обращении достаточно легко выздоравливают от клещевых инфекций. Однако бывает так, что человек не замечает клеща на теле или заражается через молоко коров и коз, а первые симптомы принимает за обычную простуду. Видимого признака заражения боррелиозом — мигрирующей кольцевидной эритемы — у пострадавшего от укуса клеща может и не быть, поэтому у некоторых людей заболевание обнаруживается слишком поздно и уже в хронической форме. Ученые в последние годы перебрали множество средств в надежде найти лекарство, которое поможет лечить запущенные случаи.

В США, где болезнь Лайма является наиболее распространенным трансмиссивным, мультисистемным заболеванием, этому поиску было уделено особенно много внимания. Национальные институты здравоохранения страны разработали стратегический план на пять лет, направленный на развитие диагностики, профилактики и лечения клещевых инфекций, было выделено финансирование. Проверяются различные препараты на предмет эффективности против боррелий, и среди этих средств неожиданно хорошо показал себя дисульфирам — недорогой лекарственный препарат, который обычно использовался для лечения хронической алкогольной зависимости. Совсем недавно ученые нашли у него противораковые свойства, а с 2017 года он стал использоваться в США как экспериментальный препарат от болезни Лайма и бабезиоза. В исследовании, обобщающем практику применения за три года, рассказывается о том, что пациенты, получавшие дисульфирам, подтверждают пользу лечения в отношении своих симптомов. У 36,4% пациентов, завершивших один или два курса терапии высокими дозами, возникла стойкая ремиссия, то есть они оставались здоровы в течение более полугода без дальнейшего противоинфекционного лечения. Но, как почти любое лекарство, препарат несовершенен: пациенты жалуются на утомляемость (66,7%), психиатрические симптомы (48,5%), периферическую невропатию (27,3%) и повышение уровня ферментов печени от легкого до умеренного (15,2%). В недавнем исследовании Стэнфордского университета говорится о том, что дисульфирам позволяет очистить организм мышей от бактерий Borrelia burgdorferi на 28-й день, и делается вывод, что это лекарство может быть использовано в качестве эффективного препарата для лечения болезни Лайма. За четыре года это средство дошло и до России.

Еще одна опасная бактерия Ehrlichia chaffeensis, живущая в клещах, поражает человеческие моноциты, становясь паразитами внутри них, и вызывает серьезное заболевание — моноцитарный эрлихиоз человека. В мае 2021 года ученые США объявили, что у них получилось разработать и опробовать на мышах технологию, которая остановит вредоносную деятельность бактерии. Они выбрали самые эффективные антитела ламы и на их основе сделали нанотела, которые проникают внутрь инфицированной клетки, связывают белок паразита Etf-1 и блокируют его перемещение в митохондрию. Такая защита, если она будет эффективна для людей, а не только для лабораторных мышей, сможет стать прорывной клеточной терапией.

Есть некоторые прорывы и в тестировании. Сдавать клеща в банке на анализ и сутками ждать результата — это не слишком эффективно, потому что часто бывают ложноотрицательные тесты (клещ может отдать всю инфекцию вам и остаться чистым), из-за чего пациенты теряют время и здоровье. Что нового разработали ученые для ускоренного тестирования?

Прошлым летом российские специалисты из федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» заявили о готовности теста на энцефалит на основе светящейся молекулы белка. Светящийся белок они выделили из морского рачка Metridia longa. По их словам, новая методика позволяет гораздо быстрее, чем традиционные способы, определить наличие у пациента клещевого энцефалита. При этом 1 мг материала хватает на 100 000 тестов.

На полгода раньше американские ученые из Колумбийской школы инженерных и прикладных наук разработали тест, который определяет болезнь Лайма за 15 минут. В отличие от типичного анализа крови на клещевые инфекции, в данном случае не нужно отправлять анализы в лабораторию и ждать результатов в течение нескольких часов или дней, болезнь диагностируется даже на ранней стадии. Остается дождаться, когда все эти разработки дойдут до потребителей, а пока вакцинируйтесь, одевайтесь, брызгайтесь, кипятите молоко и вообще избегайте эндемичных районов по энцефалиту.

Напоследок интересный факт. Когда началось освоение БАМа в 1970-е годы, не все переселенцы-рабочие соглашались проходить вакцинацию от энцефалита. Тогда оглохший профессор Михаил Чумаков с недействующей правой рукой, заправленной в карман, приходил к ним в столовую и, не стесняясь в выражениях, проводил агитацию личным примером. Это помогало: советские строители массово шли в прививочные кабинеты.

Показательную историю о заражении и лечении российской многодетной семьи из Санкт-Петербурга читайте на сайте канала «Доктор».

Как наука движется к победе над аутоиммунными заболеваниями

Новые открытия дают надежду на лечение рака без побочных эффектов

Наука пока не может победить ВИЧ, но есть поводы для оптимизма