Про загадкову БАКТЕРИИ І ВЕЛИКОЇ МІСІЇ НАУКИ

На рентгенівському знімку легень хворого на туберкульоз видно білі плями на уражених альвеолах - наслідок поганого газообміну між легкими і кров'ю.

Електронна мікрофотографія загадкової бактерії Micobacterium tuberculosis.

Число хворих на туберкульоз на 100 тисяч осіб (за даними ВООЗ на 2000 рік). Кожні 15 секунд у світі від туберкульозу помирає людина.

Поширеність так званого MDR-туберкульозу, стійкого до відомих антибіотиків (за даними ВООЗ на 2004 рік).

Професор Валері Мізрахі з Кейптауна (ПАР) очолює лабораторію, що займається природою виникнення стійкості мікобактерії до антибіотиків.

<

>

Туберкульоз поширюється повітряно-крапельним шляхом, як звичайна застуда. Симптоми цієї дуже заразної хвороби - виснажливий кашель, температура, втрата ваги, нічна пітливість, поганий апетит. Туберкульоз може вражати будь-які органи, але найчастіше його збудник, мікобактерія (Mycobacterium tuberculosis), поселяється в легенях. У важких випадках відбувається руйнування кісткової тканини грудної клітки, а потім колін і стегон. З'являються викривлення кінцівок і хребта, виразки на шкірі. Запальний процес може торкнутися навіть центральну нервову систему, статеві органи, надниркові залози.

Півстоліття тому діагноз "туберкульоз" звучав смертним вироком. Ситуація змінилася, коли в листопаді 1944 року хворому на сухоти вперше спробували дати нові ліки - стрептоміцин. Стан пацієнта, дні якого були полічені, покращився, і він дуже швидко пішов на поправку. Звичайно, у чудо-ліки були побічні ефекти, але найголовніше - безнадійно хворий залишився живий. Так настала нова ера в медицині - ера антибіотиків.

Сьогодні туберкульоз лікують і виліковують сильними антибіотиками - ізоніазидом, рифампіцином, пиразинамидом, етамбутолом.

Однак в останні роки з'явилися бактеріальні штами, стійкі е до одного або, що зовсім вже погано, до більшості відомих протитуберкульозних антибіотиків. Зараз вчені всього світу зайняті пошуком факторів, що викликають переродження мікобактерій в надстійкості популяцію. Дослідження дуже важливі для розробки нових ліків, здатних лікувати цю так звану MDR-форму (від англ. Multidrug resistant) туберкульозу.

На симпозіумі наводилося багато цифр. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), MDR-туберкульозом інфіковано понад 50 мільйонів людей. Звичайною медикаментозної терапії така форма захворювання піддається з великими труднощами - лікування може тривати до двох років без гарантії одужання. Лікування MDR-туберкульозу набагато більш токсична і вимагає в 100 разів більших витрат, ніж терапія звичайного туберкульозу. У світі щороку реєструється до 500 тисяч нових випадків туберкульозу, стійких щонайменше до двох антибіотиків. Здається, що в порівнянні з вісьмома мільйонами хворих на туберкульоз, це небагато. Але на земній кулі є "гарячі точки", де MDR-туберкульоз сконцентрований: Східна Європа, Росія, Китай.

Чому саме там? Тому що MDR-туберкульоз зазвичай виникає як результат неправильного медикаментозного лікування. У найбідніших країнах хворі часто зовсім не мають доступу до ліків. Суперстійкі бактеріальні лінії формуються, коли лікування все ж є, але проводиться не оптимальним чином, не до кінця і не тими препаратами. Тобто MDR-туберкульоз з'являється там, де пацієнти отримували протитуберкульозні препарати в недостатній кількості і асортименті. Зараз на вивчення механізму виникнення стійкості мікобактерії до антибіотиків і пошук нових ліків проти невразливих бактерій кинуті основні сили світової наукової спільноти, що займається проблемами туберкульозу.

*

Ще одне питання, яке давно хвилює медиків: з початку терапії до одужання проходить до півроку, хоча інші інфекційні захворювання лікуються антибіотиками в десятки разів швидше. Причому в лабораторних умовах антибіотики вбивають бактерію дуже швидко, а ось в організмі чомусь цей процес триває місяцями. Чому так відбувається і в чому секрет феноменальною стійкості мікобактерії, вчені не знають досі.

Цей феномен був однією з основних тем симпозіуму. Про нього йшла мова в бесіді кореспондента журналу "Наука і життя" з професором Томасом Діксі, керівником відділу туберкульозу сінгапурського Інституту тропічних хвороб компанії "Новартіс". Колектив відділу намагається розгадати "секрет" мікобактерії, а саме відповісти на питання, чим же відрізняється бактерія, вирощена в лабораторії, від тієї, стійкої, яка "живе" в людському організмі.

У сінгапурських учених з цього приводу вже є гіпотеза. На їхню думку, антибіотики припиняють зростання тільки тих бактерій, які інтенсивно розмножуються. Але іноді мікобактерії переходять в стан спокою, в якому вони практично не ростуть. На таку "тиху" бактеріальну культуру антибіотики не діють. Мабуть, в організмі людини є якісь молекулярні фактори, які змушують бактерії туберкульозу перемикатися в стан покоя.Теперь завдання дослідників - з'ясувати природу цих факторів і, найголовніше, знайти нові молекулярні мішені для майбутніх ліків, що вбивають тільки "тихі" бактерії.

Стратегія наукового пошуку така. Перш за все потрібно визначити ген, відповідальний за виживання "тихих" мікобактерій. Якщо згодом синтезувати речовину, що блокує білок, що відповідає "гену виживання" "тихої" бактерії, то саме це з'єднання і стане кандидатом на нове ефективні ліки від туберкульозу. Поки ж, за словами вченого, назвати молекули-кандидати в нові антибіотики важко.

*

За статистикою, мікобактерією туберкульозу інфікована третина населення земної кулі, близько двох мільярдів чоловік. Здавалося б, все людство скоро має захворіти на туберкульоз. Але цього, на щастя, не відбудеться. І ось чому. Бактерія може зачаїтися в організмі на роки і проявити себе тільки тоді, коли імунна система з якихось причин ослабне. У латентної (пасивної) формі туберкульоз (до речі, як і ВІЛ) ніяк себе не проявляє і не заразний. Тому тільки від 5 до 10% інфікованих хворіють на туберкульоз протягом життя.

Незважаючи на те що багато вчених з усіх країн світу вивчають це явище, на питання: чому більше 90% носіїв мікробактерії туберкульозу здорові, і яким чином імунна система цих людей бореться зі збудником хвороби - остаточної відповіді поки немає.

Директор берлінського Інституту інфекційної біології Макса Планка професор Стефан Кауфман в своєму інтерв'ю кореспонденту "Науки і життя" розповів, що його колектив займається пошуком нових молекул-біомаркерів туберкульозу. Наявність або відсутність цих молекул в організмі має не тільки показувати, інфікований пацієнт мікобактерією туберкульозу чи ні, але ще і відповідати на питання, захворіє чи він на туберкульоз згодом. Такий тест, який в ідеалі по простоті виконання повинен бути схожий на всім відому "реакцію Манту", допоможе медикам зрозуміти, чому не всі інфіковані захворюють на туберкульоз.

Для того щоб визначити, як проявить себе "прихований" туберкульоз, німецькі дослідники планують налагодити швидкий аналіз по пробам крові. Ідея їх майбутнього методу така. Лімфоцити - клітини, які беруть участь в імунній відповіді організму, - постійно циркулюють через легені. Якщо виділити РНК лімфоцитів і подивитися, які гени в них біологічно активні, а потім порівняти отримані параметри з кров'ю здорового пацієнта, можна буде отримати якісь параметри, що характеризують реакцію імунної системи на мікобактерію туберкульозу. Ступінь активності цих генів покаже, розвинеться інфекція в хвороба чи ні.

Кауфман образно порівняв співіснування мікобактерії і людини з "холодною війною". Він вважає, що якщо знати механізм, за допомогою якого організм бореться проти бактерії туберкульозу, не даючи їй "проявити себе", то можна розробити нову протитуберкульозну вакцину і знизити число хворих в десятки разів або навіть до нуля. Ось тоді можна буде говорити про те, що епоха "холодної війни" людини і загадкової бактерії туберкульозу наближається до завершення.

*

З професором Валері Мізрахі, директором відділення молекулярної мікобактеріологіі Національної медичної лабораторії южноафріканс кого міста Кейптауна, кореспондент "Науки і життя" також зустрілася на симпозіумі з туберкульозу. В. Мізрахі - член багатьох академій, лауреат африканських і міжнародних премій, нагороджена медаллю ЮНЕСКО "Жінка в науці", автор майже сотні наукових статей. Здавалося, темою інтерв'ю будуть наукові дослідження очолюваного нею колективу. Однак розмова зайшла про матерії високих і проблеми глобальних. І хоча відчувалося, що перш за все Валері турбує доля науки в далекій Африці, бесіда з нею мала пряме відношення до Росії ...

- Здрастуйте, пані Мізрахі. Я уявляю російський журнал "Наука і життя", який публікує статті про науку і техніку для широкого кола читачів.

- Писати про наукові досягнення дуже важливо. Багато людей, коли говорять про науку, більше згадують про неприємності - наприклад, про забруднення навколишнього середовища, а не про ті переваги, які дає наука людям. У тому, що так відбувається, є вина і самих вчених. Відповідальність кожного науковця перед суспільством полягає в тому, щоб взаємодіяти з людьми, пояснювати їм сенс наукових досліджень. Але робити це треба не зверхньо. Буває, що вчені уявляють себе таким собі обраним спільнотою, свого роду імперією. Представники науки часто демонструють свою "великість", кажуть незрозумілою мовою ... і їх не розуміють. Так відбувається дистанціювання науки від суспільства. Люди не повинні відчувати себе відірваними науковим співтовариством.

Академія наук Південної Африки теж видає науково-популярний журнал "Quest" (в перекладі з англійської - "Пошук". - Прим. Ред.) Для студентів коледжів і для людей, які цікавляться наукою. У цьому журналі самі вчені намагаються донести до читачів простою мовою суть своїх наукових досліджень. І коли наша лабораторія отримала великий урядовий грант на дослідження в області туберкульозу, співробітники вирішили розповідати про дослідження на сторінках цього журналу. Ми намагаємося в своїх публікаціях бути чесними з читачами, розкриваючи як позитивні, так і можливі негативні наслідки розробок, доводимо свої твердження і розвінчуємо антинаукові домисли.

- Значить, "Наука і життя" і "Quest" вирішують одні й ті ж завдання.

- Зрозуміло.

- Пані Мізрахі, не могли б ви коротенько розповісти, чим займається ваша наукова лабораторія.

- Наша лабораторія знаходиться в Кейптауні. Вона займається фундаментальною наукою, вивчає мікобактерію, що викликає туберкульоз. Ми шукаємо нові речовини, здатні ефективно боротися з цією бактерією. Для цього нам доводиться досліджувати різні біохімічні процеси всередині бактерії, щоб визначити, на яку з біохімічних реакцій будуть впливати нові лікарські засоби. Ще один напрямок досліджень - еволюція стійкості (резистентності) бактерії до відомих антибіотиків. Ми намагаємося зрозуміти, які чинники середовища викликають фенотипічні і генетичні зміни, що дозволяють бактерії виживати при дії антибіотиків. Правда, в пленарній доповіді я збираюся говорити не про це, а про нові підходи, які могли б вирішити проблему туберкульозу в країнах, що розвиваються. З кожним роком вона встає все гостріше як в районах з високим відсотком ВІЛ-інфікованих, так і там, де їх не дуже багато. Зазвичай сплеск захворюваності на туберкульоз пояснюють слабо розвиненою системою охорони здоров'я, недостатнім контролем лікаря.

- Хіба причина не в цьому?

- Не тільки в цьому. Потрібні нові технології діагностики та лікування туберкульозу, засновані на останніх досягненнях науки. Але ж для того, щоб їх впровадити в практику, в країні, перш за все, повинна бути наука, система наукових установ. Як ви зможете розібратися з новітніми методами діагностики захворювань, якщо у вас немає грамотних молекулярних біологів? Хто простежить шляху поширення різних вірусів? Звичайно ж вчені-епідеміологи. І так далі ... Тому я б хотіла зупинитися на статусі науки взагалі і в африканських країнах зокрема. Адже рівень розвитку науки завжди визначає рівень охорони здоров'я та освіти. Учених світового класу в африканських країнах катастрофічно мало. Число їх публікацій в міжнародних наукових журналах падає.

- Ви вважаєте, що африканським країнам потрібна своя наука на високому рівні? А чому для вирішення соціальних і економічних проблем можна просто використовувати досягненнями світової наукової спільноти?

- Ви ніколи не зможете впровадити наукову розробку в країні, де немає науки. Наукове досягнення потрібно вміти використовувати. Це доведено і обговоренню не підлягає: наука і технологія - механізми сталого економічного розвитку будь-якої країни. Ось, наприклад, Південна Корея, економічний прогрес якої загальновідомий. В останні роки внесок науки в ВВП там збільшився в 10 разів - з 0,3 до 3% в рік. І не тільки Корея: Індія, Китай, Бразилія йдуть тим самим шляхом. У цих країнах уряди багато коштів вкладають як у освіту, так і в створення нових дослідницьких центрів. Адже освіта сама по собі безглуздо. Треба, щоб освічені люди могли знайти застосування своїм знанням у власній країні. Освіта повинна співіснувати разом з наукою і технологіями. До речі, ось приклад: в 1960-і роки науковий потенціал Сінгапуру та Південної Кореї був приблизно на рівні сучасної Уганди ...

- У це просто не віриться.

- Але це так.

- Як розвиваються наука і технології в Кореї, я можу уявити. Але ось Африка ... Хіба можна при таких злиднях, коли бракує найнеобхіднішого - води, продовольства, електропостачання, медикаментів, вкладати гроші в абстрактну науку?

- Так, більше половини населення Африки живуть в найбідніших умовах. Але я скажу таку річ - жодна країна не подолає бідність, що не підніме економіку, якщо не буде фінансувати власну науку. І гроші знаходяться. Тому є приклади. Нігерія, країна з найбільшим населенням у Африці, зараз інтенсивно вкладає кошти в нові технології, зокрема в біотехнологію. В Уганді сільськогосподарські культури вразила вірусна інфекція, і вчені знайшли і впровадили біотехнологічна рішення боротьби з хворобою рослин. Це зробила угандійське наука, вчені Уганди.

- Як вдається підтримувати власну науку і технології в таких важких еко ких умовах? Хто інвестує в науку в найбідніших країнах? Комерційні структури?

- Створювати наукову інфраструктуру абсолютно необхідно, робити це, не дивлячись ні на що, має уряд. І фінансову підтримку науки теж має здійснювати і здійснює уряд. І зовсім не важливо, наскільки багата країна ... Звичайно, фінансова підтримка з боку розвинених країн теж необхідна. Комісія по Африці, створена "великою вісімкою", прийшла до висновку, що для сталого розвитку африканських країн світової спільноти необхідно вкласти мільярди доларів у розвиток африканської науки.

- А хто буде контролювати цільове використання коштів, адже корупція в африканській політичній еліті - явище дуже поширене?

- Дійсно, раніше політична обстановка була така, що будь-яка грошова допомога перетворювалася виключно в матеріальні цінності. Але в останні роки стався великий зсув у свідомості політичної еліти Африки. Політики прийшли до нової концепції, яку зараз підтримують більшість африканських держав. Це стратегія прогресу, розвитку взаємодопомоги і співробітництва. Держава нарешті встановило контроль над корупцією. Особливо це помітно в Нігерії та Уганді. Африка усвідомила, що майбутнє - в руках самих африканців, що африканські країни повинні співпрацювати одна з одною і виробляти спільні принципи підтримки сталого розвитку.

- Що ж конкретно зроблено і робиться в африканських країнах в області науки?

- Я можу навести много примеров. Цікаво, что коли до влади приходити демократичний режим, то ВІН, як правило, буває налаштованості на стратегію розвитку високих технологій. Так сталося в Сенегалі, Нігерії, Уганді, Танзанії, Руанді и ПАР. Академія наук країн третього світу відзначила саме ці держави як найбільш динамічно розвиваються в області науки. Іноді прогрес здається незначним, адже економіка цих країн крихітна, держави дуже бідні. Я вже говорила про сільськогосподарської біотехнології в Уганді. Бюджет танзанійської науки кілька років тому практично дорівнював нулю, а сьогодні він становить мільйони доларів. Це мізерно мало, але головне, що кошти на науку виділяються, незважаючи на важке економічне становище. Університет Дар-ес-Салама придбав ДНК-секвенатор. Здається, це - дрібниця, але тепер для проведення генетичного аналізу вченим не потрібно буде їздити до Кенії або США. З'являться нові робочі місця, і люди з освітою зможуть залишитися працювати в Танзанії. Експорт вчених - величезна проблема для Африки, наприклад, в США працюють сто тисяч науковців тільки з Уганди.

- Експорт вчених - проблема глобальна. Вона актуальна і для Росії, і для азіатських країн, і навіть для Європи ...

- Саме тому створювати власні дослідницькі центри абсолютно необхідно. В Африці їх ще дуже мало. Можу назвати Кенійський медичний дослідний інститут в Найробі. Нечисленний колектив займається там рішенням місцевих завдань, важливих для Східної Африки. Такі центри потрібно підтримувати і фінансувати. До речі, в цьому полягає фінансова стратегія Комісії по Африці "великої вісімки" - підтримувати вже існуючі "паростки" африканської науки.

- Ви вважаєте, що африканська наука зароджується в таких невеликих лабораторіях?

- Саме так. Необхідно зробити ці центри привабливими для вчених. Що потрібно досліднику для роботи? Ресурси: електрику, побутова інфраструктура, обладнання, система державної підтримки науки, доступ до наукової літератури, Інтернет. І ще потрібно, щоб можна було публікувати і передавати знання. Все це разом не так вже й складно побудувати. Країни, які зробили це, зараз знаходяться серед лідерів за продуктивністю науки (відношення числа публікацій до валового внутрішнього продукту) в країнах, що розвиваються. Я маю на увазі Індію і Китай, які займають відповідно перше і друге місце за цим показником.

- Ви говорили про зв'язок демократії з розвитком науки в країнах третього світу? А як же Китай, який до країн з розвиненою демократією явно не відноситься, а з наукової продуктивністю у нього все в порядку?

- Взаємозв'язок демократії і науки явно простежується в африканських країнах, де дійсно демократичні перетворення призвели до збільшення інвестицій в науку. У Китаї все по-іншому. Там, як це часто буває на Сході, все вирішує воля політиків. Зараз внесок китайської науки в ВВП від 1,2 до 1,5%. Коли ця величина досягне 3%, як в Південній Кореї, економічний прогрес в Китаї буде неможливо зупинити. Але, як я розумію, особисто вас більше хвилює доля російської науки?

- Ви маєте рацію. За ті майже 15 років, які я пропрацювала в науці, відбувалося падіння рівня, а головне - престижу російської науки в суспільстві.

- Я багато спілкуюся з російськими вченими. Деякі з них приїжджали до нас в Південну Африку для спільної роботи. І все говорили про те, що навіть у нас (а наша країна займає лише восьме місце серед країн, що розвиваються за науковою продуктивністю) наукова інфраструктура набагато більш розвинена, ніж в Росії. Після розвалу Радянського Союзу наука в Росії перебуває в кризі. Як я тепер розумію, в СРСР, мабуть, було щось хороше. Я маю на увазі, що в радянські часи уряд більше коштів інвестувало в науку і технології.

- Не тільки в науку. У Радянському Союзі була непогана система охорони здоров'я, освіти.

- Згодна з вами. Це цілком природно - сучасну охорону здоров'я та освіту виникають як наслідок сучасної науки і високих технологій. Вони не існують порізно. Але сьогодні Росія - єдина з країн "великої вісімки" - не має системи охорони здоров'я, яка дорівнює або навіть порівнянної з системами охорони здоров'я інших цивілізованих країн. А це наслідок зниження рівня російської науки. Криза науки завжди призводить до обвалу в медицині та освіті, а отже, веде до зниження добробуту громадян. Але ваш уряд, мабуть, не усвідомлює цього. У вас такі уми, такий інтелектуальний потенціал! Ваші математики як і раніше найкращі в світі ...

- Російські політики - теж люди з освітою, але явно недостатньо розуміють значення науки в сучасному світі ... Вони останнім часом говорять про необхідність підтримки охорони здоров'я та освіти, а про науку і технології, здається, забули.

- Вашій країні, я думаю, потрібні політики, які розуміються на науці, які розуміють її значення в сучасному світі, люди, які вірять в науку. Пам'ятайте Джавахарлала Неру? Він завжди говорив, що наука - оплот сталого розвитку країни. Це дійсно так. І навпаки - будь-якій країні необхідні вчені, котрі розуміються на політиці, готові працювати з громадськими та державними структурами.

Мені здається, що Росія дуже добре ілюструє ситуацію, коли вчені не залучені в політику і бізнес, коли наукова інтелігенція свідомо дистанціюється від економіки і політики. У Росії, на мій погляд, втрачено зв'язок між науковим співтовариством і урядом, наукою і суспільством.

- Тоді будемо працювати, щоб відновити цей зв'язок.

- Бажаю вам успіху.