Создание живых вакцин Г. Коксом и Х. Копровским. Первые опыты на себе

- Значит, вакцинация оказалась бессильной перед полиомиелитом?

- Нет, конечно. Не вакцинация, а убитая вакцина.

- Следовательно, положение было небезнадежным?

- Отнюдь. Нужно было создать вакцину, которая имитировала бы процесс естественного инфицирования, то есть вакцину из живого, но безвредного для людей вируса. Правда, такой путь многим, даже крупным вирусологам казался крайне рискованным или вообще невозможным.

К исследованиям по конструированию живых вакцин против полиомиелита приступили в разное время, но гораздо раньше, чем Солк начал свои работы по убитой вакцине, трое крупных американских ученых: Х. Копровский, Г. Кокс и А. Сэбин.

Нужно быть поистине очень смелым человеком, чтобы решиться пойти по этому весьма трудному пути, поскольку было неизвестно, удастся ли вообще приучить вирус полиомиелита к организму каких-либо животных или культурам ткани, сделать его безвредным для человека.

Что же представляли собой люди, взявшие на себя смелость создать ослабленные штаммы для будущего производства живой вакцины против полиомиелита?

Пионером исследований по получению живых ослабленных вирусов стал Х. Копровский, выходец из Польши. Другим исследователем был уже знаменитый в то время бактериолог и вирусолог Г. Кокс. Он служил директором вирусного отдела крупной промышленной фирмы Ледерле, занимавшейся выпуском разнообразных вакцин против бактериальных и вирусных инфекций, а Х. Копровский был его заместителем. Ранее эти два человека улучшили вакцину против бешенства и разработали совершенно новый метод выращивания вируса в оплодотворенных утиных яйцах.

Копровский и Кокс были последовательными сторонниками использования живых ослабленных вакцин, а не убитых препаратов и занялись проблемой полиомиелита именно с этих позиций. Они были уверены, что, если создать высокоэффективную живую вакцину и правильно ее использовать, это позволит стереть полиомиелит с лица земли.

Уже в возрасте 33 лет Г. Кокс стал главным бактериологом федерального отдела здравоохранения США. Кокс создал метод выращивания особых микробов - риккетсий в тканевых культурах куриного эмбриона, разработал новые принципы создания экономичных в технологическом отношении вакцин и заменил ткани животных тканями куриного эмбриона. Этот ученый создал вакцины против тифа и против пятнистой лихорадки Скалистых гор.

Выращивания особых микробов

Именно поэтому фирма Ледерле пригласила его в 1942 году на работу и считала большой честью, когда Кокс дал согласие, В последующие годы он приобрел международную известность благодаря блестящей разработке новых вакцин против бешенства, против холеры свиней, чумы собак, гепатита собак и чумы кур. В течение десяти лет он создал группу высококвалифицированных исследователей.

Х. Копровский был на десять лет моложе Кокса. Незадолго до начала второй мировой войны он окончил медицинский институт в Варшаве и одновременно с ним консерваторию. Вынужденный эмигрировать после оккупации Польши фашистами, он работал в различных странах, в частности в одном из крупнейших микробиологических центров мира - в Листеровском институте в Лондоне, а затем в Южной Америке, в Бразилии, стал известным специалистом по вирусу желтой лихорадки.

Во время своих путешествий Копровский изучил несколько языков и свободно говорил не только по-английски, но и по-испански и по-португальски. Он был очень начитан и информирован практически по всем вопросам. Ученому исполнилось 28 лет, когда в 1944 году Кокс пригласил его стать своим заместителем в отделе вирусологии.

Если Г. Кокс был застенчивым человеком, то Х. Копровский прекрасно выступал перед любой аудиторией. Кокс был богатым человеком и имел огромное ранчо в горах. У Копровского, напротив, был скромный бревенчатый домик старомодного стиля, где стояло огромное количество книг на различных языках, которые он любил читать и о которых любил разговаривать. Он ездил в подержанной машине и относился с полным безразличием к обычаям и требованиям буржуазного общества. Вечерами он любил играть на рояле для своих гостей.

Исследователи начали свою работу над живой вакциной против полиомиелита еще в 1946 году, за несколько лет до публикаций Эндерса о возможности получать однослойные тканевые культуры и выращивать в них вирусы полиомиелита. Хотя Кокс и был директором отдела вирусов и наиболее активным создателем проекта, вся основная работа легла на Копровского, который взялся за нее с огромной энергией. Самым трудным было, конечно, получение достаточно аттенуированных (то есть ослабленных) живых штаммов вируса полиомиелита.

К сожалению, в биологии и, в частности, в медицине весьма трудно определить границы безвредности, в пределах которых можно использовать многочисленные лекарственные препараты. Лекарство может оказывать влияние на болезнь, но в то же время вызывать вредные побочные эффекты. Когда исследователь пытается ослабить препарат и сделать его абсолютно безвредным, то рискует лишить его активности. Лекарство не будет давать побочных эффектов, но не сможет и лечить человека.

В отношении живой вакцины также существует риск чрезмерного ослабления уличного возбудителя, над которым работает исследователь, снижая его болезнетворные свойства. Сохранив способность размножаться в человеческом организме, вирус потеряет способность стимулировать образование антител, вырабатывать иммунитет. Если из такого штамма приготовить вакцину, она будет совершенно безвредна, но одновременно и совершенно бесполезна.

Существование трех типов вируса полиомиелита, для каждого из которых следовало добиться гарантированного ослабления болезнетворных качеств, делало проблему конструирования живой вакцины в три раза более трудной. Фактически нужно было создать вакцины как бы против трех различных заболеваний.

Риск был огромен, а труд несравним с трудом при создании любых инактивированных вакцинных препаратов. Достаточно взять необходимую концентрацию формалина, чтобы обезвредить друг за другом все три типа вируса. После этого вакцина практически готова: нужно лишь убрать из нее формалин, что является чисто техническим вопросом, не представляющим большого труда.

Иное дело добиться ослабления уличного вируса. Выступая в Ленинграде во время одного из своих приездов в Советский Союз, Копровский привел такое сравнение: "Труд по созданию убитой вакцины нельзя сопоставить с трудом, затрачиваемым на ослабление живого вируса и превращение его в вакцинный штамм, так же как нельзя сопоставить труд, который требуется, чтобы убить корову на бойне или же вырастить из новорожденного теленка взрослое животное". Ведь каждый тип вируса и даже каждый штамм внутри каждого типа ведут себя совершенно различно в искусственных условиях, когда исследователь пытается их выращивать в организме животного или на культурах ткани.

Самым ответственным разделом этой работы была правильная оценка допустимого ослабления создаваемого вакцинного вируса. Единственной пробой, которая существовала в то время, была так называемая проба на нейровирулентность вируса для обезьян макака-резус. Для этого вирус вводили шприцем непосредственно в ткань спинного мозга обезьяны.

Через несколько дней, когда вирус размножится, обезьяну умертвляли, делали тонкие срезы тканей спинного мозга, красили их и рассматривали под микроскопом. Если вирус вызывал поражение нервных клеток, он был непригоден для вакцины, поскольку возникала опасность развития сходных изменений и у прививаемых людей. Если же вирус утрачивал способность поражать клетки спинного мозга обезьяны, это позволяло предположить, что он будет безвредным и для человека: ведь все предыдущие наблюдения свидетельствовали, что человек менее восприимчив к вирусу полиомиелита, чем обезьяна.

Если бы такие же контрольные пробы предложили ставить физикам и химикам, они бы посмеялись и сочли предложение шуткой, учитывая абсолютную неточность, ненадежность биологической пробы, основанной на целом ряде весьма сомнительных заключений.

Действительно, где гарантия, что обезьяны реагируют на вирус полиомиелита обязательно таким же образом, как и человек. Кроме того, людям вирус вводят не путем инъекции непосредственно в мозг, а через рот. Если такой вирус и попадает в мозг, то лишь после долгого пути через клетки кишечника, лимфатические железы и кровь. За это время вирус может повести себя совершенно по-иному, чем вирус, поступивший непосредственно в мозг. Кроме того, материал, вводимый обезьянам, был в значительной мере загрязнен тканями, на которых выращивали вирус, и культуральной средой, в которой его растворяли. Но более точной пробы не существовало, и биологи вынуждены были пользоваться этим методом.

Копровский начал свои исследования с вируса полиомиелита второго типа, который чаще всего вызывал заболевания у американских детей. Сначала вирус адаптировали к организму обезьян. Затем, чтобы ослабить, стали пересевать через мозг хлопковых крыс, перевивая его от одного животного к другому. Эта работа продолжалась несколько лет, пока в 1950 году вирусы не стали абсолютно безвредными для обезьян при непосредственном введении в мозг. В то же время при введении через рот вирус сохранил способность вызывать образование антител. Именно на этом этапе Копровский дал вирус шимпанзе и обнаружил прекрасный прирост антител.

Когда вакцинные штаммы были готовы, встал вопрос об испытании. Животные не являются моделью, в достаточной мере сходной с человеком. А макаки вообще невосприимчивы к вирусу полиомиелита, если его вводят через рот. Таким образом, оставался единственный путь: испытать аттенуированную вакцину на людях.

Обычно в лабораториях первыми принимают созданную вакцину сами экспериментаторы - такой путь вызывает уважение у всех. Если требуется большее число людей, автор вакцины уговаривает принять участие в опыте своих коллег по лаборатории: ведь эти люди полностью сознают риск, на который идут.

Копровский принял вакцину сам и дал ее нескольким сотрудникам, включая Кокса. У них не развилось никаких побочных эффектов, а антитела к вирусу полиомиелита второго типа вырабатывались в достаточно высокой концентрации.

Этот опыт был поистине историческим. После открытия страшного вируса полиомиелита прошло 40 лет. И вот в январе 1950 года первые люди добровольно согласились проглотить живой вирус, чтобы выработать у себя иммунитет, рискуя при этом заболеть.

После удачного завершения испытаний Копровский окончательно уверовал в возможность создания живой ослабленной вакцины. Он знал, что теперь это лишь опрос времени.

Через несколько лет Копровский добился стойкой аттенуации вирусов всех трех типов. В 1954 году ему далось привить небольшие группы детей ослабленными ярусами второго и первого типов. Кроме того, несколько детей, которых привили в 1951 году, по-прежнему сохраняли высокий уровень антител. Это свидетельствовало в пользу живой вакцины и вселяло надежу на длительный многолетний иммунитет, тогда как после приема убитой вакцины он исчезал уже через два года. Самым важным преимуществом живой вакцины перед убитой была способность создавать высокую устойчивость кишечного канала к повторному введению ослабленного вируса. Копровский давал вакцину первого типа детям, а затем через два-три месяца снова вводил им вакцинный вирус. Он не приживлялся, что свидетельствовало о полной защищенности клеток кишечника привитых детей. Следовательно, массовое применение живой вакцины могло решить кардинальную задачу: создать такие условия, когда дикие вирусы не найдут ни одного человека, в кишечнике которого они смогут размножаться. Это бы привело к полному исчезновению полиомиелита.

В эти же годы Кокс и часть его сотрудников шли своим путем, пытались ослабить вирусы полиомиелита, выращивая их на куриных эмбрионах. Кокс считал, что вирусы полиомиелита, как и многие другие агенты, с которыми он работал прежде, должны обязательно приобрести способность хорошо размножаться в курином эмбрионе. В этом была его главная ошибка, и именно она помешала Коксу получить хорошо аттенуированные вакцинные штаммы.

К сожалению, ни Копровскому, ни Коксу не удалось найти подходящие контингенты для испытания своих вакцин против полиомиелита. Взрослые, добровольцы, были неподходящими объектами для оценки действенности вакцины: все они обладали иммунитетом к полиомиелиту. А ведь защищать от болезни нужно тех, у кого нет иммунитета: в вакцинации нуждались дети. Как вирус поведет себя в их организме, никто не знал.

Вакцины против бешенства, желтой лихорадки и даже убитая вакцина против полиомиелита вводились путем инъекций, а живую вакцину предполагали давать через рот. Из пищеварительного тракта вирус, а ведь это живой вирус, после размножения должен был выходить в окружающую среду. Если, пройдя через кишечник человека, вирус снова восстановил бы свои прежние патогенные свойства, вакцинный штамм, рассеиваясь вокруг привитого, приобрел бы потенциальную опасность, мог бы заражать окружающих людей.

В США ни Кокс, ни Копровский не смогли найти врачей, которые согласились бы применять их вакцины для прививок детям. Неожиданная помощь пришла Копровскому из Ирландии. Профессор университета в городе Белфасте Дик предложил организовать ограниченные испытания вакцинных штаммов Копровского. Первые наблюдения Дик провел на себе и своих сотрудниках, затем на своих детях, а в дальнейшем еще на нескольких сотнях добровольцев из числа студентов медицинского института. Все проходило благополучно: вакцина не вызывала каких-либо побочных явлений, вирус размножался в кишечнике и выделялся с экскрементами, а в крови обнаруживался выраженный подъем антител.

В заключение сопоставили действие на обезьян вакцинного вируса и того, что выделялся из кишечника привитых. И вот тут-то Дик обнаружил колоссальные различия. Он установил, что после прохождения через организм человека вирус обрел способность разрушать нервную ткань у обезьян, вызывать у них параличи.

Дик подготовил отчет о результатах своих испытаний и статью для журнала, а копии послал Копровскому. Тот немедленно прилетел в Ирландию, устроил там совещание с ведущими специалистам-вирусологами и пытался доказать необходимость продолжения исследований. Он обещал улучшить качество вакцинных штаммов дополнительными лабораторными процедурами. Однако Дик был непреклонен. Если раньше он был полон оптимизма и всячески поддерживал живую вакцину Копровского, то сейчас стал ярым ее противником. Причем противником настолько активным, что на Британских островах в результате его многочисленных выступлений все пути для вакцины Копровского оказались закрытыми.

Это же явилось полным фиаско для живой вакцины Копровского и на территории Америки. Тем более что в феврале 1957 года фирма Ледерле сократила персонал отдела вирусологии в несколько раз и практически прекратила финансирование исследований по полиомиелитной вакцине. Работа, которая проводилась в течение десяти лет и стоила фирме более 13 миллионов долларов, была прикрыта в одну ночь.

Полученные Копровским штаммы полиомиелитной вакцины были признаны потенциально опасными для людей и неперспективными для дальнейших испытаний. Провал работы по созданию живой вакцины против полиомиелита был первым и единственным публичным скандалом для такой известной фирмы, как Ледерле.

Кокс остался руководить вирусологическим отделом и с частью сотрудников решил не прекращать исследований по созданию самостоятельных штаммов для живой полиомиелитной вакцины.

Копровскому пришлось покинуть фирму Ледерле. Весной 1957 года он переехал в Филадельфию, где получил пост директора Вистаровского института. Вместе с ним ушли и его соратники - энтузиасты живой вакцины. На новом месте они возобновили работу по улучшению качества своих вакцинных штаммов. Однако ни у Копровского, ни у Кокса не оказалось действительно надежных штаммов, с которыми можно было бы работать дальше. Они находились в положении, когда практически все исследования нужно начинать с самого начала.