Действие вакцины основано на том, что она заставляет организм создавать антитела, которые начинают бороться с возбудителем болезни. Существует пероральная вакцинация, а также внутримышечная для достижения максимальной эффективности. Вакцины, полученные из живых, но ослабленных микроорганизмов, обычно оказывают более сильное действие, чем сделанные на основе компонентов клетки. Вакцины, как правило, не опасны, но иногда все же могут вызвать значительные изменения в крови и эндокринной системе. Известно, что некоторые из них оказывали неблагоприятное воздействие на работу сердца, почек, легких и других органов. Поэтому нежелательно делать слишком много различных прививок.
Все еще не найдены вакцины от бруцеллеза, сапа, мелиоидоза и многих вирусных заболеваний, таких, как лихорадка Эбола и Марбург. Вакцина против аэрозольной формы чумы после испытаний на животных была признана неэффективной. Вакцину против туляремии трудно культивировать, и она опасна. Из четырех вакцинных штаммов, применяемых от вирусного энцефалита, первый, наиболее действенный, в 20 процентах случаев вызывает побочные реакции, еще в 20 — просто неэффективен. Второй имеет ограниченную эффективность, защищая только от трех разновидностей болезни, а третий и четвертый вызывают слабую иммунную реакцию и требуют многократного повторения прививок. Проти-вооспенную вакцину (в США ее делают только работникам лабораторий и военнослужащим) можно применять как до, так и после заражения. Прививки следует повторять каждые десять лет, а в случае заражения повторную вакцинацию надо провести уже через три года. Перед прививками от лихорадки Ку и ботулинического токсина рекомендуется проверять кожную реакцию.
Применяемую в Соединенных Штатах вакцину от сибирской язвы следует делать шесть раз, прежде чем будет достигнут иммунный эффект (три раза каждые две недели и три раза каждые полгода), а потом повторять прививки ежегодно. Американские эксперты утверждают, что ежегодные прививки безопасны (применение живой вакцины, которую мы использовали в России, все же сопряжено с некоторым риском), но, по мнению ученых, избыточная вакцинация может привести к осложнениям в иммунной системе, а иногда даже к образованию опухолей.
Известно, что повторные прививки вызывают или усугубляют аллергию. Уже через полчаса после того, как в 1987 году мне в последний раз ввели вакцину от сибирской язвы, лицо опухло, появилась сыпь и стало трудно дышать. Я принял димедрол, и через несколько часов почувствовал себя лучше. Но следующие десять дней пришлось уже лечиться в больнице. После подобных реакций некоторых моих коллег отстранили от работ с сибирской язвой. Я знал, что такая реакция — признак моей генетической чувствительности к большим количествам чужого белка и что моя иммунная система напряжена до предела. Первую прививку от сибирской язвы я получил в 1979 году а курс ежегодных вакцинаций начал в 1982-м. Кроме того, меня один раз прививали от оспы, дважды — от туляремии и четыре раза — против чумы. Та хроническая аллергия, которой я страдал всю сознательную жизнь, была прямым следствием повторяющегося введения живых вакцин и воздействия прочих веществ, с которыми пришлось работать.
Вакцина обеспечивает надежную защиту от конкретного заболевания, но именно эта узкая направленность воздействия является источником ограниченности ее применения. Антитела, вырабатывающиеся на оспу, не защитят от чумы, вакцина от брюшного тифа не снизит риска заболеть корью. Конечно, возможно сделать смесь вакцин, таких, например, как детская прививка от дифтерии, коклюша и столбняка, но даже они воздействуют на метаболизм только этих микроорганизмов. Каждая вакцина борется только с одним возбудителем, иногда с несколькими сходного типа. Многоцелевого противоядия пока не существует.
Применение вакцин для биозащиты имеет смысл, если мы знаем, какое именно вещество было использовано, и если сможем определить конкретную цель нападения. Кроме того, бактериологическая защита должна предусматривать изменчивость угрозы. Враг, которому известно, что войска противника привиты от сибирской язвы, может использовать чуму, или оспу, или такие вещества, против которых не существует вакцины. Можно привить солдат сразу против нескольких инфекций, но противник может разработать настолько вирулентное оружие, что оно преодолеет действие вакцины.
Несмотря на приложенные усилия и впечатляющие затраты американцев, вакцины — не самое надежное средство защиты гражданского населения. На кого будет нацелена атака? От каких веществ защитить население? Программа по увеличению количества доз противооспенной вакцины (в настоящее время в США имеется семь миллионов доз) может остановить страну или террористическую группировку от совершения нападения с использованием оспы, но ведь есть и другие варианты. И кому направить эти семь миллионов доз, если сразу будут атакованы несколько городов? А ведь только в одном Нью-Йорке семь миллионов жителей. Будет ли у каждого города свой запас вакцин?
Конечно, я не предлагаю изъять вакцины из употребления при биозащите, только следует правильно оценивать их эффективность. Даже если продолжить дорогостоящий и длительный процесс разработки, тестирования и получения разрешения на новые вакцины, то все равно мы будем отставать на пару шагов от постоянно совершенствующихся производителей бактериологического оружия.
За последние два десятилетия ученые значительно расширили наше понимание работы иммунной системы. Эти знания можно использовать для выработки новых видов медицинской защиты против бактериологических веществ. Говоря простыми словами, наша иммунная система умеет отличать клетки собственного организма от чужих микроорганизмов. В нашем распоряжении имеется ряд веществ, запрограммированных на нахождение чужих клеток и сообщение об их появлении. В организме постоянно вырабатываются новые антитела для распознавания угрозы и ее уничтожения. Вещества, отвечающие за их выработку, и сами антитела наделены тем, что мы называем «клеточной памятью», т. е. способностью распознавать ранее вторгавшиеся микроорганизмы. На этой способности и основано действие вакцины. Долгое время иммунологи были сосредоточены только на вакцинах и иммуноглобулинах — наиболее явных элементах специфического иммунитета, не обращая внимания на процессы, которые относятся к неспецифическому иммунитету.[29]
Илья Мечников, русский микробиолог, оказался первым исследователем, который наблюдал неспецифический иммунитет в действии. Работая в Италии между 1882 и 1886 годами, он заметил, что некоторые клетки двигаются к очагу инфекции, где они окружают, поглощают и разрушают чужеродные частицы. Ученый назвал эти клетки фагоцитами, сейчас их называют или макрофагами, или моноцитами. Его работа, заложившая основы современной иммунологии, в 1908 году была удостоена Нобелевской премии по медицине.
Но только в 60-х годах ученые обратили внимание на клетки и молекулы, которые отвечают за формирование неспецифической иммунной реакции на вторгшиеся микроорганизмы. Это макрофаги и гранулоциты,[30] а также специальные белки (протеины) крови, которые взаимодействуют в так называемом «каскаде комплемента», чтобы бороться с чужими микроорганизмами. Еще одной важной составляющей неспецифического иммунитета является удивительная группа молекул, названных цитокинами [Цитокины — название отражает основное назначение этих молекул, которые являются переносчиками, передатчиками сигналов от клетки к метке (по латыни клетка называется). В геноме клетки имеются специальные гены, ответственные за синтез определенных цитокинов. До поры до времени эти гены молчат, ничем не проявляя своего присутствия. Однако стоит только метке распознать внедрение в организм микробов, гены цитокинов переходят в активное состояние. С этих генов считывается информация о структуре соответствующих молекул, идет белковый синтез, и готовые молекулы цитокинов начинают выделяться (секретироваться) меткой в окружающую среду. Для восприятия и распознавания различных сигналов, в том числе от внедрившихся микробон-паразнтов, метки несут на своей поверхности специальные сложно устроенные молекулы-рецепторы. Для каждого цитокпна существует свой особый рецептор, к которому молекула цитокина подходит, как ключ к замку. Как только мюч-ци-токин входит и скважину предназначенного для него замка-рецептора, с поверхности метки к ядру передается соответствующий сигнал включения определенных генов в этой клетке: информация передана, воспринята и реализуется. ], через которые клетки взаимодействуют друг с другом.
29
Неспецифический (врожденный) иммунитет обусловливает однотипные реакции на любые чужеродные антигены. Главным клеточным компонентом системы неспецифического иммунитета служат фагоциты, основная функция которых — захватывать и переваривать проникающие извне агенты. Для возникновения подобной реакции чужеродный агент должен иметь поверхность, т. е. быть частицей (например, заноза). Если же вещество молекулярно-дисперсное (например, белок, полисахарид, вирус) н при этом не токсичное и не обладает физиологической активностью, оно не может быть нейтрализовано и выведено организмом по вышеописанной схеме. В этом случае реакцию обеспечивает специфический иммунитет. Примером неспецифического иммунитета может служить воспалительная реакция при попадании в кожу занозы, причем при повторном поражении такой же занозой все этапы реакции организма развиваются точно так же, как и при первичном ответе.
30
Гранулоцит — лейкоцит, содержащий в цитоплазме зерна (гранулы). Гранулоциты образуются в костном мозге и защищают организм от бактерий и токсинов.