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.
Цитокины связывают между собой специфическую и неспецифическую иммунные системы. Они вырабатываются организмом в ответ на вторжение вирусов или бактерий или на присутствие общего стимулятора в крови. Цитокины главным образом регулируют иммунную реакцию. Они могут подавлять или стимулировать секрецию антител и макрофагов, вызывать лихорадочное состояние и воспаление, стимулировать рост и реакцию основных иммунных клеток. Большая часть цитокинов не может сама убивать вирусы или бактерии, но в состоянии помочь иммунной системе справиться с болезнью при соответствующем лечении. Доказано, что они могут увеличить эффективность Т— и В-лимфоцитов, содержащих клетки-убийцы, которые уничтожают патогенные бактерии и клетки, зараженные вирусами и микробами.
В 1957 году европейские ученые обнаружили первый цитокин. Его назвали интерферон, от английского слова interfere «вступать в противоречие, в борьбу». Определили три основных типа этого цитокина. Потребовались годы, чтобы научиться получать интерферон, но уже в 1979 году ученые американской фармацевтической фирмы смогли воспроизвести искусственным путем альфа-интерферон. Рекламируемый как «антивирусный пенициллин», интерферон вошел в медицинскую практику как мощный инструмент для лечения различных заболеваний — от гепатита до саркомы Капоши, часто сопутствующей СПИДу. Правда, сейчас ученые стали более осторожными в своих восторженных оценках, потому что интерферон во время лабораторных опытов приводил к смешанным результатам, причем обнаружили, что в больших дозах он дает нежелательные побочные эффекты. Тем не менее сегодня этот цитокин широко распространен.
В медицине открытие цитокинов и прочих составляющих неспецифического иммунитета явилось важным шагом вперед. В Америке ученые разработали способ лечения СПИДа с использованием другого цитокина — интерлейкина-2, а в Нидерландах, Великобритании, Японии, Франции и Канаде изучается влияние цитокинов на возбудителей туберкулеза и других заболеваний. На сегодняшний день ученым хорошо известны, по крайней мере, восемнадцать ин-терлейкинов, и каждый год открывают все новые виды.
Несомненно, вакцины обеспечивают долгосрочную защиту от многих заболеваний, но с использованием неспецифической иммунной системы можно добиться временной защиты от патогенных веществ. Такая активизация сил организма после первых критических часов нападения, когда власти еще не определили, какое вещество было применено и не нашли соответствующего лечения, может помочь в сдерживании болезни. Это, конечно, дело будущего, но опыт подсказывает мне, что именно этот путь является гораздо перспективнее, чем оснащение зданий устройствами обнаружения биологических веществ или создание запасов вакцин.
Ровно через десять лет после совещания в Генштабе в Москве, когда обсуждался вопрос возможного использования межконтинентальных ракет, начиненных сибирской язвой и чумой, практически день в день я встретился с двумя полковниками морской пехоты армии США в конференц-зале на пятом этаже офисного здания в Вирджинии.
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.