Из всех жанров массовой литературы детектив по праву удерживает первые позиции популярности. Но если отвлечься от беллетристки и погрузиться в изучение каких-то документальных событий, то сюжет, который вам при этом откроется, будет куда круче придуманного мастером детектива.

И, что ещё парадоксальнее, самыми интригующими и невероятными ходами наполнены истории научных открытий, несмотря на бытующее мнение, что нет ничего скучнее науки.

Сейчас мы попытаемся воспроизвести ещё раз историю открытия одной бактерии, которую, в конце концов, назвали Helycobacter pylori, и признали этот микроорганизм причиной основных патологий желудка.

Эта история, и в самом деле, похожа на настоящий детектив, затянувшийся на долгих 150 лет. Она, как эстафета, перемещалась во времени и пространстве, из страны в страну, из континента на континент. И завершилась практически на краю света, в Австралии, да не просто завершилась, а с присуждением Нобелевской премии в области медицины.

Но и на этом история не закончилась! Ведь наука о живом организме никогда не останавливается, как и сама жизнь.

Итак, начнём. История изучения патологии желудка и двенадцатиперстной кишки, прежде всего гастрита и язвы, насчитывает не одно столетие, и к середине XIX-го века уже были сформулированы несколько основных положений о происхождении этого заболевания и подходов его лечения.

Считалось, что причиной являются нервное напряжение и острая пища, которые усиливают секрецию желудочного сока и повышают кислотность, что, в конечном счёте, приводит к воспалению, а затем – и к изъязвлению слизистой оболочки желудка. Лечение было направлено на снижение кислотности желудочного сока и его повышенной секреции.

Но вдруг, в 1852 году, физиолог Фридрих Биддер и химик Карл Шмидт из Дерптского (ныне Тартуского) университета сообщают в своей книге «Пищеварительные соки и обмен веществ» о том, что в желудке животных определяется активность фермента уреаза, фермента, который катализирует реакцию расщепления мочевины на аммиак и углекислый газ. Хотя к тому времени уже было установлено, что такой активностью обладают только микробы и беспозвоночные.

Если у животных такой активности нет, значит, в их желудке живут какие-то микроорганизмы с такой активностью. Но о каких бактериях в желудке может идти речь, если основа желудочного сока – соляная кислота, а нормальная кислотность желудка (рН) 1,0–2,0!

Тем не менее, это событие можно считать началом бактериальной теории происхождения язвенной болезни. Значит, у такого грозного заболевания должен быть вполне конкретный осязаемый виновник, зачастую являвшийся убийцей.

Ну? Чем не детектив?

И вот эстафета в поисках этого неуловимого и на тот момент непризнанного злоумышленника перемещается в Германию, где 1875 году Г. Ботхер и его французский коллега М. Лютюль первыми обнаружили колонии спиралевидных бактерий при биопсии язвенных участков желудка человека.

Надо сказать, что к этому времени медики и биологи стали широко использовать микроскоп в своих исследованиях, и это давало возможность наблюдать микрофлору человека и животных. И учёные, вооружённые микроскопом, подробно описали строение бактерии: длина около 2 мкм и наличие пяти жгутиков, позволявшие активно двигаться и внедряться в желудочную слизь.

У Ботхера и Лютюля дело не пошло дальше констатации факта присутствия бактерии в биоптатах, но предположение о бактериальной причине язвы желудка снова появляется в умах исследователей.

И следующей эстафету принимает Польша, где профессор медицины Ягеллонского университета (Краков) Валерий Яворский впервые описывает спиралевидные организмы в промывных водах с желудка человека. И тут вышла небольшая «заминочка» в нашем детективе, своё исследование Яворский опубликовал на мало популярном в Европе польском языке, более того, работа получила отрицательную рецензию лидеров уважаемого медицинского журнала, и теория о спиралевидных бактериях желудка, которые могут вызывать гастрит и язву, в очередной раз не стала популярной.

«Призрак бродит по Европе…». Маркс с Энгельсом писали о другом призраке, конечно, но вредная бактерия была именно призраком, следы которого обнаруживали учёные в разных уголках континента в конце XIX-го века.

И следующим, кто сумел ухватить её за хвост, а точнее за один из пяти жгутиков, был профессор анатомии и патологии Туринского университета (Италия) Джулио Бидзодзеро. В 1893 году он тоже описал эту спиралевидную бактерию, живущую в кислом содержимом желудка собак.

Следующим в эстафете был немец Хьюго Соломон, который три года спустя после публикаций о находках Бидзодзеро в свою очередь сообщал о спирохетах в слизи желудка собак, кошек и крыс, но не смог их обнаружить у других животных и человека.

Соломон вывел эстафету на новый уровень, а именно: провёл ряд эксцентричных для того времени экспериментов по инфицированию выделенными у собак бактериями других животных, но сумел заразить только белых мышей. В чём же состоял новый уровень?

А в следующем: чтобы провести подобный эксперимент, нужно было не только выделить и увидеть (что делали до него) спиралевидную бактерию, но сохранить её живой и заставить размножаться вне привычной среды желудка, т.е. культивировать.

Правда, на имеющихся на тот момент искусственных питательных средах выделенная бактерия не культивировалась. Но попытка была предпринята.

И вот детективная эстафета перешагнула рубеж веков и континентов, её приняла Африка. В 1906 году британский паразитолог сэр Эндрю Бэлфор, возглавлявший лабораторию в Хартуме (Судан), также описал бактерии спиралевидной формы в язвах желудка и тонкого кишечника собак и кошек.

В том же 1906 году немецкий врач частной клиники города Хальберштадт Вальтер Крайниц обнаружил спириллы в содержимом желудка пациентов с карциномой при аутопсии.

Ого! Вот это эффект жизнедеятельности маленькой бактерии в организме хозяина, оказывается, она может провоцировать и онкологию. Да, поиски необходимо продолжать и выходить на финишную прямую. Но, к сожалению, до финиша было ещё далеко.

В 1912 году на севере Европы, в Дании профессор патологии и микробиологии университета Копенгагена Йоханнес Фибигер индуцировал у лабораторных крыс опухоли желудка в результате скармливания им тараканов, заражённых личинками Spiroptera carcinoma. За создание этой экспериментальной онкологической модели Фибигер получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за 1926 год и по праву считается основоположником экспериментальной онкологии.

В 1919 году в эстафету включилась Япония, двое учёных К. Касаи и Р. Кобаяси опубликовали свои находки: подробно описали спиралевидные бактерии (спирохеты) в желудке млекопитающих.

В это же время на Североамериканском континенте ряд учёных с 1908 по 1917 годы также внесли свою лепту в погоню за коварной бактерией и в теорию инфекционного происхождения язвенной болезни желудка.

1908 г. – Ф.Б. Тарк индуцировал язвы желудка у собак введением Bacillus (Escherichea) coli.

1916 г. – Э.C. Розенау описал вызванные стрептококком язвы желудка.

1917 г. – Л.Р. Драгштедт идентифицировал бактерии в экспериментальных язвах, но не связал их наличие с происхождением самой язвы.

Зато выдающийся британский гастроэнтеролог Джон Сидни Эдкинс (1863–1940), которому принадлежит открытие в 1905 г. гастрина – гормона, регулирующего секрецию желудочного сока, после экспериментов на кошках в 1921 году выдвинул-таки теорию о связи язвы с присутствием спиралевидного организма-возбудителя, который назвал Spirochete regaudi.

И вот в 1924 году замкнулся первый круг эстафеты, двое британских исследователей из биохимической лаборатории Кембриджского университета Джеймс М. Лак и Трилок Н. Сэт обнаружили в желудке человека большое количество активной уреазы и тем самым подтвердили правоту Биддера и Шмидта, с которых и началась вся история в далёком 1852 году.

Правда, заключение о том, что уреазная активность в желудке имеет бактериальное происхождение, сделали американцы Х. Корнберг и Р. Дэвис только в 1955 году. А до этого было ещё несколько важных работ учёных США в деле поиска неуловимой бактерии.

1939 г – Джеймс Доенджес в ходе аутопсии большого количества молодых людей обнаруживал спиралевидные микроорганизмы в 40% случаев.

Годом позже Стоун Фридберг и Лу Бэррон впервые описали спиралевидные микроорганизмы в прижизненном материале – слизистой резерцированного желудка больных язвой и раком.

Х. Альенде в 1951 году публикует работу об успешном лечении язвы желудка пенициллином.

Последний мощный рывок эстафеты состоялся в 1975 году, когда Г. Стир и Д. Колин-Джонс выяснили, что бактерии Pseudomonas aerugi, обнаруженные ими на слизистой желудка, обладают муколитическими свойствами, другими словами способны разжижать слизь на стенках желудка и тем самым приводить к их изъязвлению.

Больше 100 лет понадобилось, чтобы сформулировать тезис, составивший фундамент новой теории: в желудке млекопитающих и человека присутствует спиралевидный микроорганизм бактериальной природы, проявляющий высокую уреазную активность и способный инициировать у хозяина гастродуоденальную патологию, включая онкологическую.

Но на протяжении этого столетия копившиеся знания постоянно сталкивались с устоявшимися постулатами теории заболеваний желудка: высокая кислотность желудка за счёт присутствие в нём соляной кислоты делает этот орган стерильным, а значит существование микроорганизмов там невозможно.

И все исследователи, о ком мы вспоминали выше, прямо или косвенно опровергали эту догму. Они выделяли из желудка людей и животных спиралевидную бактерию, подробно её описывали и предполагали об её ответственности за язву, гастрит и опухоли. Тем не менее, никто из этих учёных не смог предъявить миру злоумышленника, потому что им не удавалось культивировать его на искусственной среде вне организма хозяина.

И тут мы выходим, наконец, на финишную прямую, которая пролегла на далёком континенте – в Австралии.

Пожалуй, этот этап заслуживает более подробного описания.

В 1979 году на западном побережье Австралии в Королевском госпитале города Перт профессор патологии Робин Уоррен собрал большое количество биоптатов (135) от своих пациентов с язвой желудка.

С помощью электронного микроскопа в половине случаев он обнаружил маленькие изогнутые бактерии, колонизирующие нижний отдел желудка. Затем было установлено, что в слизистой оболочке желудка возле мест определения микроорганизмов всегда присутствовали признаки воспаления.

Уоррен нашёл единомышленника в лице молодого интерна Барри Маршалла. Вместе исследователи описали короткие спиралевидные бактерии диаметром около 0,5 мкм и длиной 2,5 мкм с пятью униполярно расположенными жгутиками, которые были тесно связаны с поверхностным эпителием желудка, непосредственно под слоем слизи.

Присутствие бактерий всегда сопровождалось признаками хронического активного гастрита. При отсутствии морфологических признаков воспаления бактерии отсутствовали. При этом Маршалл и Уоррен сделали вывод: «Патогенность бактерий остаётся недоказанной, но их связь с воспалением в нижнем отделе желудка человека в этом отношении очень подозрительна.

Если эти бактерии действительно имеют отношение к развитию антрального гастрита..., они могут играть роль в развитии и других заболеваний, связанных с гастритом (например, язвенной болезни и рака желудка)».

И снова история повторяется!

Бактерия найдена и уличена в преступлении, но нужно её идентифицировать, а для этого необходимо заставить жить отдельно от хозяина, чтобы досконально изучить все вредоносные, а порой и убийственные свойства.

Но это совсем не просто. Не зря столько исследователей за предыдущее столетие не смогли культивировать бактерию.

Первая попытка будущих Нобелевских лауреатов в этом направлении раскрыла причину прежних неудач, 34 биоптата инфицированного желудка инкубировались с использованием стандартной неселективной среды для бактерий типа Campylobacter в течение 48 часов, но не дали роста.

К счастью, один биоптат забыли в термостате, и через 5 дней был обнаружен обильный рост бактерий, которые назвали Campylobacter pyloridis. Оказывается, этому микроорганизму нужно было больше времени для адаптации и роста. Отличительной особенностью бактерии была высокая уреазная активность.

Итак, получена культура выделенных бактерий! Ура!

Но и тут очевидное открытие было встречено с подозрительностью и недоверием. Отчет об исследованиях этих авторов авторитетное международное издание The Lancet не хотело публиковать, не было подтверждения о достоверности полученных результатов.

И тогда издание обратилось к известному британскому патологу Мартину Скирроу с просьбой воспроизвести в своей клинике эксперимент австралийских исследователей. И Скирроу, который поддержал Уоррена и Маршала сразу же после сделанного ими доклада на Конгрессе в Брюсселе, с готовностью согласился на проведение повторного эксперимента. Только с его успешным завершением The Lancet согласился на публикацию.

Но проблема заключалась ещё и в отсутствии доказательств о возможности инфицирования культурой бактерий других млекопитающих и человека. Действительно, Маршалл не мог в опытах на морских свинках добиться положительного эффекта.

И тогда в состоянии отчаяния он пошёл на крайнюю меру, сам выпил чистую культуру бактерий (чашку Петри с 1 млн живых организмов) и через 8 дней диагностировал у себя антральный гастрит, который успешно вылечил комбинированным препаратом висмута и метронидазола, как и всех своих пациентов.

На следующем этапе учёные продолжают клинические исследования и выявляют бактерии у всех пациентов с язвами двенадцатиперстной кишки и у 70% больных с язвами желудка, предполагая, что инфекция играет важную роль в развитии болезни и антибактериальная терапия может оказаться успешной для заживления язв.

Новый микроорганизм, который первоначально получил название CLO (Campylobacter Like Organism), отвечал всем постулатам Коха для признания его причиной развития воспалительной реакции слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки:

1. Этот микроорганизм был обнаружен в биоптатах слизистой оболочки желудка у больных с гастритом или язвенной болезнью.
2. Его смогли выделить в чистом виде из биоптата слизистой оболочки желудка человека, страдающего гастритом и культивировать in vitro.
3. Третий постулат Коха о передаче инфекции доказал на себе один из первооткрывателей CLO Маршалл путем самоинфицирования.

Все три этапа успешно завершились в 1983 году.

Всё! Финиш!

Далее Маршалл предлагает и разрабатывает СLO-тест, тесты диагностики инфекции при помощи сыворотки крови, дыхательный уреазный тест. В лечении он впервые разрабатывает и начинает применять висмут-содержащую тройную терапию и наблюдает прекращение возобновления язвенной болезни.

Свое нынешнее название Helicobacter pylori бактерия получила только в 1989 году, когда соотечественник и соратник Маршалла С. Гудвин выяснил, что открытая бактерия генетически не относится к типу Campylobacter.

Логически завершённое открытие Helicobacter pylori считается революцией в медицине ХХ-го века. Оно дало мощный толчок многим направлениям в науке и медицине.

В 1994 году Международное агентство по изучению рака (IARC) признало инфекцию Н. pylori канцерогеном первого порядка (безусловная связь с возникновением рака желудка).

Но самым главным событием этого периода стала полная расшифровка генома бактерии в 1998 году.

А в 2005 году, спустя более чем 20 лет после открытия, когда практическая медицина подтвердила успешность новой теории происхождения гастродуоденальной патологии и эффективность методов её лечения на основе этой теории, Робин Уоррен и Барри Маршалл были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Но на этом эстафета не заканчивается. Началась эра хеликобактера с новыми вопросами и путями их решения.

Правда, это уже другая история….

О.А. Гудкова, ведущий инженер Институт биохимии им. А.В. Палладина НАН Украины