Нобелевская неделя 2020. Харви Альтер: «Это не только история борьбы с гепатитом. Это история моей жизни»

«Вирус гепатита С можно со временем полностью уничтожить даже без вакцины». Лекция лауреата Нобелевской премии по физиологии или медицине 2020 года. 07.12.2020

Credit:
Скриншот канала Нобелевского комитета

«Поскольку я ученый-клиницист, у меня было довольно мало шансов на получение Нобелевской премии. Так что я буду говорить быстро, чтобы у Нобелевского комитета не было времени пересмотреть это решение, — начал свою лекцию Харви Альтер. — Моя история растянулась на четыре десятилетия. И в конце ее я стал свидетелем полного исчезновения случаев гепатита после переливания крови, а также появления новых методов терапии, которые позволяют вылечить практически 100% пациентов с гепатитом C. Эти исследования показывают, что HCV можно со временем полностью уничтожить даже без вакцины».


«Не существует лифта к успеху. Придется идти по лестнице»

Нобелевский лауреат много шутил, но говорил и грустные вещи. «На одной из полученных мной поздравительных открыток написаны такие слова: “Не существует лифта к успеху. Придется идти по лестнице”. Я провел много времени на лестнице. И обнаружил, что исследовательские лестницы, так же, как и все остальные, ведут не только вверх, но и вниз. Сегодня я хочу провести вас по первым ступеням, которые в итоге привели к открытию HCV».

Еще две тысячи лет назад Гиппократ наблюдал за пациентами, чья кожа приобретала желтый цвет. Он назвал это состояние «иктерус», а сопутствующее уплотнение печени — «киррос». Гиппократ считал, что эти состояния связаны с излишком одной из четырех жидкостей организма — желчи. Хотя эта работа, по выражению Альтера, «не выдержала последующего рецензирования». она продемонстрировала огромную наблюдательность Гиппократа.

На протяжении следующих двух тысяч лет, в каждой из многочисленных войн солдаты страдали от желтухи — острых симптомов гепатита. В середине 40-х годов ХХ века были описаны две формы гепатита. Одна передавалась через пищу и воду и характеризовалась коротким инкубационным периодом, острыми симптомами. Она получила название «гепатит A». Вторая характеризовалась долгим инкубационным периодом, передавалась от родителей детям и могла привести к хроническому заболеванию печени. Ее назвали «гепатит B».

Однако прорыв в поисках вируса произошел только в 1960-х. В это время Альтер работал в лаборатории доктора Баруха Бламберга, где изучали наследственный полиморфизм липопротеинов в человеческой крови. Бламберг с коллегами предположили, что у пациентов, перенесших множественные переливания крови, могут быть антитела к компонентам крови доноров. Они использовали сыворотку, полученную от таких людей, как инструмент для исследования крови представителей разных этнических групп. В одном из экспериментов они заметили необычную полосу преципитации, которая окрашивалась в красный цвет азокармином, что говорило о преобладании белка в этой зоне. Так как исследуемый образец был получен от австралийского аборигена, белок назвали «австралийским антигеном». Но казалось странным, что у пациента с гемофилией из Нью-Йорка есть антитела к белку крови австралийца. Более шести лет ушло на то, чтобы понять, что «австралийский антиген» — не человеческий, а вирусный белок. В конечном счете это принесло доктору Бламбергу Нобелевскую премию.

Австралийский антиген, или поверхностный антиген гепатита B, стал первым маркером вируса гепатита. Именно он заложил основу для дальнейших событий, которые привели к Нобелевской премии самого Альтера.

В 1970 году Харви Альтер принимает руководство исследованиями, которые начали в 1960-х Пол Шмидт, Пол Холланд и Боб Перселл. Передачу гепатита при переливании крови изучали на пациентах, перенесших операцию на открытом сердце. Такие пациенты получали большое количество донорской крови и при этом обычно не имели других заболеваний или сниженного иммунитета. У 33% наблюдаемых пациентов развился гепатит после переливания. Большинство случаев не сопровождались желтухой и были распознаны только благодаря систематическому тестированию.

Дальнейший анализ показал, что в случае использования донорской крови, полученной на платной основе, шансы развития у реципиента гепатита достигали 50%. При использовании только крови, полученной от волонтёров, шансы развития заболевания составляли только 7%.

Тогда же, в 1970 году, группа Альтера впервые ввела тестирование на поверхностный антиген гепатита B на всех донорских станциях. Это втрое снизило частоту случаев развития гепатита после переливания — с 30% до 10% к 1973 году, причем количество полученной донорской крови не уменьшилось.

В 1973 году Abbot Laboratories разработала более точный тест на поверхностный антиген. Повторное тестирование образцов, полученных во время предыдущего исследования, показало, что только около 25% случаев было вызвано гепатитом B. В 1975 году Стивен Файнстоун, Альберт Капикян и Роберт Перселл открыли вирус гепатита А. Тестирование образцов на гепатите А показало, что ни один из случаев гепатита после переливания крови, не связанных с гепатитом B, не был вызван гепатитом A.

«В этот момент, основываясь на нашем потрясающем дедуктивном мышлении, мы решили, что если эти случаи были вызваны не гепатитом А и не гепатитом B, мы назовем это “агентом ни А, ни B” [NANBH]. Тогда мы воздержались от названия «гепатит C», так как не могли с уверенностью заявить, что это инфекционный агент и что это один агент в принципе».

Мистер Хатчинсон и шимпанзе

Следующим шагом стала передача агента единственной доступной модели — шимпанзе. У шимпанзе не развиваются симптомы гепатита, но наблюдается повышение уровня белков в крови.

«Мое внимание привлек один пациент — мистер Хатчинсон, ныне умерший, который разрешил мне упоминать его имя. Мистер Хатчинсон был активным туристом. Однажды, во время прогулке по туристической тропе, он внезапно упал и практически умер, но его жена сумела сделать ему СЛР, и спустя некоторое время он оказался в Национальных институтах здравоохранения, где стал ключевым пациентом в исследованиях гепатита».

Исследование крови Хатчинсона показало, что максимум содержания РНК вируса в крови (3x107) достигается в тот момент, когда уровень белка ALT в крови уже повышается, но ещё не достиг своего максимума. Введение шимпанзе крови, взятой у пациента в этот момент, приводило к повышению ALT в крови обезьяны. Но когда уровень ALT в крови пациента достигал максимального уровня, организм уже вырабатывал антитела к вирусу, уровень его РНК в крови снижался. В этот период передача крови шимпанзе не повышала уровень ALT. Далее уровень белка в крови пациента падает, и он переходит в хроническое состояние носителя.

Следующим важным шагом стал эксперимент Файнстоуна по экстрации вируса из образца крови Хатчинсона с помощью хлороформа. Полученный таким образом экстракт не вызывал признаков инфекции у шимпанзе. Это означало, что в оболочке инфекционного агента содержатся критически важные липиды.

В дальнейших исследований образцы сыворотки пропускали через фильтры с различным размером пор, перед тем как вводить шимпанзе. Таким образом определили, что вирус имеет размеры 30-60 нм.

Эти два исследования значительно сузили возможные классы вирусов, к которому мог принадлежать агент. Группа продолжала работать над идентификацией до класса, однако процесс двигался медленно. Тем временем анализ симптомов показал, что примерно у 20% пациентов развивался потенциально летальный цирроз печени.

К 1980 году количество переливаний крови сократилось примерно на две трети. Уровень заболеваемости гепатитом после переливания снизился до 5-6% и не снижался вплоть до 1987, несмотря на попытки тестировать доноров на уровень ALT и ВИЧ. В 1987 году новый тест снизил заболеваемость до 4%. Однако специфический тест для NANBH разработать никак не удавалось.

В этот момент печали Харви Альтер написал стихи, и сейчас он зачитал их слушателям. «Должно быть, [поэма] напрямую повлияла на Майкла Хоутона и его группу, потому что в скором времени они смогли клонировать NANB, используя еще только развивающуюся молекулярную биологию».

Группа Хоутона разработала тест на основе антител, который был проверен на панели, содержащей по две копии образцов от пациентов с NANB и без него в случайном порядке. Тест смог идентифицировать положительные образцы со 100%-ным успехом без единого ложноположительного результата.

В 1990 году был внедрен первый тест на гепатит С, снизивший уровень заболеваемости до 1%. В 1992 году появился тест второго поколения. К 1997 году случаев заболевания гепатитом после переливания крови почти не наблюдалось. Согласно подсчетам, тестирование доноров с 1990 по 2010 год предотвратило около 2,4 миллиона случаев гепатита.

«Это не только история гепатита, связанного с переливанием, это история моей жизни. Вы можете видеть, что и гепатит, и моя жизнь стремительно исчезают, — прокомментировал 85-летний Альтер свой слайд с графиком снижения случаев. — Тем не менее, похоже, вирус исчез из донорской крови, а я все еще здесь, говорю о нем. Это обнадеживает».

«И потом случилось чудо»

В мире около 170 миллионов людей с хроническим гепатитом, 75-85% инфекций приобретают хронический характер. Поэтому много внимания уделяется изменчивости вируса.

Исследование 105 клонов HCV из образца крови Хатчинсона, проведенное Альтером в соавторстве с Патрицией Фарси, показало, что только 57% клонов были идентичными. Остальные 43% были представлены 19 разными клонами в разных пропорциях. Тестирование клонов в нескольких временных точках на всем протяжении заболевания, от переливания от пика ALT, показало, что на третьей неделе в крови доминировали три клона, обозначенные A, B и C. К восьмой неделе доминирующее положение занял клон D, также появились клоны E-G. После появления естественных антител вариабельность клонов повышается еще сильнее. К шестнадцатой неделе обозначения клонов дошли до U — 21-й буквы в алфавите. Такой активный мутагенез вируса делает крайне сложным разработку специфических антител для лечения.

Другая проблема лечения HVC — сильное подавление иммунитета при заболевании. Так, у пациентов, восстановившихся после заболевания, иммунный ответ через CD4 и CD8 клетки находится на нормальном уровне. В то время при хроническом гепатите иммунный ответ неотличим от здоровой популяции, что свидетельствует о подавлении активности лимфоцитов.

Еще одно исследование обнаружило две однонуклеотидные мутации в геноме вируса, при которых антитела, высокоэффективные против дикого типа вируса, не показывают никакой активности против мутантной формы.

С клинической точки зрения, исследования на пациентах, прошедших через операцию на сердце, показали, что существует три возможных типа протекания HCV инфекции. У 60-70% пациентов заболевание приобретает стабильный или медленно развивающийся характер без острых повреждений печени. У 20-30% заболевание прогрессирует с развитием цирроза в течение 15-40 лет после инфицирования. У малой (<5%) заболевание развивалось быстро, вызывая цирроз в течение 5-10 лет.

Исследование группы Патриции Фарси показало, что медленное протекание заболевания характеризуется почти полным исчезновением вируса из крови после первого пика, примерно к 20-й неделе после переливания. К 40-й неделе уровень вируса в крови восстанавливается и остается относительно стабильным на протяжении оставшегося времени. У пациентов с быстрым развитием заболевания уровень вируса не падает. У них также высок уровень белка MCP-1, привлекающего и продуцируемого звездчатыми клетками печени. В то же время у пациентов с медленным течением повышен уровень интерферона гамма.

В другом исследовании было установлено, что у пациентов с быстро прогрессирующим гепатитом исходно более низок уровень микро-РНК let-7, которая подавляет TGF-β — основной стимулятор синтеза коллагена. С развитием фиброза печени уровень let-7 понижается; вероятно, его можно использовать в качестве маркера развития заболевания.

Отслеживание конкретных генотипов вируса внутри популяции показало, что паттерн распространения HCV в США повторяет таковой в Японии со сдвигом на 30-40 лет. Эти данные вкупе с другими исследованиями позволяют предположить, что к 2029 году количество пациентов с тяжелыми заболеваниями печени вырастет более чем в 4 раза.

К счастью, развитие антивирусных препаратов прямого действия позволяет излечить 95-98% пациентов с HCV. «Как вы сейчас видите ситуацию с HCV, зависит от того, видите ли вы стакан наполовину полным или наполовину пустым. Если вы видите его как наполовину полный, вы можете сказать, что с уровнями успешного лечения, приближающимися к 100%, после идентификации инфекции, ни у кого не должен развиваться цирроз и никто не должен умереть от гепатита С. Но у этого стакана есть и пустая часть — предполагается, что только 50% инфекций удается обнаружить. Столько же остается незамеченными. Еще больше в развивающихся странах».

Таким образом, основные препятствия на пути к уничтожению HCV — идентификация инфекций и обеспечение доступа к лечению. Даже сейчас только малая часть пациентов получает лечение противовирусными препаратами прямого действия. На доступность лечения также влияет высокая стоимость лекарств: вопрос больше не в науке, а в деньгах.

Несмотря на нерешенные проблемы с разработкой вакцины против HCV, уничтожение гепатита возможно: «Для HBV у нас есть вакцина. Для HCV у нас есть препараты прямого действия. Таким образом, конечная цель — глобальное уничтожение гепатита — зависит от некоторого промежуточного звена, которое я обозначил здесь “И потом случилось чудо”».

«Чудо» включает в себя массовую вакцинацию против HBV, всеобщее тестирование на HCV, направленное на обнаружение почти всех случаев инфекции и глобальное обеспечение противовирусными препаратами прямого действия. Все три пункта должны охватить 90-95% популяции. «Таким образом, излечение [гепатита] теперь зависит от политического, корпоративного, филантропического и нравственного желания это осуществить. Это займет десятилетия, но я верю, что это может случиться даже без вакцины. Но это не случится с моей помощью — я уже в конце своего пути. Для этого потребуются более юные исследователи и, мне кажется, это правильно».

Харви Альтер закончил лекцию цитатой из Ральфа Уолдо Эмерсона: «Успех — это смеяться часто и много. Заслужить уважение умных людей. Заслужить внимание честных критиков. Ценить прекрасное. Находить лучшее в других. Сделать мир немного лучше. Знать, что хоть одному человеку дышалось проще аз-за того, что ты жил. Вот что значит преуспеть». Таким образом, я хочу поблагодарить Фонд Нобеля и выбирающий комитет за подтверждение того, что я соответствую хотя бы некоторым из этих критериев».

Добавить в избранное

Вам будет интересно