Теоретическую медицину иногда считают вовсе не существующей, иногда — учебным предметом: показываем, как лечить,— клиническая медицина, рассказываем — теоретическая. И правда, путь медицины через тысячелетия был опытном. Пробовали то, пробовали это. «То» и «это» сперва не были обоснованы вовсе, потом обосновывались кое-как, и наконец, когда биология стала молекулярной, медицинское знание причинно-следственных цепей повернуло к теории — не только объяснять, но предсказывать. Предсказывать способ лечения.
История, о которой пойдет речь, пока редкость в медицине. Частично расшифрован механизм болезни, выделено слабое молекулярное звено, спланирован и изготовлен способ лечения. Притом — верный признак правильного подхода — за основу взят универсальный метод и приложен к частному случаю. Частный случай здесь — тоже термин теоретический. Речь идет об очень распространенной болезни.
Стоит, пожалуй, добавить, что медики, которые обосновывают, проектируют и конструируют лечение, по инерции называют свою работу экспериментальной. Или по традиции? Ведь институт, в котором работал Иван Петрович Павлов, назывался «Институт экспериментальной медицины».
Итак, Институт экспериментальной кардиологии Всесоюзного кардиологического научного центра. В конференц-зале начинается симпозиум «Молекулярные механизмы атерогенеза». Непонятное слово «атерогенез» означает происхождение атеросклероза, болезни, при которой стенки артерий накапливают жир, кристаллы холестерина, становятся жесткими, неуправляемыми, сужают просвет, еле цедят кровь для мышцы сердца. В развитых странах сорок смертей из ста — от болезней сердца. А изуродованные склерозом артерии — первопричина сердечно-сосудистых заболеваний. Академик АМН СССР Анатолий Николаевич Климов во вступительном докладе звено за звеном показывает грозную цепь: атеросклероз — стенокардия — инфаркт. Надо обрывать цепь, и хотелось бы — в первом звене. Значит — борьба с причиной атеросклероза. Но с какой именно? Их обнаружено ни много ни мало двести сорок шесть. И нет уверенности, что через пять лет их ие будет шестьсот сорок две. Молекулярная биология учит: ищешь главную причину — ищи молекулу.
Науки о жизни — от микробиологии до экологии — все увереннее нащупывают молекулярную основу. Медицина не исключение. Болезни происходят на молекулярном уровне. В обоих смыслах слова: происходят-протекают — молекулы «болеют>, а происходят-проистекают — болезни начинаются с неисправности молекул.
Кардиология, одна из самых разработанных областей медицины, уже полстолетия уточняет свою молекулярную основу. С каких молекул начинается атеросклероз? Николай Николаевич Аничков, закармливая кроликов рублеными яйцами, еще в конце тридцатых годов сформулировал правило: «Избыток холестерина уменьшает эластичность и сужает просвет артерий». Лишний холестерин в крови неуклонно вел ушастых подопытных к печальному концу — экспериментальному артериосклерозу (так его тогда называли). Опыт академика Аничкова и сейчас вспоминают, чтобы пропагандировать профилактическую истину: бесхолестериновая диета куда полезнее чрезмерного употребления в пищу мяса и животных жиров. Но сегодня, через полвека, теоретики выражаются на сегодняшнем уровне непонятности: «Избыток модифицированных липопротеидов низкой плотности, который не могут поглотить рецепторы ге- патоцитов, поглощают клетки артериального эндотелия». Объясним.
Липопротеид низкой плотности — это рыхлый узел, в котором завязаны-запутаны молекулы жира-липида (не обязательно холестерина) и белка-протеида. На поверхности узла могут находиться необычные группы атомов, специалисты называют их «модификации». К примеру, перекисные группы. Чтобы сэкономить место, будем дальше называть эти жиро-белковые «неправильные» узлы сокращенно: м-ЛПНП. Итак, когда избыток обычных, простых ЛПНП плавает в крови, то может сработать патологический, творящий болезнь механизм защиты. Клетки, которыми выстланы артерии, зацепляют жиро-белковые узлы, поглощают их, модифицируют, превращая в м-ЛПНП, и втягивают внутрь стенки артерии. Втянуть-то втянули, а переработать не могут. Жировые капли сливаются, холестерин оседает кристаллами. Все это в стенке кровеносного сосуда. Дальнейшее известно.
Чтобы не допустить ЛПНП до артерии, в русле крови поставлен главный биологический фильтр организма — печень. Поверхность ее клеток, гепатоцитов. покрыта специальными рецепторами, ловушками для ЛПНП. Гепатоциты без остатка перерабатывают липопротеиды. За открытие рецепторов ЛПНП и гена человеческой хромосомы, который «печатает» эти рецепторы, биологам Дж. Голдстейну и М. Брауну в 1985 году присудили Нобелевскую премию.
Количество таких ловушек, кажется, уменьшается с возрастом -- возможная причина развития атеросклероза. Кроме того, существует врожденное генетическое поражение, когда в клетках печени недостает ловушек для ЛПНП.
Девочка по имени Сторми унаследовала это незаметное глазу уродство и от папы, и от мамы. Рецепторов-ловушек в ее печени не было совсем. К одиннадцати годам артерии, снабжавшие сердце Сторми кровью, стали безнадежно жесткими и узкими. Сердце не получало нужного питания и кислорода. Начались омертвления сердечной мышцы — инфаркты. Жизнь Сторми спасла двойная трансплантация. В госпитале американского города Питтсбурга ей заменили и пробитое шестью инфарктами сердце, и печень, которая не могла уберечь сосуды от атеросклероза. Девочка выжила, живет после операции уже семь лет, учится, занимается спортом.
Но это — чудо сверхмедицины. А атеросклерозом больны десятки миллионов людей. Нужен способ зацеплять и вытаскивать из тока крови связанные узлом липиды и белки. И не все подряд. Без «тугих» узлов, липопротеидов высокой плотности и даже низкой плотности, но не избыточных, человеку тоже будет плохо. Не хватит сырья для строительства клеток. В мишень нужно попасть точно, притом в одну мишень.
Наверное, вспомнив легенду семнадцатого века о пуле, которая сама находит цель, предложил в 1908 году так называть идеальное лекарство бактериолог и биохимик Пауль Эрлих. «Устранить все неисправные живые молекулы, не затрагивая ни одной исправной»,— говорят теоретики медицины сегодня.
И не только говорят. Они знают имя магической пули — моноклональиое антитело. Снова нужен перевод с языка сегодняшней науки. Первая школьная истина: антитела суть средства борьбы организма с чужим белком. Уточним: данный тип антител прочно блокирует, приклеивает к себе один-единственный тип враждебного белка. Ключ запирает только один замок. Вторая школьная истина: антитела суть продукция лимфоцитов. Второе уточнение: данный тип лимфоцитов производит один и только одни тип антител. Завод, выпускающий только один вид ключей. Я прошу читателя перечитать абзац.
Вывод. Если размножить один и только один лимфоцит, то его потомство — копии (а по-научному говоря, его клон) будет изготовлять много одинаковых антител, моноклональных антител. Они и есть средство захвата данных молекул белка: при склерозе нас интересуют ЛПНП. Остальные живые молекулы благополучно проскочат фильтр, заполненный моноклональными антителами.
Следует честно сказать: решение задачи «размножить один и только один лимфоцит» далось не вдруг и не легко. Дело в том, что обычный лимфоцит вообще не размножается. Пришлось конструировать химеру из обычного и перерожденного в раковую клетку лимфоцита. Эта химера, эта гибридома, как называют ее специалисты, может размножаться в пробирке, но в процессе гибридизации смеси лимфоцитов с раковыми клетками все перепутывается, и этот невообразимый коктейль гибридом, лимфоцитов всех типов и раковых клеток надо еще разделить так, чтобы отыскать ту самую, одну и только одну гибридому. Стальную иглу в стоге сена можно искать магнитом, а вы отыщите в стоге сена одну наперед заданную травнику! Все же задача была решена, и решение ее по праву отмечено Нобелевской премией (1984 год, Г. Келлер и Ц. Мильштейн).
Группа кандидата биологических наук Ильи Натановича Трахта из Института экспериментальной кардиологии наладила серийный выпуск гибридом в 1982 году. Коллекцию магических пуль, нацеленных на неисправные живые молекулы, которые портят сердце и сосуды, экспериментаторы — ими руководил директор института член-корреспондент АН СССР Владимир Николаевич Смирнов — передали в распоряжение врачей-клиницистов.
Мы уже знаем, что «молекулы атеросклероза» — липопротенды низкой плотности. В 1984 году производство магических пуль против ЛПНП было поставлено на поток. Изготовленные моноклональные антитела надежно закрепили на шариках целлюлозы. Получился поглотитель ЛПНП. Им заполнили стеклянные колонки, и часть крови больного пропустили через них, как через фильтры. Магические пули сами находят цель: «молекулы атеросклероза» оседают на шариках. Очищенная кровь возвращается в организм. Во всем мире способом сорбции — поглощения на моноклональных антителах — лечат четверых больных. Всех — в Москве, в клинике Кардиоцентра. Лечением руководит доктор медицинских наук Валерий Владимирович Кухарчук. Результаты обсуждаются.
Атеросклероз — лишь одна из мишеней для магических пуль. Исследования идут во всех направлениях и на всех этажах.
«...Моноклональные антитела в силу своей высокой специфичности...» — привычно пишет кандидат биологических наук Сергей Михайлович Данилов. Для него магические пули — знакомый инструмент. С их помощью он ищет повреждения легочной ткани, хочет использовать метод по-другому, для точной диагностики. Его этаж предварительных исследований — первый.
А с вершины обобщения член-корреспондент АН СССР и академик АМН В. Н. Смирнов называет только четыре главных направления, где будут применять моноклональные антитела: общая диагностика, локализация поражения, транспорт лекарств, удаление вредных веществ. Каждое направление ветвится на конкретные приложения.
Все просто. Только вот генеральный директор Всесоюзного кардиологического научного центра академик Евгений Иванович Чазов в докладе съезду кардиологов обмолвился, что рабочий день у научных сотрудников Кардиоцентра десять — четырнадцать часов. На решение задачи о моноклональных антителах ушло, мы помним, четыре года. Простая задачка — на умножение научных усилий.