Современное стремление решить проблему полиомиелита, описанную Медином и Уикменом, берет начало в последней трети XIX века. Революционные концепции, сформулированные Луи Пастером и Робертом Кохом, их студентами и толпой полных энтузиазма последователей, заложили основы бактериологии, иммунологии и вирусологии. Эти ученые развеяли очень популярную тогда доктрину о самозарождении, утверждавшую, что многие низшие формы жизни возникали каким-то мистическим образом из вещества, в котором их чаще всего находили, как, например, личинки мух из гниющей плоти. Интеллектуальная революция того времени привела к открытию и изоляции возбудителей инфекционных заболеваний и их определению как источников определенных болезней. Эти первые бактериологи создавали питательную среду, в которой выращивали изолированные бактерии и использовали микроскопы для опознавания микробов, которые развивались в этой среде. Жидкости, полученные из таких культур или образцов, взятых у пациентов, животных или растений, пропускались через фарфоровые фильтры, подсоединенные к ручным насосам, чтобы собирать их содержимое. Эти первые фильтры, известные как фильтры разновидности Пастера – Шамберлана – Беркефельда, содержали несколько стандартных отверстий (пор) разного калибра, самые мелкие из которых задерживали бактерии. Бактерии, собранные таким образом, можно было выращивать в питательной среде, изучать и анализировать. Однако, в отличие от бактерий, определенные инфекционные вещества на самом деле фильтрами не задерживались. Хотя эти крохотные частицы были невидимы под микроскопами того времени и в питательной среде не развивались, они начинали размножаться, когда их вводили соответствующим лабораторным или домашним животным. Это был первый метод изоляции вирусов.
Болезнетворный микроорганизм, вызывающий у крупного рогатого скота такую болезнь, как ящур, был первым вирусом, изолированным у животного. Фридрих Лёффлер и Пауль Фрош пропускали жидкость, полученную из волдырей на коже коров, страдавших от неизвестной болезни, через фильтр Пастера – Шамберлана. В то время как бактерии задерживались фильтром, болезнетворный агент – возбудитель ящура проходил сквозь поры фильтра, не задерживаясь в них26. В питательной среде тканевых культур это вещество не развивалось. Однако после инъекции его здоровым коровам оно вызвало у них ту же болезнь. За четыре года до этого Дмитрий Ивановский проводил наблюдения над неким фильтрующимся микроорганизмом, полученным из побегов табака и сегодня известным как вирус табачной мозаики. С первых лет XX века до начала Первой мировой войны фильтрующие устройства активно использовались для изоляции вирусов.
По мере того, как эпидемии полиомиелита начала 1900-х годов продолжали распространяться, причина их, будь то инфекция или нечто иное, а если инфекция, то каким возбудителем вызванная – известна не была. Однако научная карьера Карла Ландштейнера, его лабораторные исследования продвинули изучение полиомиелита к успешному завершению. После окончания Медицинской школы Венского университета в 1891 году Ландштейнер провел пять лет, изучая химию в нескольких лабораториях за пределами Австрии, включая и ту где работал великий немецкий химик Эмиль Фишер. Ландштейнер вернулся в Вену и получил младшую должность на факультете в тот год, когда Фрош и Лёффлер обнаружили вирус ящура. В 1908 году, во время эпидемии полиомиелита в Вене, Ландштейнер вместе с Эдвином Поппером получили часть спинного мозга девятилетнего мальчика, умершего от этой болезни. Ландштейнер попытался инфицировать ряд животных этим веществом. Прививки кроликам, морским свинкам и мышам не повлекли за собой развития болезни. Однако удача все же улыбнулась этим двум исследователям-экспериментаторам. Они хотели провести свои испытания на обезьянах из-за наибольшего сходства физиологии этих животных с человеческой, однако тогда, как, впрочем, и теперь, обезьяны стоили дорого и их число было ограничено. Две обезьяны из Старого Света были предложены Ландштейнеру и Попперу для трансмиссионных исследований (исследований путей передачи вируса), потому что эти обезьяны были так называемым «бракованным товаром», так как до этого уже использовались для других экспериментов. Эти обезьяны считались расходным материалом. Не использованные ранее в экспериментах обезьяны из Нового Света имелись в наличии, но их оставляли для профессоров более высокого ранга и для более важных проектов. Ландштейнер и Поппер ввели двум обезьянам из Старого Света спинномозговое вещество, принадлежавшее умершему девятилетнему мальчику. У обеих обезьян началась болезнь, по всем клиническим и микроскопическим признакам сильно напоминавшая то заболевание, от которого этот мальчик скончался27,28. Весь комизм ситуации стал понятен позже. Обезьяны из Нового Света, как те, которых отказались давать для исследований Ландштейнеру и Попперу, не были подвержены полиомиелиту. А вот обезьяны Старого Света им болеют. Благодаря насмешке судьбы два младших исследователя стали первыми, кто изолировал вирус полиомиелита из тканей нервной системы, а затем ввел его подходящему подопытному животному. В заключение к своим наблюдениям Ландштейнер затем продемонстрировал, что полиомиелит вызывается вирусом и что этот вирус поражает нервную систему. Таким образом была создана экспериментальная модель для изучения полиомиелита.
На следующий год Ландштейнер, объединившись с Константином Левадити из Института Пастера, сообщил об успешной фильтрации материала через фильтр нового образца – Беркефельда V типа29,30. Этот результат окончательно доказал вирусное происхождение полиомиелита. (Рисунок 7.2.) В течение нескольких месяцев команда Ландштейнера, Левадити и Михаила Пастиа смогла обнаружить полиовирус в других тканях, кроме тканей нервной системы. Они выделили вирусы из миндалевидных желез (гланд), слизистой оболочки глотки, носовых выделений и лимфоузлов кишечника пациентов, умерших от полиомиелита. Результаты, демонстрировавшие вирусное происхождение полиомиелита, были вскоре подтверждены Саймоном Флекснером и Полом Льюисом из Научно-исследовательского медицинского института Рокфеллера31. Таким образом, к 1909 году было заложено основание для разработки вакцины против полиомиелита. Возбудитель был известен, были перечислены ткани нервной системы и другие области организма, в которых вирус размножался, и имелась животная модель для исследований. И тем не менее несмотря на прогнозы очень скорого появления вакцины, которые делались в начале 1900-х годов, эффективная вакцина против полиомиелита была полностью завершена только через 45 лет. Причины были частично в научных затруднениях, которые было необходимо разрешить, однако большей частью носили политический характер, а также происходили из-за научных позиций тех, кто работал над созданием вакцины.
Открытия Ландштайнером того, что возбудителем полиомиелита является вирус и что для необходимых исследований можно использовать обезьян, вызвали понятное возбуждение и ожидание того, что полиомиелит можно будет контролировать при помощи вакцины. В то время, в 1909 году, был хорошо известен поразительный успех Пастера, еще раньше разработавшего вакцины от целого ряда инфекционных заболеваний животных и людей. Пастер сформулировал принцип аттенуации вирусов – возбудителей птичьей холеры (пастереллеза птиц) и бешенства. Более того, вакцина против оспы оказалась действенной и широко использовалась (см. главу 4). Все эти события были свежи в памяти многих людей, и надежды на скорое появление такой же успешной вакцины от полиомиелита были высоки. Предполагали, что успех будет достигнут в короткий срок. Ученые были настроены оптимистично. Весной 1911 года Саймон Флекснер из Рокфеллеровского института сообщал в The New York Times: «Мы уже обнаружили, как предотвратить болезнь, и могу с уверенностью сказать, что создание методов ее излечения уже достаточно близко»32.
