Валерий Чолаков
Нобеловите награди (60) (Учени и открития (1901–1982))

Методи за лечение

Един голям проблем за хирургията в началото на века бе намирането на метод за затваряне на рани по кръвоносните съдове, както и за тяхното съединяване. Използваха се различни способи като скрепяване с тръби от кост, абсорбиращ се метал, сребро или злато. Тези сложни и неефикасни методи бяха изоставени, след като Алексис Карел намери начин за зашиване на артерии и вени, просто измисляйки малко по-особени бодове за иглата. След опъването на нишките краищата на кръвоносните съдове се огъват така, че се докосват само с вътрешните си стени. Това е необходимо, за да се избегне опасността от тромбоза.

Откритието на Карел развърза ръцете на хирурзите за сложни операции. Самият той се посвети на идеята за трансплантацията. Да се присаждат органи и крайници е стара мечта на човечеството. Карел извърши голям брой операции по присаждане върху животни, показвайки, че хирургията е готова за такива вмешателства. Медицинската наука обаче като цяло не беше готова. Присадените органи неизбежно се отхвърляха от организма. Учените още нищо не знаеха за тъканната съвместимост. Виждаше се, че успешно могат да се извършват присаждания само между еднояйчни близнаци. Карел със своята интуиция на голям учен предлагаше специално да се търсят подходящи донори, предугаждайки днешната тъканно-групова съвместимост между организмите.

Този проблем и до днес не е решен. Трансплантацията си остава една крайна мярка за случаи, когато няма друг избор. Може би медицинската наука ще потърси решение на въпроса за подмяната на органи по друг път — чрез използване на механизмите на регенерация и „отглеждането“ в епруветка на резервни части за организма. Това обаче вече отива малко настрани от работата на Карел, който остава в историята като велик хирург благодарение на сръчността на ръцете си и острия си ум. В началото на века той даде голям тласък на хирургията и това му донесе през 1912 г. Нобеловата награда по медицина за създадените от него методи за зашиване на кръвоносни съдове и трансплантация на органи.

Роден в мъгливия Торсхаун на Ферьойските острови, Нилс Рюберг Финсен още като студент по медицина в Копенхаген се посвети на фототерапията — лечението със светлина. Изучавайки постигнатото преди него, в 1893 г. той организира лечение на болни от едра шарка в стаи с червена светлина. По такъв начин се предотвратяваше образуването на белези по кожата. След това Финсен се насочи към едно тежко заболяване, което причиняваше страдание на много хора. Става дума за т.нар. лупус вулгарис — разновидност на туберкулозата, при която се образуват язви по кожата. Когато язвите са по лицето, те могат да обезобразят човека и да го изхвърлят от обществото.

Лекарите вече бяха правили опити за лечение на кожната туберкулоза с концентрирана слънчева светлина. Това изгаряше болната тъкан, но водеше до образуване на белези. Вместо това Финсен реши да приложи ултравиолетови лъчи, за които се знаеше, че имат бактерицидно действие. Като източник на светлина той използваше Слънцето или електрическа дъга. Тъй като нямаше загряване, тъканите не изгаряха и единственият ефект беше гибелта на туберкулозните бацили под ултравиолетовия поток светлина.

Резултатите бяха забележителни. Хора в много тежък стадий на болестта се възстановяваха напълно, включвайки се отново в социалния живот. Новината за успеха на д-р Финсен накара хиляди отчаяни болни да излязат от скривалищата си, за да се покажат пред света и да отидат да се излекуват. Тези впечатляващи резултати напълно съответствуваха на духа на новосъздадената Нобелова фондация и затова още в 1903 г. Нилс Финсен получи Нобеловата награда за медицина.

От стари времена е останала мъдрата приказка, че клин клин избива. Още Хипократ е знаел, че душевно болни могат да се излекуват след треска или поне да се подобри състоянието им. Общо взето, клиницистите винаги са имали такива наблюдения, но едва в края на миналия век се появи един лекар, който реши да направи от това терапевтичен метод. През 1887 г. Юлиус Вагнер-Яурег от психиатричната клиника в Лайдесдорф, Австрия, публикува своите резултати за лечението на психично болни с помощта на заразяване с инфекциозни заболявания. По-специално той имаше предвид маларията, която сравнително лесно можеше да се прекъсне с хинин. Но, общо взето, решението да се зарази душевно болен човек с опасна инфекциозна болест поставя сериозни проблеми из областта на медицинската етика и австрийският лекар накрая изостави експериментите си. В своята клинична практика обаче, из различни психиатрични лечебници на страната, той продължаваше да среща случаи на спонтанна ремисия сред душевно болни, прекарали пневмония, абсцес или друго остро инфекциозно заболяване. Особено показателни бяха случаите с деменция паралитика — обща парализа, настъпваща като следствие в тежки случаи на сифилис. Медицината нямаше никаква възможност за повлияване върху нея и болните стояха в психиатричните клиники в очакване на фаталния край. Но в 1917 г. един от пациентите на Вагнер-Яурег се разболя от малария и трескавото състояние промени хода на болестта. Лекарят трябва да е възприел това като знак на съдбата, защото скоро след това започна експерименти по целенасоченото заразяване на болните от деменция паралитика с малария. Получиха се забележителни резултати. Докато преди оцеляваха около един процент от болните, след прилагането на необичайната терапия 30–40 на сто оздравяваха или подобряваха значително състоянието си. Хора, обречени на смърт, се връщаха към нормален живот.

Сега деменция паралитика, както и самият сифилис, се лекуват с мощни антибиотици, но преди шест десетилетия такива лекарства нямаше и методът на Вагнер-Яурег беше единствено спасително средство. Той самият за 10 години излекува хиляда души. През кабинетите на колегите му по света минаха още много хиляди. Тези заслуги към човечеството донесоха на австрийския лекар през 1927 г. Нобеловата награда по медицина за откриването на терапевтичното значение на маларичното заразяване при лекуването на деменция паралитика.

В 1920 г. Джордж Хойт Уипъл от Калифорнийския университет се зае да изучава влиянието на храната върху образуването на кръвта. Логиката на неговите експерименти беше проста и ясна. Той правеше солидно кръвопускане на лабораторните кучета, след което им определяше съответна диета и проследяваше как се възстановява количеството на кръвта. Кръвната течност се попълва много бързо за сметка на притока от тъканите. Това води до разреждане на кръвта, тъй като в определен обем броят на кръвните клетки е намален, и на практика до получаването в лабораторни условия на изкуствена анемия. На лекарите беше добре известно, че в случай на загуба на кръв или анемия е необходима силна храна. Не беше ясно обаче коя съставка от храната е най-действена. Простите експерименти на Уипъл дадоха възможност да се отговори на този въпрос.

Едни от анемичните обезкръвени кучета се хранеха с месо, други с вътрешности, трети със смесена храна с растителни съставки. Така се установи, че кръвта най-бързо се възстановява от суровия черен дроб. След това идват бъбреците, после месото и някои растителни продукти като кайсиите. Опитите на Уипъл, започнати в Калифорнийския университет и продължени в Рочестърския университет в Ню Йорк, бяха добре планирани и акуратно проведени и предизвикаха интереса на медицинските среди. Двама лекари от Харвардския университет решиха да поставят подобни експерименти върху хора, и то не върху лабораторни доброволци, а при пернициозна анемия в най-остра форма. Това е заболяване, при което се наблюдава отслабване на организма и промени в кръвната картина. Броят на червените кръвни телца намалява от пет милиона в куб. мм до един милион или дори 600–700 хиляди. В разстояние на няколко години, а в отделни случаи за няколко месеца болестта завършва фатално с незначителни изключения.

Джордж Ричардс Майнът и Уилиам Пари Мърфи решиха да използват откритията на Уипъл, за да помогнат на своите пациенти. Тяхната първа работа се появи в 1926 г. под заглавието „Лечение на пернициозната анемия със специална диета“. На пациентите се даваше черен дроб, бъбреци, месо и зеленчуци, т.е. съставките, които бяха показали най-голям ефект в експериментите с лабораторни животни. Впоследствие Майнът и Мърфи се спряха на суровия черен дроб, като даваха на пациентите по няколкостотин грама на ден. Необходимо беше обаче да се приложат доста усилия, за да се съгласят болните на такава непривлекателна диета. Също така необходими бяха и усилия, за да се преодолее скептицизмът на колегите, които, търсейки причинителя на болестта, не си даваха сметка, че понякога е достатъчно тя да бъде стабилизирана, без да е окончателно излекувана. Точно по това време, през 20-те години, в екстракт от панкреас бе намерено вещество, наречена инсулин. То се оказа нужното средство за поддържане на диабетиците в добро здраве, макар и с непрекъснати инжекции. В резултат на работите на Майнът и Мърфи постепенно се наложи мнението, че и в черния дроб има някакъв активен фактор, който предотвратява пернициозната анемия.

Изследванията, започнали от простите експерименти на Уипъл и продължили с опитите на Майнът и Мърфи, доведоха до пълна победа над пернициозната анемия. Чернодробната терапия и другите методи на лечение, развили се на нейна основа, дадоха възможност да се спасят десетки хиляди хора и да се зачертае една болест от списъка на потенциалните опасности за човека. Това беше аргументът на Каролинския институт, за да даде наградата по медицина за 1934 г. на Уипъл, Майнът и Мърфи за техните открития във връзка с чернодробната терапия в случай на анемия.

Изследвания на биохимиците показаха, че активното вещество в черния дроб има комплексен характер. То се състои от т.нар. вътрешен фактор — мукопротеин, отделян от стомашната стена, и външен фактор, който се оказа витамин B₁₂. Сега пернициозната анемия и други заболявания, свързани с липсата на този витамин, се лекуват само с една инжекция. В редица случаи, при анемии е уместно използването и на витамин B₉ — фолиева киселина. И тя като витамин B₁₂ е кофактор на ензимите, вземащи участие в хемопоезата — образуването на кръвта.

19 век видя появата и шеметното развитие на органичната химия, към края на века вече съществуваха многобройни методи за синтез. Немският учен Паул Ерлих реши да ги използва, за да получи нови лекарства. Това бе началото на съвременния етап в химиотерапията, когато целенасочено започнаха да се търсят и синтезират лекарствени препарати.

Ерлих мечтаеше за „магически куршум“, който да поразява причинителя на болестта, без да вреди на организма. Талантлив и обаятелен ръководител, той обедини около себе си група химици и със завидна упоритост проведе обширни изследвания на различни химични вещества, докато накрая 606-ото изпробвано съединение показа лечебен ефект срещу бледата спирохета — причинителя на сифилиса. Препаратът салварсан — „спасителен арсен“, имаше лечебно действие и при някои други протозойни заболявания. Успехът на Ерлих дойде в 1909 г. и вдъхнови голям брой учени да търсят и синтезират и други лекарствени вещества.

Ерлих, един от пионерите на имунологията, стана за тези открития Нобелов лауреат по медицина и физиология през 1908 г. Той бе отново предлаган за Нобелова награда през 1912 и 1913 г. Докато Нобеловият комитет се колебаеше и изчакваше, създателят на салварсана почина през 1915 г. и с това въпросът приключи.

След арсеновите препарати на Ерлих учените се насочиха към други подобни съединения. Фирмата „Байер“ предложи лекарствата атебрин и плазмохин, съдържащи антимон. Те имаха лечебно действие срещу малария и някои тропически болести. Успешно бяха използвани и съединения на бисмута като лекарства против сифилиса. Докато срещу протозоите вече бяха открити средства за лечение, бактериалните инфекции идваха да покажат на лекарите колко са безсилни. Това положение продължи до 1933 г., когато групата на Герхард Домак докладва за успешните изпитания на пронтозила, първото антибактериално средство.

В лабораторията на този изследовател се провеждаха систематични експерименти по заразяването на лабораторни животни с патогенни бактерии. След това се инжектираше някакво вещество и се наблюдаваше какво ще стане по-нататък. На 20 декември 1932 г. проф. Домак въведе в мишки хемолитични стрептококи в доза десет пъти по-голяма от леталната. Час и половина по-късно половината мишки получиха и доза пронтозил — едно съединение от групата на сулфаниламидите. След четири дни инфекцията вече бе унищожила контролната група, а мишките, имали щастието да поемат пронтозил, се радваха на добро здраве. Още в началото на 1933 г. новото лекарство бе раздадено на клиницистите за изпробване в практиката. През май същата година бе направен първият доклад на научен конгрес. Постепенно в научните среди стана известно за наличието на ново силно оръжие срещу бактериите. Официалното съобщение на Герхард Домак и неговите сътрудници обаче бе направено едва през февруари 1935 г., когато вече се знаеха всички подробности около пронтозила и неговия ефект. Тогава започна производството на лекарството и неговото широко приложение.

Откритието на Герхард Домак и сега, десетилетия по-късно, се сравнява с революция в медицината. То значително насърчи по-късните изследвания върху антибиотиците. Големият принос на немския учен бе безспорен и още в 1939 г. професорите от Каролинския институт решиха да му дадат Нобеловата награда по медицина за откриването на антибактериалния ефект на пронтозила. Нацистите заставиха проф. Домак да се „откаже“ от наградата, но след войната той успя да получи медала и грамотата, както и други свои колеги-германци.

Големият успех на сулфаниламидите решително затвърди позициите на химиотерапията. Редица учени се насочиха към изследване на тайнствените вещества, които отделяха микроорганизмите, за да потискат взаимно развитието си. Всъщност този антагонизъм бе известен на науката още от миналия век. Никой обаче не можеше да го използва на практика и интересът към него бавно угасваше. Както каза много години по-късно Александър Флеминг, добре известният факт за бактериалния антагонизъм по-скоро е задържал, отколкото е стимулирал изследването на антимикробните субстанции.

Александър Флеминг от Лондонския университет стана известен в 1922 г. с открития от него фермент лизозим. Този ензим, който се намира в слъзната течност, слюнката и редица тъкани на организма, предизвиква лизис — разпадане на бактериите. За съжаление неговото унищожително действие се проявява само срещу безобидните микроби, населяващи човека. В 1928 г., провеждайки други изследвания от теоретичен характер върху стафилококи, Флеминг случайно забеляза, че културите са заразени с плесен. Там, където плесента бе проникнала, бактериалните култури бяха загинали. Той имаше вече опит в изолирането на биологично активни вещества. Имаше и съответната нагласа на ума. Както самият той каза по-късно, главната му заслуга в този случай е, че не е пренебрегнал факта, който, общо взето, е бил тривиален, защото антагонизмът между микроорганизмите бе нещо добре известно.

Флеминг се зае да култивира тази плесен от рода Пеницилиум и скоро откри, че в течната хранителна среда прониква изключително мощно бактерицидно вещество, което унищожава микробите дори при силно разреждане. В съответствие с приетата традиция той го нарече пеницилин, по името на организма-продуцент. В 1929 г. Флеминг описа неговото силно антимикробно действие, а след това проведе експерименти за практическото му приложение, които се ограничиха с използването на активния разтвор за почистване на рани. Пеницилинът бе замърсен с твърде много други вещества, за да покаже напълно силата си. Все пак Флеминг успя да установи върху кои групи бактерии действува той, а също така и важния факт, че белите кръвни телца — твърде нежни клетки, не се засягат от него.

Три години след откритието на Флеминг група английски биохимици се опитаха да получат лекарството в чиста форма. Опитът не успя, тъй като пеницилинът се оказа чувствително вещество, което лесно губи антибактериалния си ефект по време на пречистването. Той продължи още известно време да бъде биохимична екзотика, докато с него не се заеха Ернст Борис Чейн и Хауърд Флори от Оксфорд.

В 1938 г. двамата учени решиха да изследват антибактериалните вещества, образувани от микроорганизми. Те вече бяха работили над лизозима и това ги беше насочило към сътрудничество с Флеминг. Те получиха от него щамовете пеницилиум и се заеха с трудната задача да изолират пеницилина. Около Чейн и Флори се събра група от талантливи сътрудници, работещи с увлечение в своята област, и скоро започнаха да се получават добри резултати.

Към 1940 г. вече имаше реална възможност за използване на пеницилина като лекарство. Създадена бе добра технология за пречистването му от веществата, които даваха вреден страничен ефект. Това бе времето, когато Втората световна война все повече се разгаряше. Официалното съобщение за откритието бе направено през август 1941 г. и скоро след това в Съединените щати в извънредно кратки срокове бяха построени огромни заводи за производството на пеницилин за нуждите на армията. Немското и японското разузнаване положиха немалко усилия, за да разкрият тайната на това лекарство, за което се носеха легенди, но до края на войната то си остана достояние на съюзниците.

Тримата изследователи, открили и изолирали пеницилина, бързо станаха световноизвестни личности. Флеминг и Флори бяха посветени в рицарско звание. Голям брой научни дружества и академии ги избраха за свои членове. Александър Флеминг бе избран за почетен вожд на племето кайова в Северна Америка. Но най-голямото научно признание дойде в 1945 г. Каролинският институт присъди Нобеловата награда по медицина на Флеминг, Чейн и Флори за откриването на пеницилина и неговия лечебен ефект при различни инфекциозни заболявания.

В един грам почва има милиони бактерии, плесени и други микроорганизми. Всички те си взаимодействуват, като отделят различни вещества, които стимулират или потискат съседите им. Очевидна бе възможността сред тях да се намерят съединения с бактерицидно действие. Известно беше например, че туберкулозните бацили бързо загиват, попадайки в почвата. През 1932 г. Американската асоциация за борба срещу туберкулозата възложи на проф. Селман Абрахам Уаксман, известен специалист-микробиолог от колежа Ратгърс, да проучи как стои тази работа.

Уаксман потвърди по-ранните наблюдения и направи извода, че изчезването на туберкулозните бацили се дължи на микробен антагонизъм. За повече практичност той въведе в употреба краткия термин антибиотик. Според неговата дефиниция това е вещество, произвеждано от микроб за борба срещу друг микроб.

Голямото увлечение на Уаксман бяха микроорганизмите от групата Актиномицес, които стоят на границата между микробите и плесените. Още в 1915 г. той изолира от почвата вида Актиномицес гризеус. В 1943 г. това родово име бе променено в Стрептомицес. В същата година бе получен антибиотикът стрептомицин. Малката плесен се оказа източник на забележителен антибиотик, който великолепно допълваше пеницилина, унищожавайки тези микроби, които оставаха все още неуязвими.

През януари 1944 г. Селман Уаксман и неговите сътрудници излязоха със съвместна публикация, в която се описваше новото лекарство. Скоро след това лекарите Фелдман и Хиншоу от клиниката Майо в Рочестър, Ню Йорк, проведоха клиничното изпробване на стрептомицина. Болни от туберкулоза в безнадеждно състояние можаха да бъдат спасени. За първи път лекарите получиха средство за борба с „бялата чума“. Това бе голям успех и в 1952 г. Уаксман стана Нобеловият лауреат по медицина за откриването на стрептомицина — първия антибиотик, ефективен срещу туберкулозата.

В методите на лечение има една друга насока, която се основава на използването на естествените механизми за регулация и защита в организма. Вече стана дума за Вагнер-Яурег, който успешно лекуваше една болест, събуждайки защитните сили на организма с друга. Чарлз Брентън Хъгинс от университета в Чикаго стана известен с това, че успя да използва механизма на хормоналната регулация за лекуване на някои ракови заболявания. Негов обект на изследване бе простатната жлеза. Развитието и функцията на този орган се влияят пряко от половите хормони. Хъгинс си постави въпроса, дали неопластичните клетки продължават да са под действието на хормоните и не може ли това да се използва за регулация и спиране на растежа на тумори. Опитите с кучета показаха, че това е възможно. Женски полови хормони успешно потискаха клетките на простатата, включително и тези, претърпели злокачествено израждане. Същият ефект се получаваше и при отстраняване на половите жлези. Това водеше до намаляване на мъжките полови хормони, които стимулират клетките на простатата.

Обстоятелството, че злокачествените клетки в простатата са запазили способността си за хормонален отговор, веднага бе използвано и при хора. Хъгинс се зае с пациенти, от които дори хирурзите се бяха отказали, и постигна забележителни резултати. Със своята хормонална терапия той постигна редукция и изчезване на туморите и дори на техните метастази. Това бе напълно нов тип лечение на раковата болест. Клетките се атакуваха със специфични вещества, предназначени от самата природа за тях. Подобен метод бе използван и за лечение на тумори на млечната жлеза, макар и в по-ограничена степен. Освен че постигна сензационни резултати, Хъгинс направи ценен принос в терапевтичната теория, давайки идеята да се използват за лечение молекули, синтезирани от самия организъм. Впоследствие други учени създадоха хибридни методи за унищожаване на ракови клетки. Например хормон се свързва химически с молекула на отровно вещество. Така отровата, вместо да унищожава безразборно, попада единствено в клетката-мишена, която отговаря на този хормон. За своите открития във връзка с хормоналното лечение на рака на простатата през 1966 г. Хъгинс стана Нобелов лауреат наред с Пейтън Раус.