Чтение онлайн

Американский исследователь почвенных бактерий Филипп Хэдли так же, как и Гриффит, считал, что гладкие и шероховатые стадии развития бактерий чередуются в «естественном цикле». В 1927 году он опубликовал результаты исследования, в котором описывал бактериофаг как способ перехода протоплазмы бактерий из одной фазы в другую [16] . Вступая в дискуссию с Д’Эррелем, он отмечал, что бактериальные культуры могут произвольно приобретать вирусоподобные формы, проходящие через все возможные фильтры (как и обычные вирусы). Однако затем из этого фильтрата может развиться полноценная колония патогенных бактерий [17] . На взгляд сегодняшних микробиологов, эти воззрения скорее всего показались бы странными и анахроничными – относящимися скорее к раннему Новому времени с характерными гипотезами о самозарождении жизни. Взгляды Д’Эрреля сегодня бы в целом признали адекватными: бактериофаг запускает цикл бесконечного самокопирования в бактериальной клетке, накопившаяся масса вирусных частиц разрывает оболочку клетки, выходя во внешнюю среду – происходит «лизис» бактерии, ее полное уничтожение. «Осколки» бактерии, так же как и сами вирусные частицы, могут быть значимы для иммунных клеток организма (если лизис протекает внутри него), но самовосстановиться бактерии уже не могут. Впрочем, для рассмотрения самой ситуации научного спора, диссенсуса, абсолютно не важно, кто в конце концов оказался прав.

В уже упомянутом «Курсе частной эпидемиологии» авторы пишут о бактериофаге совсем в другом – экологическом – ключе. В подразделе «Местности, невосприимчивые к холере» предлагаются два объяснения эпидемиологической аномалии – существование более или менее обширных территорий, которые совсем не затрагиваются вспышками болезни. Первое предполагало, что свойства почвы оказывают решающее влияние на заболеваемость бактериальными патологиями. Хотя бы в том смысле, что болезнетворные микробы хуже выживают в определенном типе почв. Второе объяснение, содержащее ссылки на работы Д’Эрреля, связывает «иммунность сел» в Индии во время «холерного пожара» с высоким содержанием действующего на вибрионы бактериофага. Следовательно, чтобы повысить качество воды во время эпидемий, нужно искусственно повышать в ней содержание соответствующих вирусных частиц [18] . Интересно, что в этом небольшом разделе приведены только две экологические гипотезы, указывающие на причины эпидемиологической аномалии. Более очевидные и, вероятно, известные случаи невосприимчивости отдельных групп к холере не упомянуты – имеются в виду примеры из классического исследования вспышки холеры в Лондоне 1854 года, во время которой не пострадали несколько сотен сотрудниц мастерской и десятки работников пивоваренного завода, хотя оба предприятия находились посреди «холерного пожара» [19] . Мастерская имела собственное водоснабжение, а пивовары утоляли жажду в основном собственной продукцией, что предотвратило контакт с опасной водой.

Видимо, Берман и соавторы не считали нужным возвращаться к дискуссиям 80-летней давности, подробно останавливаясь на микробиологии холерного вибриона. Причинная связь между ним и вспышкой холеры уже была очевидной – важнее казалось то, что мешает этой причинности проявиться. Эти помехи, скорее всего, должны были носить экологический характер – среда обитания вибрионов могла способствовать их уничтожению, снижению их заразности (контагиозности) или патогенности.

Дело в том, что простая объяснительная схема вспышки холеры, заключающаяся в построении сети заражений от «первого пациента», как правило, не срабатывала. В конце XIX – начале XX века холерные эпидемии того или иного масштаба случались в России почти ежегодно. Но с одной стороны, общего популяционного иммунитета не было приобретено, с другой – носители и больные присутствовали почти в каждой местности. Однако вспышки происходили лишь в некоторых регионах. Эпидемиологи нередко пытались объяснить их воздействием погодных условий на заразность вибриона. Если это не удавалось, можно было предположить, что высокая температура не действует на сам микроорганизм, но ослабляет «иммунные силы» людей [20] .

Однако фаговая гипотеза «иммуннности» отдельных населенных пунктов к холере серьезно отличается от прежних экологических объяснений вспышек инфекции. Климатические условия независимы от свойств и количества инфекционных агентов, фаги же распространяются в окружающей среде исключительно благодаря бактериям. Поражая последних, они используют их клетки как копировальные аппараты для воспроизводства тысяч собственных копий. В большом количестве фаг не может присутствовать в среде, в которой никогда не было патогенных бактерий, на заражении которых он специализируется.

Уже ранним исследователям экологии бактериофагов приходилось признать некоторое противоречие в том, о чем именно свидетельствует высокое содержание этих вирусов в водоемах. С одной стороны, фаги признаются значимым фактором самоочищения воды (болезнетворные бактерии уничтожаются ими), с другой – высокое содержание специфических фагов служит индикатором загрязнения водоема болезнетворными бактериями [21] .

Обобщая, наметим две проблемы, с которыми сталкивались экологические, объяснительные модели в эпидемиологии – в том числе те, что отводили центральную роль бактериофагам. Первая связана с тем, что «эпистемическая» роль фагов как индикатора загрязнения среды вступала в конфликт с их «онтологической» ролью как агентов самоочищения воды или почвы [22] [23] . Во время эпидемиологического «пожара» вторая перевешивала первую – фаги могли служить фактором, уберегающим отдельный населенный пункт от бушующей вокруг инфекции. В благополучные времена важна скорее их роль как индикатора загрязнения.

Вторая проблема связана собственно с проведением границ «окружающей среды», болезнетворного агента и человеческого организма. Одно оказывается вложено в другое – причем так, что подчас невозможно определить, где кончается влияние организма и начинается действие окружающей среды или «работа» вируса. Фаги впервые обнаружены именно в окружающей среде (в водоемах), но они действуют только находясь внутри патогенной бактерии. Сама же бактерия служит источником проблем, только оказавшись в человеческом организме. Совсем же не устанавливать границ нельзя – это означало бы невозможность указать локализацию терапевтического или профилактического действия бактериофага, то есть помимо противоречивой экологической роли фагов их отношения с бактериями и организмом человека крайне сложны и запутаны, о чем пойдет речь при рассмотрении четвертой неопределенности. Пока же остановимся на третьей – на происходивших в 1920-х спорах вокруг природы самого бактериофага.

Споры о природе бактериофага начались сразу после того, как к теме внезапной гибели бактериальных колоний было привлечено широкое внимание. В начале главы было отмечено, что предположения Д’Эрреля о вирусной причине «растворения» бактериальных колоний были почти сразу же раскритикованы сотрудниками Пастеровского института, считавшими, что это результат действия особого фермента, белковой молекулы. В следующем десятилетии Филипп Хэдли считал, что фаги – особая стадия в чередовании бактериальных поколений. Точка в этом споре была поставлена уже в конце 1940-х годов, после того, как были получены первые изображения фаговых частиц в электронном микроскопе [24] . В предыдущие два десятилетия было высказано не менее девяти разных гипотез о природе бактериофага, и большинство из них имели экспериментальное обоснование и не противоречили биологической картине мира, сформированной к тому времени [25] .

Интересно, что работавшие в 1920–30-х годах советские исследователи бактериофага, в основном занятые разработкой фаговой терапии, не воспринимали эти дискуссии как имеющие первостепенное значение. Обычно в написанных ими книгах или брошюрах обсуждению природы бактериофага отводилось две-три страницы в начале. Упоминался Д’Эррель, признавалась его правота относительно того, что бактериофаг – вирус, объект живой природы, способный изменяться. Изменчивости лизирующей активности фага и способам ее стабилизации посвящалось гораздо больше места, чем тому, с чем собственно их исследователь имеет дело.

При этом нельзя сказать, что в советской науке того времени установился прочный консенсус относительно природы бактериофага. В 1939 году микробиолог Зинаида Ермольева, пользующаяся огромным авторитетом, обращалась к властям с просьбой расширить исследование бактериофагов и производство фаговых препаратов, то есть она открыто признавала перспективы этого направления. Но в том же обращении она выражала сомнения в вирусной природе бактериофага, отмечая, что этот вопрос еще требует серьезного уточнения [26] .

Можно высказать предположение, что вирусная природа фагов обретала смысл только в свете сложности изготовления действенных фаговых препаратов или в свете взаимной адаптации бактерий и поражающих их вирусов. Нестабильности, с которыми сталкивались разработчики фаговых препаратов и применявшие их врачи, проще было представить и объяснить, признавая бактериофаг частью живой природы, а не простым ферментом.

Впрочем, в 1920-х и 1930-х годах фаги вообще можно было не признавать действующим агентом – тем, что вызывает разрушение бактериальных колоний. Бельгийский иммунолог и бактериолог Жюль Борде (1870–1961) в начале 1920-х годов, уже будучи нобелевским лауреатом, опубликовал ряд работ, описывающих явление самопроизвольного лизиса бактериальных колоний. В самих колониях до их разрушения не было ничего необычного, много поколений бактерий заселяли стерильную среду чашек Петри, как внезапно начинался их распад. Если бы лизис был результатом действия бактериофага – рассуждал Борде – колонии бы погибли сразу, так как изначально были заражены вирусом. Но описанное им явление больше напоминало произвольную гибель, которую Борде объяснял внутренними факторами – например, тем, что бактерии сами начинали выделять определенные ферменты, опасные для них же самих [27] . К слову, на нарисованной им картине вполне могли основываться представления Хэдли о фаге как о стадии в жизни бактериальных поколений.

Д’Эррель спорил с Борде, рисуя довольно простую экологическую картину: фаги и бактерии могут долгие поколения жить в «симбиозе», однако внезапное хрупкое равновесие в их взаимоотношениях нарушается, и если верх берет вирус – колония гибнет [28] . Фрэнк Макфарлейн Бёрнет (1899–1985), австралийский иммунолог и вирусолог, также в будущем ставший нобелевским лауреатом, на старте научной карьеры занимался исследованием бактериофага. Участвуя в споре старших коллег, он провел ряд экспериментов, подтверждающих вирусную природу фага. Обобщая результаты, он сравнивал колонию, которая рискует подвергнуться лизису, с хроническим больным или с носителем инфекции. Это носительство может передаваться в череде поколений благодаря тому, что вирус становится частью бактериальной клетки, до поры не угрожающей ее состоянию [29] . Описываемые Бёрнетом отношения выглядят теснее, чем простой симбиоз, – фаг становится частью бактериальной «самости», элементом бактериального «тела» (здесь и «самость» и «тело» – переводы бёрнетовского «self»). Справляясь с проблемой «произвольного» лизиса бактериальных колоний, Бёрнет преображает эту временную нестабильность в пространственную, сущностную, неясность границ бактериальной самости. Экологическая нестабильность Д’Эрреля становится иммунологической размытостью границы своего и чужого. Стирая эту границу, Бёрнет создает плацдарм для собственного пересечения границы дисциплин: многие из отработанных на бактериофагах объяснительных моделей он затем перенесет в исследования человеческого иммунитета, за что, собственно, и удостоится Нобелевской премии [30] .