Опера о чуме (учебник)

Черновик статьи Китасато Сибасабуро об открытии чумного микроба,

написанный на немецком языке. Перевод на английский язык был подан в журнал The Lancet, а оригинал, вместе с образцами полученной культуры, отправлен Роберту Коху в Германию

(любезно предоставлено Мемориальным музеем Образовательной корпорации Института Китасато)

40

кио учредит институт в знак протеста против включения Института инфекционных болезней в состав Токийского университета1.

Трагедия жизни Китасато Сибасабуро состоит в том, что в 1890 году, во время стажировки в Германии, совместно с Эмилем фон Берингом2 он получит противодифтерийную сыворотку, но Нобелевской премией за это открытие в 1901 году удостоят только последнего. В 1894 году, как уже говорилось, он откроет возбудитель чумы, но пальма первенства отойдёт тогда Александру ерсену. Вместе с тем когда его ученики Сигá Киёси3, Эндо Сигéру4 и Хатá Сахáтиро5, совершат свои открытия, Китасато Сибасабуро откажет-

1Данное событие означало переподчинение института от Министерства внутренних дел к Министерству образования, то есть фактическую потерю функций надзорного органа по эпидемиологическому благополучию.

2Emil Adolf von Behring, 1854–1917 немецкий (прусский) военный врач, бактериолог, иммунолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине (1901). Финансовое положение семьи не позволяло Эмилю фон Берингу учиться в медицинском учебном учреждении, поэтому в 1874 году он поступает в военномедицинское, обучение в котором бесплатное (после окончания необходимо 10 лет отслужить в армии), которое оканчивает в 1878 году. Подписант письма «К культурному миру» (в историю вошло как «Манифест девяноста трёх», нем. «Manifest der 93»), которое оправдывало действия Германии в Первой мировой войне. Автор работ по инфекционным болезням, основатель серотерапии.

3(Шига Киёши), 1871–1957 японский врач, бактериолог. Открыл и описал в 1989 году возбудитель бактериальной дизентерии (Shigella dysenteriae). Ректор Императорского университета Кэйдзё (1929–1931) в совр. городе Сеул (Южная Корея). Смену исследовательского пути на административный позже считал «дорогой скорби» («Оглядываясь назад, я сожалею, что не посвятил лучшие годы жизни научным исследованиям и книгам, отдав столько умственных и физических сил мирским заботам»). К моменту возвращения на родину учитель скончался, поэтому ему Сига Киёси посвятил каллиграфию «Следуй за духом учителя, а не по его стопам». В честь Сига Киёси (ранее Шига) назван род Shigella и продуцируемый (т. е. выделяемый) некоторыми бактериями Шига-токсин (Sh. dysinteriae 1 серовара, E. coli O157:H7).

4(Эндо Шигеру), 1870–1937 японский врач, бактериолог. Создал в 1904 году дифференциально-диагностическую питательную среду для выделения энтеробактерий, получившую название «среда Эндо». В 1906 году, на пике карьеры, повинуясь многовековой традиции, вернулся в родной город Сидзуока, чтобы продолжить семейное дело – частную врачебную практику (отец был призван в армию в качестве отставного военного врача, а старший брат скончался). Большое внимание уделял больным туберкулёзом, но открытию профильной больницы воспротивились местные жители. После смерти отца вернулся в город Токио, где открыл небольшой пульмонологический кабинет. Имя учёного почти неизвестно на Родине.

5(Хата Сахатиро), 1873–1938 японский врач, бактериолог. Номинант Нобелевской премии по химии (1911) и по физиологии или медицине (1912, 1913).

41

Рис. 3.1. Культуры чумного микроба:

слева – выделенная Китасато Сибасабуро из крови (по Kolle W., 1897)1; справа – выделенная Александром Йерсеном из бубона и после подрощенная в бульоне (по Yersin A., 1894). Китасато Сибасабуро описывал выделенную культуру как «яйцевидные (овоидные) палочки с закруглёнными концами и несколько более светлым центром, покрытые капсулой», а Александр Йерсен – как «короткие, толстые палочки с закруглёнными концами, часто покрытые капсулой»

ся быть соавтором статей, дабы слава досталась ученикам когда ещё никому неизвестный Нóгучи Хидэ ё2 будет пойман на воровстве книг из библиотеки, он вместо увольнения направит его работать карантинным офицером в порт окогáмы – не это ли выражение философии бусидó3?

Занимался исследованиями чумы под руководством Китасато Сибасабуро. Один из авторов «Закона по профилактике инфекционных заболеваний» (Япония, 1897).

1История этого изображения удивительна. Выделенную культуру вместе с черновиком статьи Китасато Сибасабуро отправил Роберту Коху в Германию. Затем, поскольку статья содержала лишь рисунки культуры, немецкий врач и медицинский фотограф Эми ль Це ттнов (1842–1927) сделал фотографии культур и передал их немецкому врачу Вильге льму Ко лле (1868–1935), который и опубликовал их.

2(Ногучи Хидэё), 1876-1928 японский врач, бактериолог. Многократный номинант Нобелевской премии по физиологии или медицине. Обнаружил бледные трепонемы (Treponema pallidum) в коре головного мозга больных прогрессирующим параличом. Изучал жёлтую лихорадку в Перу, выделив Leptospira icteroides в качестве возбудителя заболевания, что позднее было опровергнуто (возбудитель – арбовирус Viscerophilus tropicus). Считается, что причиной ошибки стала неточность в дифференциальной диагностике – болезнью в Перу была не жёлтая лихорадка, а лептоспироз (разработанная Ногучи Хидеё вакцина эффективна против этого заболевания). Предложил родовое название Leptospira. В честь Ногучи Хидэё назван вид

Leptospira noguchii.

3С яп. «путь воина» ( , бусидо) кодекс самурайской этики и морали, возникший в Японии в период Эдо (1603–1868) и до настоящего дня оказывающий влияние на социальную жизнь японцев.

42

Александр Йерсен

(любезно предоставлено Библиотекой Университета Париж Сите)

43

Китасато Сибасабуро во время стажировки в Германии. Фотография сделана в

память о создании противодифтерийной сыворотки. В руках учёного изобретённый им прибор для культивирования анаэробных бактерий

(любезно предоставлено Мемориальным музеем Образовательной корпорации Института Китасато)

Эти три истории при кажущейся на первый взгляд ненужности таят в себе очень много. Мы видим, что возбудитель чумы – Yersinia pestis1 – обитает в определённых местах (природных очагах2) и «заходит» к людям случайно, переносимый мигрирующими из-за голода животными, преимущественно грызунами. Заражение человека осуществляется через укус блохи, например, блохи крысиной южной (Xenopsylla cheopis), что паразитирует на живущей в домах крысе чёрной (Rattus rattus), которая, в свою очередь, переносит чумной микроб. Стоит отметить, что блоха человеческая (Pulex irritans) не паразитирует на крысах, но также способна переносить чуму, толь-

1До 1900 года Bacterium pestis, до 1920 года Bacillus pestis, до 1947 года Pasteurella pestis (Pestisella pestis).

2По Игорю Валериановичу Домарадскому: определённые ландшафты, заселённые грызунами, видовые и межвидовые отношения которых обеспечивают непрерывную циркуляцию чумного микроба от донора через членистоногих реципиентам.

44

ко от человека к человеку (редко). Именно так можно объяснить наличие бубонов не только в паховой области (укус блохи южной в ногу), но и на других участках тела и даже на голове (укус блохи человеческой спящих людей).

Преобладание бубонной формы в период первой пандемии и появление лёгочной формы в период второй указывает на эволюционное развитие генетической структуры бактерии, которое влияет на внутривидовую дифференциацию.

Первые попытки внутривидовой классификации относятся к началу прошлого века, когда в 1928 году Анна Артемьевна Безсóнова1 разделила2 все штаммы чумного микроба по одному биохимическому свойству – способности ферментировать глицерин. Так штаммы чумного микроба были разделены на глицеринположительные (т. е. способные ферментировать глицерин) и глицеринотрицательные (т. е. не способные ферментировать глицерин). Уже через 10 лет Абрам Львович Бéрлин 3 и Александр Кириллович Борзенкóв 4 предложили переименовать глицеринположительные штаммы в континентальную расу, а глицеринотрицательные – в океаническую. Названия рас были выбраны не случайно. Дело в том, что первые чаще циркулируют в популяции грызунов центральной части Евразийского региона («на континенте»), тогда как вторые чаще выделяются от крыс в морских портах («в океане»). В 1951 году Ренé Деви нья5 предложил 6 дифференцировать чумной микроб уже по трём показателям: ферментации глицерина, нит-

1 1889–? советский (российский) врач, бактериолог. Лауреат Сталинской премии. Автор работ по микробиологии чумного, туляремийного и псевдотуберкулёзного микробов. Встречается написание фамилии «Бессонова».

2Безсонова А. А. О двух разновидностях B. pestis, обнаруживаемых при росте на глицери-

новых средах. Вестник микробиологии. 1928; 7(3):250–253.

31903–1939 советский (российский) врач, бактериолог, эпидемиолог, разработчик реакции серологической диагностики чумы, занимался модернизацией вакцинного производства.

4Советский (российский) врач, бактериолог.

5René Devignat бельгийский врач, бактериолог. Директор больницы в городе Костермансвилль (ныне – Букаву), Школы тропической медицины и Школы медицинской помощи коренным народам в городе Элизабетвилль (ныне – Киншаса),

Бельгийское Конго.

6 Devignat R. Variétés de l’espéce Pasteurella pestis. Nouvelle hypothése. Bull. Org. mond. Santé (Bull.World Hlth Org.). 1951; 4(2):247–263.

45

рификации и денитрификации. Так он выделил три биовара (пишут «bv.») 1 : antiqua (античный), medievalis (средневековый), orientalis (восточный), предположив, что каждый из них ответственен за возникновение одной из пандемий. В 1957 году Виктор Михайлович Тумáнский 2 , используя экологический подход Абрама Львовича Берлина и Александра Кирилловича Борзенкова, предложил именовать эти биовары marmotae (сурчиный), citelli (сусликовый) и ratti (крысиный). В последующие годы был предложен ещё ряд критериев для классификации (в том числе молекулярногенетические), а обнаружение новых штаммов также вносило свои коррективы.

В настоящее время широко используется классификация Рене Девинья, к которой добавили ещё два биовара: intermediate (промежуточный между antiqua и orientalis) и pestoides3, и классификация приобрела следующий вид:

bv. antiqua (ANT)

bv. medievalis (MED)

bv. orientalis (ORI)

bv. intermediate (IN)

bv. pestoides (PE)

К биовару pestoides относят те древние (предковые) штаммы, которые обнаруживаются в многочисленных природных очагах Евразийского региона4. Они высоковирулентны для своих носителей (полёвок и пищух) и лабораторных мышей, но, как правило, слабовирулентны или авирулентны для морских свинок и людей – редко вызывают заболевание у людей, поэтому обладают низкой

1От лат. bios и varietas – биологический вариант, биотип внетаксономическая систематическая категория для обозначения вариантов одного штамма микроорганизма, отличающихся по биохимическим признакам.

2Советский (российский) врач, бактериолог. Лауреат Государственной премии

СССР.

3Термин впервые предложен российским врачом Иваном Лукьяновичем Мартине вским.

4Природные очаги, из которых выделяют эти штаммы (за исключением штамма Angola), располагаются на территориях бывшего СССР и сопредельных Китая и Монголии.

46

эпидемической значимостью. Тем не менее их изучение важно не только для понимания микроэволюции чумного микроба, но и для выявления общих (универсальных) факторов патогенности и вирулентности. Внутривидовой классификацией этих штаммов занимаются, как правило, исследователи из стран, на территории которых они выделяются.

В 1985 году в СССР была принята собственная «ведомственная» классификация, предполагавшая разделение на подвиды (лат. subspecies обычно пишут «subsp.» или «ssp.»). Будучи обновлённой сотрудниками противочумного института «Микроб»1 с учётом некоторых данных SNP-типирования (о нём подробнее в Главе 38), на сегодняшний день она выглядит следующим образом:

основной подвид:

subsp. pestis (включает ANT, MED, ORI и IN)

не основные подвиды:

subsp. caucasica (кавказский)

subsp. angolica (ангольский)

subsp. central asiatica (центральноазиатский)

bv. altaica (алтайский)

bv. hissarica (гиссарский)

bv. talassica (таласский)

bv. microtus

subsp. tibetica (тибетский)

subsp. ulegecia (улегейский)

subsp. qinghaica (цинхайский)

Можно видеть, что в составе центральноазиатского подвида дополнительно выделяют четыре биовара.

1 Попов Н. В., Ерошенко Г. А., и др. Эпидемиологическая и эпизоотическая обстановка по чуме в Российской Федерации и прогноз её развития на 2020–2025 гг. Проблемы особо опасных инфекций. 2020; 1:43–50; DOI: 10.21055/0370-1069-2020-1-43-50.

47

На бумаге всё это имеет следующий вид (пример):

–«Y. pestis subsp. pestis bv. antiqua»,

–«Y. pestis subsp. central asiatica bv. altaica»1.

С другой стороны, сотрудниками Государственного научного центра прикладной микробиологии и биотехнологии (Оболенск)2 предлагается разделение на:

основной подвид:

subsp. pestis (монофилетическая группа, объединяющая эпидемические и пандемические штаммы)

не основной подвид:

subsp. microti (парафилетическая группа, объединяющая все эндемические штаммы).

В основе этой классификации, как можно догадаться, лежит медицинское значение различий между группами штаммов, поскольку выделение для вида Y. pestis иных систематических рангов менее таксономической единицы (подвида) не приемлемо.

Оба варианта внутривидовой классификации основаны на SNPкластеризации, практически идентичной и позволяющей сравнивать результаты исследований, проведённых не только в этих двух организациях, но и в любой лаборатории, где можно проводить SNP-типирование штаммов чумного микроба. Тем не менее вопрос внутривидовой таксономии до настоящего дня остаётся открытым,

аокончательное его решение возможно только после опубликова-

1Обратите внимание, что названия вида и подвида пишутся курсивом, а биовара – обычным шрифтом, что является традицией для всех живых организмов. В редких случаях ещё могут в скобках добавить фамилию автора, давшего название, и

год, когда вышла его публикация. Например: Y. pestis (van Loghem, 1944).

2 Кисличкина А. А., Платонов М. Е., и др. Рациональная таксономия Yersinia pestis. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2019; 37(2):76–82; DOI: 10.17116/molgen20193702176.

48

ния соответствующей классификации Международным комитетом по систематике прокариот1.

Палеонтологические исследования древней ДНК, выделенной в основном из зубов доисторических людей, поскольку там она сохраняется наилучшим образом, позволяют утверждать, что Y. pestis произошла от общего предка2 и отделилась от Y. pseudotuberculosis серотипа I (вероятно, Y. pseudotuberculosis O:1b) примерно 7000–20000 лет назад, в эпоху позднего плейстоцена, путём приобретения двух плазмид и потери хромосомных генов. Выдвигается предположение, что видообразование произошло в Центральной Азии в популяции монгольского сурка под действием климатических факторов3, 4. Так или иначе, но именно приобретение Y. pestis двух плаз-

1 Весьма уместно здесь замечание канадских исследователей: «система биоваров проста в применении, так как во многом ориентирована на два свойства – способность ферментировать глицерин и восстанавливать нитраты. Однако эта простота компенсируется растущим признанием региональных несоответствий в метаболических профилях. Ситуация еще больше усугубляется секвенированием нежизнеспособных, “вымерших” штаммов Y. pestis, метаболическое подтипирование которых представляет собой сложную задачу. Исследователи отреагировали на эту неопределенность по-разному: одни экстраполируют существующие биовары и создают новые псевдобиовары (PRE), другие вообще отказались от номенклатуры биоваров в пользу таксономий, разработанных на местном уровне. Несмотря на обширные

исследования, остается неясным, какие метаболические признаки (если таковые имеются) можно использовать для классификации Y. pestis» (см. Eaton K., Featherstone L., et al Plagued by a cryptic clock: insight and issues from the global phylogeny of Yersinia pestis. Commun Biol. 2023; 6:23; DOI: 10.1038/s42003-022-04394-6).

2В научной литературе общего предка принято обозначать как MRCA (от англ. most recent common ancestor) или LCA (от англ. last common ancestor).

3С другой стороны, высказывается предположение о происхождении в долине Нила в популяции крыс.

4Согласно сценарию, предложенному советскими и российскими биологами Виктором Васильевичем Сунцо вым (р.1947) и Ниной Ивановной Сунцо вой (р.1952), видообразование произошло во время сартанского оледенения, когда на территории современной Монголии почва промерзала до глубины расположения зимовочных камер монгольских сурков-тарбаганов (Marmota sibirica). В этих условиях в силу положительного термотаксиса (т. е. направления движения живого организма в зону оптимальной температуры) личинки сурочьей блохи Oropsylla silantiewi, обычно обитающие в гнездовой выстилке, перемещались в шерстяной покров, откуда проникали в ротовую полость, где нарушали целостность слизистых оболочек. В места укусов проникали бактерии Y. pseudotuberculosis, которые присутствовали в ротовой полости вместе с частицами фекалий, поскольку сурки их используют для строительства зимовочной пробки, закрывающей вход в норку. В период спячки температура тела сурка медленно изменяется до 15 раз в диапазоне 5–37°С, ввиду чего изме-

49