2 листопада, 2020

Нобелівська премія 2020 року: лауреати в галузі фізіології та медицини

За деякими оцінками, 130-170 млн людей у світі інфіковані вірусом гепатиту С. Він уражає не лише печінку, а й кістковий мозок, щитоподібну залозу та інші внутрішні органи. Інфекція тривалий час може мати безсимптомний перебіг, через що вірусний гепатит С часто називають лагідним убивцею. Як правило, він діагностується вже на стадії хронічного гепатиту, що з часом переходить у фіброз, цироз і гепатокарциному. Вірусний гепатит С передається парентеральним шляхом: під час переливання крові, проведення медичних маніпуляцій нестерильними інструментами, внутрішньовенного введення наркотиків тощо.

Але так багато про вірусний гепатит С ми знали не завжди. У 1980-х роках лікарі часто встановлювали діагноз «вірусний гепатит ні А, ні В». Медики бачили патологічні зміни, характерні для гепатиту, але не могли встановити його причину. Таким чином, патогенетичне лікування унеможливлювалось, і тисячі хворих просто повільно помирали.

Все змінилося 1988 р., коли вчені виявили РНК невідомого вірусу, що спричиняв хронічний гепатит після переливання крові. Його назвали вірусом гепатиту С. Здавалось би, з того часу минуло чимало років, проведено багато досліджень, але тільки зараз дослід никам вдалося перевірити всі гіпотези й остаточно довести, що вірус гепатиту С може самостійно спричиняти у хворих хронічний гепатит. Саме за дослідження цього збудника нинішнього року Нобелівська премія з фізіології та медицини була присуджена Харві Альтеру, Майклу Хоутону і Чарльзу Райсу.

Із 1940-х років було відомо про два типи вірусних гепатитів: перший назвали вірусним гепатитом А. Він передається фекально- оральним шляхом і має порівняно сприятливий перебіг. Було встановлено, що інший тип збудника захворювання передається через кров або інші рідини організму людини. Для цього другого типу характерний тривалий безсимптомний хронічний перебіг, що може трансформуватися в цироз або рак печінки. Проте в ті часи збудник цього захворювання залишався невідомим. У 1966 р. Барух Бламберг (у команді якого працював Харві Альтер) виділив так званий австралійський антиген, що згодом виявився поверхневим антигеном збудника вірусного гепатиту В, а вже в 1970 р. у крові та клітинах печінки був виявлений сам вірус. За ці відкриття в 1976 р. Барух Бламберг був нагороджений Нобелів ською премією у галузі фізіології та медицини.

Тим часом Харві Альтер та його команда досліджували випадки гепатиту у пацієнтів, яким проводились гемотрансфузії. Вони з’ясували, що в значної частини з них тести на вірусний гепатит А та В не підтверджували наявності цих збудників. Таким чином вчені дійшли висновку, що є ще один невідомий вірус, який також може спричиняти хронічний гепатит після переливання крові. Тоді цей збудник називали «ні А, ні В».

Дослідники використовували всі доступні методи ідентифікації вірусів, але, на жаль, протягом майже 10 років це не приносило успіху. Майкл Хоутон (на той момент працював у фармацевтичній фірмі Chiron) та його команда створили низку зразків фрагментів ДНК з нуклеїнових кислот, які були виявлені в крові інфікованих невідомим вірусом шимпанзе. І хоча більшість із цих фрагментів належали до геному тварин, вчені припускали, що деякі з них належатимуть збуднику. Також вони припустили, що в крові пацієнтів мають міститися антитіла до невідомого вірусу. Тому дослідники використовували зразки сироватки крові пацієнтів, щоб ідентифікувати клоновані фрагменти вірусної ДНК, що кодує білки. І після тривалих пошуків один такий клон був виявлений. Згодом з’ясувалося, що цей клон є похідним від РНК вірусу, який належить до родини Flavivirus. Пізніше його на звали вірусом гепатиту С.

Чарльз Райс разом з іншими дослідни ками, що вивчали РНК вірусу гепатиту С, знайшли незвичну ділянку в кінці його геному, яка, як вони припускали, може мати важливе значення для його реплікації. Завдяки генній інженерії Райсу вдалося штучно створити РНК вірусу гепатиту С, яка включала нещодавно відкриту ділянку геному і була позбавлена інактивуючих генетичних варіацій. Цю РНК вводили в печінку шимпанзе. Згодом у їх крові виявляли сам вірус, а в організмі спостерігали патологічні зміни, характерні для хронічного гепатиту. Це стало остаточним доказом того, що вірус гепатиту С самостійно може спричинити хронічне захворювання печінки.

Таким чином, досліджуючи численні випадки вірусних гепатитів, зумовлених переливанням крові, Харві Альтер уперше довів наявність невідомого збудника, що спричиняв хронічне захворювання печінки. Майкл Хоутон виділив геном нового вірусу, який згодом назвали вірусом гепатиту С. Чарльз Райс навів остаточні докази того, що цей вірус може самостійно спричинити гепатит (рис.).

Рис. Внесок учених у дослідження вірусу гепатиту С

Відкриття вірусу гепатиту С допомогло врятувати мільйони життів у всьому світі. Саме завдяки дослідженням цих учених було розроблено тести для виявлення збудника у донорській крові, що значно зменшило частоту посттрансфузійних вірусних гепатитів. Також за цей час була розроблена противірусна терапія, що дозволяє вилікувати більш ніж 95% інфікованих пацієнтів. Наразі активно досліджується та розробляється вакцина проти вірусу гепатиту С.

Минулого року Нобелівську премію у галузі фізіології та медицини отримали Вільям Келін, сер Пітер Реткліфф і Грег Семенза за відкриття того, як живі клітини реагують на присутність кисню й адаптуються до його рівня.

Про лауреатів

Харві Джеймс Альтер очолює інфекційний відділ Національних інститутів здоров’я США. Він народився у 1935 р. у Нью-Йорку, освіту здобув у Рочестерському університеті, працював як постдок у Національних інститутах здоров’я США, був резидентом у Вашингтонському університеті, спеціалізувався в галузі гематології при Джорджтаунському університеті. На початку своєї кар’єри Харві Альтер брав участь у виділенні «австралійського антигену» разом з Барухом Бламбергом, що стало основою для відкриття вірусу гепатиту В. У середині 1970-х років Харві Альтер та його команда довели, що існує збудник, який спричиняє гепатит у хворих, котрим робили переливання крові, і який не пов’язаний з вірусами гепатиту А та В. У 1988 р. колектив, очолюваний Харві Альтером, зміг виявити у зразках крові людей сліди РНК збудника, який згодом назвали вірусом гепатиту С. Харві Альтер був нагороджений медаллю за видатний внесок в охорону здоров’я США – вищою відзнакою для цивільних осіб – медиків.

Майкл Хоутон народився у Великобританії в 1949 р. В 1972 р. закінчив Університет Східної Англії за спеціальністю «біологічні науки», а в 1977-му отримав ступінь доктора філософії у Королівському коледжі Лондона. З 2010 р. викладає в Університеті Альберти в Канаді, де нині очолює кафедру вірусології та Інститут прикладної вірусології. У 1989-1990 рр. був співавтором публікацій за результатами досліджень, у яких були ідентифіковані антитіла до вірусу гепатиту С, зокрема в зразках крові осіб, котрим попередньо робили гемотрансфузії. Ці дослідження сприяли розробленню тестів на наявність антитіл до вірусу, що значно знизило кількість інфікованих після переливання крові. В інших роботах Майклу Хоутону вдалося довести взаємозв’язок вірусного гепатиту С з розвитком у інфікованих гепатокарциноми. У 2013 р. під його керівництвом опубліковано низку робіт стосовно ефективності вакцини від вірусного гепатиту С. Також Майкл Хоутон став співавтором відкриття геному вірусного гепатиту D в 1986 р.

Чарльз Райс народився у 1952 р. в Сакраменто (США). У 1981 р. в Каліфорнійському університеті отримав науковий ступінь, а в 1995-му – звання професора у Вашингтонському університеті. З 2001 р. працює в Рокфеллерському університеті у Нью- Йорку, де до 2018 р. був науковим і виконавчим директором Центру з вивчення вірусного гепа титу С. Чарльз Райс є членом Американської асоціації сприяння розвитку науки, а також Національної академії наук США. У 2002-2003 рр. був президентом Американської спілки вірусологів. У 2016 р. нагороджений премією Ласкера-Дебейки.