Нобелевская премия по физиологии или медицине 2020 года присуждена за открытие вируса гепатита C

Нобелевская премия по физиологии или медицине 2020 года была вручена за вклад в борьбу с вызывающим у людей во всём мире цирроз и рак печени передающимся через кровь важным глобальным заболеванием — гепатитом C — трём учёным, внёсшим решающий вклад в эту борьбу.

Harvey J. Alter, Michael Houghton и Charles M. Rice совершили выдающиеся открытия, которые привели к идентификации нового вируса — вируса гепатита C. До их работ открытие вирусов гепатита A и B стало важнейшим шагом вперёд, однако большинство случаев передающегося через кровь гепатита оставались необъяснёнными. Открытие вируса гепатита C выявило причину остальных случаев хронического гепатита и сделало возможными анализы крови и создание новых лекарств, спасших миллионы жизней.

Гепатит — глобальная угроза здоровью человека

Воспаление печени, или гепатит, — сочетание греческих слов, означающих печень и воспаление. Гепатиты вызываются главным образом вирусными инфекциями, но злоупотребление алкоголем, токсины окружающей среды и аутоиммунные заболевания также являются важными причинами.

В 1940-х годах стало ясно, что существуют два основных вида инфекционного гепатита. Первый, названный гепатитом A, передаётся через загрязнённую воду или пищу и обычно имеет очень небольшие долгосрочные последствия для больного. Второй вид передаётся через кровь и биологические жидкости и представляет значительно более серьёзную угрозу, поскольку может приводить к хроническому состоянию с развитием цирроза и рака печени (рисунок 1). Этот вид гепатита коварен: здоровые люди могут годами оставаться бессимптомно инфицированными до появления серьёзных осложнений. Передающийся через кровь гепатит связан со значительной заболеваемостью (болезнями) и смертностью (смертями) и во всём мире вызывает более одного миллиона смертей ежегодно, что делает его глобальной проблемой здравоохранения, сопоставимой по масштабу с ВИЧ-инфекцией и туберкулёзом.

Рисунок 1. Существуют две основные формы гепатита. Одна — острое заболевание, вызываемое вирусом гепатита A, который передаётся через загрязнённую воду или пищу. Другая вызывается вирусом гепатита B или вирусом гепатита C (Нобелевская премия этого года). Эта передающаяся через кровь форма гепатита обычно является хроническим заболеванием, которое может прогрессировать до цирроза и гепатоцеллюлярной карциномы (рака печени).

Неизвестный инфекционный агент

Ключ к успешной борьбе с инфекционными заболеваниями — установить возбудителя. В 1960-х годах Baruch Blumberg определил, что один из видов передающегося через кровь гепатита вызывается вирусом, известным как вирус гепатита B; это открытие привело к разработке диагностических тестов и эффективной вакцины. За это открытие Blumberg был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине в 1976 году.

В то время Harvey J. Alter из Национальных институтов здоровья США изучал возникновение гепатита у пациентов, которым переливали кровь. Хотя анализы крови на недавно открытый вирус гепатита B уменьшили число связанных с переливанием случаев, Alter и его коллеги показали, что тревожно большое число случаев гепатита сохраняется. В этот же период были разработаны тесты на инфекцию вируса гепатита A, и выяснилось, что эти необъяснённые случаи не вызваны гепатитом A.

Развитие хронического гепатита у значительной доли получавших переливания крови из-за неизвестного инфекционного возбудителя вызывало большую тревогу. Alter и его коллеги показали, что кровь этих больных гепатитом могла передавать заболевание шимпанзе — единственным, кроме человека, восприимчивым хозяевам. Последующие исследования также показали, что неизвестный инфекционный агент обладает свойствами вируса. Таким образом, методичные исследования Alter выявили новую, отличающуюся от других форму хронического вирусного гепатита. Загадочное заболевание стали называть «ни A, ни B» гепатитом.

Идентификация вируса гепатита C

Идентификация нового вируса стала первоочередной задачей. Для его обнаружения использовались все традиционные методы, но, несмотря на это, вирус не удавалось выделить более десяти лет.

Michael Houghton, работавший в фармацевтической компании Chiron, взялся за сложную работу по выделению генетической последовательности вируса. Houghton и его коллеги создали коллекцию фрагментов DNA из нуклеиновых кислот, находившихся в крови инфицированного шимпанзе. Большинство этих фрагментов происходило из генома шимпанзе, но исследователи предположили, что некоторые получены от неизвестного вируса. Исходя из предположения о том, что вырабатываемые нашей иммунной системой против вируса антитела будут присутствовать в крови больных гепатитом, исследователи использовали сыворотки пациентов для выявления клонированных фрагментов вирусной DNA, кодирующих вирусные белки. После обширных поисков был найден один положительный клон. Дальнейшие исследования показали, что этот клон происходит от нового RNA-вируса семейства Flavivirus, названного вирусом гепатита C.

Рисунок 2 Краткое изложение открытий, отмеченных Нобелевской премией этого года. Методичные исследования Harvey J. Alter по связанному с переливанием гепатиту показали, что неизвестный вирус — распространённая причина хронического гепатита. Michael Houghton использовал ранее не опробованную стратегию, чтобы выделить геном нового вируса, названного вирусом гепатита C. Charles M. Rice представил окончательное доказательство того, что вирус гепатита C сам по себе способен вызывать гепатит.

Открытие вируса гепатита C стало решающим, но в головоломке не хватало важнейшей детали: может ли сам вирус вызывать гепатит? Чтобы ответить на этот вопрос, учёным нужно было исследовать, способен ли клонированный вирус размножаться и вызывать заболевание. Charles M. Rice, исследователь Вашингтонского университета в Сент-Луисе, вместе с другими группами, работавшими с RNA-вирусами, обратил внимание на ранее не описанную область в конце генома вируса гепатита C, которая, как они подозревали, могла быть важна для репликации (размножения) вируса: вариации (изменения) в выделенных образцах вируса и предположение, что некоторые из них могут препятствовать репликации вируса. С помощью генной инженерии Rice создал вариант RNA вируса гепатита C, содержащий недавно обнаруженную область вирусного генома и лишённый инактивирующих генетических вариантов. При введении этой RNA в печень шимпанзе вирус обнаруживался в крови и наблюдались патологические изменения, сходные с изменениями у людей с хроническим заболеванием. Это стало окончательным доказательством того, что один лишь вирус гепатита C может вызывать необъяснённые случаи гепатита, передаваемого при переливании.

Значение этого открытия, удостоенного Нобелевской премии

Открытие вируса гепатита C, отмеченное Нобелевской премией, — важное достижение в продолжающейся борьбе с вирусными заболеваниями (рисунок 2). Благодаря этим открытиям теперь доступны чрезвычайно чувствительные анализы крови на вирус; предотвращая гепатит после переливания во многих частях мира, они существенно улучшили глобальное здоровье. Эти открытия также позволили быстро разработать противовирусные препараты против гепатита C. Впервые в истории это заболевание теперь излечимо, что усилило надежды на искоренение вируса гепатита C среди населения мира. Для достижения этой цели понадобятся международные усилия, облегчающие проведение анализов крови и обеспечивающие доступность противовирусных препаратов во всём мире (рисунок 3).

Рисунок 3. История открытия вируса гепатита C сделала 3 учёных лауреатами Нобелевской премии. Это открытие позволило разработать чувствительные анализы крови, устранившие риск передачи гепатита при переливании во многих частях мира. Этот прорыв также привёл к разработке противовирусных препаратов, способных излечить заболевание. Гепатит C остаётся важной глобальной проблемой здравоохранения, но теперь появилась возможность его искоренить.

Harvey J. Alter

Родился в 1935 году в Нью-Йорке. Получил медицинский диплом в Медицинской школе Рочестерского университета и прошёл подготовку по внутренним болезням в больнице Strong Memorial и университетских больницах Сиэтла. В 1961 году присоединился к Национальным институтам здоровья США (NIH) в качестве врача-партнёра. Несколько лет провёл в Джорджтаунском университете, прежде чем вернуться в NIH в 1969 году старшим исследователем Отделения трансфузионной медицины Клинического центра.

Michael Houghton

Родился в Великобритании. Получил степень доктора наук в King’s College London в 1977 году. Работал в GD Searle & Company, а в 1982 году перешёл в Chiron Corporation, Эмеривилл, Калифорния. В 2010 году перешёл в Университет Альберты и в настоящее время занимает Канадскую исследовательскую кафедру превосходства в области вирусологии и является профессором вирусологии Li Ka Shing в Университете Альберты. Он также директор Института прикладной вирусологии Li Ka Shing.

Charles M. Rice

Родился в 1952 году в Сакраменто. Получил докторскую степень в Калифорнийском технологическом институте в 1981 году; там же в 1981-1985 годах проходил подготовку в качестве постдокторанта. В 1986 году создал свою исследовательскую группу в Washington University School of Medicine, Сент-Луис, а в 1995 году стал профессором. С 2001 года работает профессором в Рокфеллеровском университете Нью-Йорка. В 2001-2018 годах занимал должность научного и административного директора Центра исследований гепатита C Рокфеллеровского университета, где остаётся активным исследователем.

*

МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:

• Нобелевская премия по медицине или физиологии 2019 года — кому вручена, её тема и значение
• Нобелевская премия по медицине 2018 года за исследования иммунотерапии рака — у James Allison и Tasuku Honjo
• Почему Нобелевскую премию по медицине 2017 года вновь присудили за циркадный ритм?
• Нобелевская премия по медицине 2016 года присуждена Yoshinori Ohsumi за работы по аутофагии
• Работы, принёсшие Aziz Sancar Нобелевскую премию: механистическая репарация DNA