Чи вилікує бацила цукровий діабет?

Навчання 26 серпня 2022 Перегляди: 52

Художник С. Дергачов

Коли вчені повідомляють, що майже знайшли нові ліки від діабету, дуже хочеться їм вірити, особливо якщо дані отримані в престижному дослідницькому центрі і опубліковані в авторитетних міжнародних журналах. На жаль, все це не гарантує від розчарування.

Двадцять років по торній дорозі

Цукровий діабет першого типу — аутоімунне захворювання, при якому руйнуються бета-клітини підшлункової залози, що синтезують інсулін. Через брак цього гормону глюкоза не надходить до клітин, а її рівень у плазмі крові підвищується. Лікують хворобу ін’єкціями інсуліну, але всіх проблем цей метод не вирішує, оскільки підшлункова залоза продовжує руйнуватися. Дослідники пробують різні методи відновлення бета-клітин (див. «Хімію і життя» № 12, 2018).

Діабет розвивається через порушення в роботі імунної системи. Вона містить цитотоксичні Т-лімфоцити, вони ж Т-кілери, які повинні знищувати чужорідні клітини. Але іноді трапляються збої. При діабеті першого типу лімфоцити-кілери стають аутоімунними і вибірково атакують бета-клітини підшлункової залози. У подібних випадках на допомогу повинні прийти регуляторні Т-лімфоцити, завдання яких — знищувати аутоімунні клітини. Однак при аутоімунних захворюваннях регуляторних клітин або мало, або вони не працюють, але результат один: зі своїм завданням вони не справляються, і аутоімунні Т-клітини продовжують безчинствувати. Є ще один засіб — фактор некрозу пухлини, позаклітинний білок, який синтезують інші клітини імунної системи — макрофаги. Він вбиває будь-які аутоімунні лімфоцити, а здорові не чіпає. Це давно і добре відомо, проте використовувати білок як ліки не можна — він токсичний для людей.

Імунологи Массачусетської лікарні широкого профілю і Гарвардської медичної школи під керівництвом доцента Деніз Фаустман досліджують діабет першого типу 20 років. Вони працювали з традиційним модельним об’єктом для вивчення діабету — мишами лінії NOD. У цих тварин спонтанно виникає аутоімунне захворювання, подібне до діабету людини. У 2001 році доктор Фаустман повідомила про те, що стимулювала у своїх мишей посилений синтез фактора некрозу пухлини, чому у хворих тварин відновилися острівці бета-клітин у підшлунковій залозі. От би і людям так! Але, на жаль, просто дати пацієнту дозу білка не можна. Потрібно, щоб організм сам збільшив його синтез, і вчені вже півсотні років, не менше, знають, як цього домогтися. Макрофаги виділяють фактор некрозу пухлини у відповідь на бактеріальну інфекцію, і, коли їх потрібно стимулювати, людям або тваринам вводять протитуберкульозну вакцину БЦЖ (бацилу Кальмета — Герена) — ослаблений, але живий збудник туберкульозу великої рогатої худоби Mycobacterium bovis. Цю вакцину використовують майже сто років, прищепили понад 3 мільярди людей, і у дослідників були час і можливість зауважити, що вона активує неспецифічну імунну відповідь, тобто реакцію організму на будь-яку інфекцію.

Саме цим випробуваним засобом скористалися гарвардські імунологи. У 2010 році вони почали перший етап клінічних досліджень, який зайняв 8 років і переривався через проблеми з фінансуванням. Випробовуваних випадковим чином розділили на дві групи, яким двічі з інтервалом у чотири тижні внутрішньошкірно вводили БЦЖ або плацебо. Протягом 8 років їм регулярно робили аналізи крові і порівнювали показники з результатами здорових людей і хворих, яким не робили ніяких ін’єкцій.

Ін’єкції вакцини призвели до двох істотних результатів. Насамперед вони нормалізували стан імунної системи пацієнтів. Протягом перших восьми тижнів у них загинули майже всі аутоімунні Т-клітини: пік смертей припав на п’ятий тиждень експерименту (після другої ін’єкції). У той же час «зцілилися» зіпсовані регуляторні Т-лімфоцити. Вони не працювали через те, що у них були метильовані кілька ключових генів. Вакцинація викликала деметилування, гени запрацювали нормально, і регуляторні клітини змогли повернутися до виконання своїх обов’язків.

Крім того, вакцина вплинула на глюкозний метаболізм лімфоцитів. У хворих на діабет першого типу глюкозу в клітини практично не надходить. Щоб отримувати необхідну енергію і синтезувати АТФ, вони змушені окисляти не глюкозу, а жирні кислоти. Після ін’єкцій глюкоза потекла з плазми крові в клітини, які її витрачали для синтезу АТФ, нуклеотидів і деяких амінокислот. У результаті концентрація глюкози в крові знизилася. Ці зміни дослідники виявили, порівнявши послідовності ДНК, мРНК і метаболіти в клітинах випробовуваних і учасників груп порівняння.

Як показник рівня глюкози в крові вчені використовували частку гликованого гемоглобіну. Гемоглобін знаходиться в еритроцитах, і якась його частина незворотно пов’язана з молекулами глюкози. Чим вищою була середня концентрація цукру в крові за останні три місяці, тим більша частка гликованого гемоглобіну. На початку дослідження цей показник становив у середньому 7,36%, що близько до верхньої допустимої межі для хворих на діабет першого типу. За 5 років цей рівень знизився у вакцинованих пацієнтів до 6,18%, потім, правда, підріс до 6,65%, але це все одно краще, ніж було. У групи плацебо та учасників груп порівняння показники не змінилися (див. графік на рис.)

Після двох ін’єкцій БЦЖ у хворих на діабет першого типу (SD1) змінюється рівень гликованого гемоглобіну

Деніз Фаустман та її колеги дуже пишаються отриманим результатом. Вони стверджують, що БЦЖ знижує рівень цукру в крові, впливаючи на експресію генів, що регулюють надходження глюкози в клітини і її утилізацію. При цьому надходження глюкози в клітини залежить від її концентрації в крові: якщо концентрація мала, лімфоцити припиняють поглинати цукор, тому гіпоглікемія хворому не загрожує. Інсулінові ін’єкції знижують рівень глюкози, незважаючи на зміни її концентрації, і ризику гіпоглікемії не уникнути.

На жаль, цього чудового результату доведеться почекати: рівень гликованого гемоглобіну чомусь знижується лише через 3-4 роки після введення БЦЖ. У мишей, хворих на діабет, рівень глюкози в крові теж знижувався не відразу після вакцинації, а через шість тижнів. Враховуючи, що миша в середньому живе 2,5 роки, цей термін можна порівняти з 3,5 роками людського життя. Можливо, для скорочення термінів потрібно збільшити дозу БЦЖ і робити більше ін’єкцій.

А тепер про сумне. БЦЖ не відновила бета-клітини підшлункової залози. Кілька тижнів після ін’єкцій синтез інсуліну збільшувався, але швидко повернувся до колишнього рівня. Результат, отриманий на мишах, не вдалося повторити на людях. Можливо, причина в тому, що експериментальні гризуни були молоді, а люди до часу вакцинації вже мали за плечима по 15-20 років хвороби. Не виключено, що вакцина зможе вилікувати дітей (діабет першого типу проявляється в ранньому віці); чи так це, покажуть педіатричні випробування, якщо до них дійде справа.

Таким чином, ефект вакцинації звівся до зниження рівня глюкози в крові, не залежному від синтезу інсуліну, що може, на думку Деніз Фаустман, змінити стандарти лікування діабету першого типу. Дослідниця підкреслює, що для лікувального ефекту необхідна подвійна вакцинація з інтервалом у кілька тижнів, одноразова не допоможе. Всі невирішені питання вчені планують з’ясувати на другому етапі клінічних випробувань, які повинні завершитися в 2023 році. Поки для цієї роботи не вистачає грошей. Фаустман не вдалося отримати грант, її дослідження фінансують приватні фонди і добровільні жертводавці. З 20 мільйонів доларів, необхідних для роботи, вдалося зібрати приблизно половину.

Три плюс шість

Труднощі не збентежили дослідницю. Торік вона опублікувала результати в журналі npj Vaccines, партнері Nature, потім з’явилася стаття в Trends in Endocrinology & Metabolism, що входить до видавничої групи Cell. А в червні минулого року доктор Фаустман представляла свої результати на науковій сесії Американської діабетичної асоціації. Напередодні конференції вона зустрілася з журналістами, і в день відкриття сесії провідні популярні видання рясніли заголовками типу: «Чи знайшла д-р Фаустман ліки від діабету першого типу?»

За правилами, на конференції можна доповідати тільки новітні результати, які ще не були опубліковані, і вже тим більше не розрекламовані в ЗМІ. Дослідниця ці правила порушила, чим образила і Американську діабетичну асоціацію, і Фонд дослідження ювенільного діабету, який свого часу відмовив Деніз Фаустман у фінансуванні. Чи то незадоволення, чи то наукова сумлінність спонукала експертів обох організацій виступити зі спільною заявою (небувалий випадок!), в якій вони звернули увагу громадськості на деякі методичні подробиці даного дослідження. Сама доктор Фаустман ці деталі не те щоб приховувала, а просто не афішувала, і рецензенти престижних наукових журналів чомусь не надали їм значення.

На думку експертів, отримані результати, хоча і пропонують питання, що наводять на роздуми, не дають на них однозначних відповідей, а клінічних даних недостатньо, щоб давати якісь рекомендації з лікування діабету першого типу.

Почнемо з числа випробовуваних. Гарвардські імунологи пишуть, що їх було 282, проте більшу частину склали учасники групи порівняння. Вакцинованих пацієнтів спочатку було всього троє, це за ними спостерігали 8 років. Пізніше до дослідження приєдналися ще шестеро і брали участь у п’ятирічних дослідженнях. Разом дев’ять вакцинованих і ще троє в групі плацебо. Ці подробиці згадані в статтях або побіжно малим шрифтом, або в додатку, яке доступне тільки в електронному вигляді. Експерти стверджують, що такого числа випробовуваних недостатньо, тим більше що в першій трійці вакцинованих БЦЖ подіяла тільки на двох.

Також мимохідь автори роботи повідомляють, що в ході дослідження всі хворі продовжували приймати інсулін. Про подробиці терапії в різних групах вчені не пишуть. Тому немає підстав стверджувати, що вакцинація БЦЖ змінює стандарти лікування діабету першого типу. Ви запитаєте, як дослідники розрізняли інсулін, що синтезується в підшлунковій залозі і отримується ззовні? За рівнем С-пептида. Він утворюється в бета-клітинах при розщепленні проінсуліну і разом з гормоном виділяється в кровотік. Скільки синтезувалося інсуліну, стільки і С-пептида утворилося. До 20-го тижня його рівень потихеньку зростав і став приблизно вдвічі більшим, ніж у групі порівняння, а потім пішов на спад.

Що стосується гликованого гемоглобіну, його концентрація знизилася досить помірно. Критики відзначають, що цей ефект може бути не пов’язаний з вакцинацією і немає гарантії, що він відтворюється у мільйонів хворих. Крім того, концентрація гликованого гемоглобіну у хворих на діабет має тенденцію з часом знижуватися сама собою, особливо після того, як пацієнти виходять з підліткового та юнацького віку. Деніз Фаустман це явно не враховує. А ще вона не може повторити результати, отримані на мишах у 2001 році (одні співробітники лабораторії кажуть, що острівкові клітини у мишей все-таки відновлюються, інші стверджують, що ні).

Обидві організації заявляють, що в даний час не фінансують роботу доктора Фаустман, але будуть стежити за її розвитком. Ця заява викликала безліч відгуків зацікавлених людей. Хтось називає дослідницю шахрайкою, яка вселяє хибні надії. Люди, які пожертвували гроші на дослідження, вимагають їх повернути і дивуються, на що дослідники витратили 20 років. Інші продовжують сподіватися.

Сама Фаустман відповідає, що її дані статистично вірні: на те й існує статистика, щоб оцінювати достовірність результатів, отриманих на малих вибірках. У пацієнтів, яким зробили дві ін’єкції БЦЖ, протягом більш ніж 5 років спостерігалася статистично значуща зміна гликованого гемоглобіну без будь-яких серйозних ускладнень або важких гіпоглікемічних подій порівняно з плацебо. Ці спостереження дають підстави перейти до другого етапу досліджень, під час якого імунологи розраховують отримати більше інформації про ефекти БЦЖ. У цій фазі клінічних випробувань беруть участь 150 осіб, у тому числі 120 вакцинованих. Спостереження за ними триватиме 5 років, один рік вже минув. Крім того, вчені зайняті розробкою біомаркерів, які дозволять швидко визначити зміну метаболізму глюкози, і порівнянням ефективності різних штамів БЦЖ. Вони також планують педіатричні дослідження і цікавляться впливом вакцини на інші аутоімунні захворювання. Загалом, планів багато, були б гроші і дозвіл контролюючих органів. Деніз Фаустман розраховує отримати і те й інше.

Не тільки БЦЖ, не тільки діабет

Оскільки БЦЖ стимулює імунну відповідь на будь-яку інфекцію, вона корисна при багатьох захворюваннях. Ще в 1930-х роках медики помітили, що вакцина помітно знижує дитячу смертність, і цей ефект не можна пояснити однією профілактикою туберкульозу. А з 1970-х років її використовують для лікування меланоми, раку сечового міхура, деяких захворювань, викликаних мікроорганізмами роду Mycobacterium, в тому числі прокази. Вона скорочує ризик розвитку атопії (схильності до алергічних реакцій). Всі ці дані отримані в ході клінічних досліджень і популяційних спостережень.

А діабет першого типу ін’єкціями БЦЖ намагалися лікувати давно, але без особливого успіху. При ранній імунізації у мишей NOD вони запобігають розвитку діабету. У людей, щеплених у дитинстві, вакцина не попереджає хворобу, але, можливо, відтерміновує її початок. У дослідженні, проведеному 1994 року в Ізраїлі, 11 з 17 пацієнтів, які нещодавно захворіли на діабет першого типу, одноразова ін’єкція БЦЖ викликала ремісію. У контрольній групі таких щасливчиків було тільки двоє з 29. З іншого боку, скільки років вже новонародженим роблять щеплення БЦЖ, а захворюваність на діабет зростає. Загалом, вакцина якщо і впливає на діабет, то дуже слабо. Можливо, Деніз Фаустман права і вакцинувати треба двічі.

Ослаблена бацила коров’ячого туберкульозу — не єдина інфекція, яка збадьорює імунну систему. Це теж давно відомо, і прикладом можуть служити результати, отримані в лабораторії Фаустман. В одного з учасників групи плацебо аутоімунні Т-лімфоцити загинули, регуляторні відновили функціональність, а рівень гликованого гемоглобіну знизився, як у вакцинованих пацієнтів. Виявилося, що ця людина заражена вірусом Епштейна — Барр, який також стимулює експресію фактора некрозу пухлини. Але вірусна інфекція, звичайно, не метод лікування, треба підібрати засіб пом’якше.

Це зараз медики шукають вакцини, здатні запобігти діабету, а ще років 30 тому вважали, що щеплення можуть підвищувати ризик розвитку діабету першого типу. Перевіряючи цю гіпотезу, співробітники Каролінського інституту (Швеція) 1991 року зібрали відомості про 339 дітей, які нещодавно захворіли на діабет першого типу, і 528 здорових дітей віком від немовляти до 14 років. Виявилося, що вакцинації проти туберкульозу, віспи, правця, кашлюку, краснухи та епідемічного паротиту не вплинули на ризик розвитку діабету у юних шведів, зате вакцина від кору знизила ймовірність захворювання.

Висновки про зв’язок між імунізацією і діабетом першого типу поки зробити важко. Потрібно більше інформації. Можливо, медики навчаться запобігати хворобі, використовуючи вже існуючі вакцини, або спеціально створять нові. А нам залишається чекати і сподіватися на їх удачу і наукову сумлінність.