Если вы девушка-подросток, проходящая ежегодный осмотр в Соединенных Штатах, ваш врач почти наверняка еще раз проверит, что вы получили вакцину против ВПЧ, иначе известную как Гардасил. Вакцина, которая на 100 процентов эффективна против определенных штаммов вируса папилломы человека, является легкой задачей. Сегодня это всего лишь одна из стандартных батарей вакцин, рекомендованных для детей до 12 лет по всей стране. Но когда он был впервые одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами в 2006 году, он был революционным.
До 1960-х годов ученые считали нелепой идею вызывающего рак вируса. В то же время более 8000 женщин в год умирают от рака шейки матки, и исследователи не могут понять, что является его причиной. Лишь в 1976 году вирусолог по имени Харальд цур Хаузен выявил вирус папилломы человека, один из первых вирусов, которые, как известно, приводят к раку человека. С 1975 по 2014 год смертность от рака шейки матки снизилась на 50 процентов. По данным Национального института рака, в будущем широкомасштабная вакцинация может снизить заболеваемость раком шейки матки на целых 90 процентов.
Рост количества вакцин, таких как Гардасил, представляет собой серьезное изменение в том, как исследователи рассматривали развитие рака. И все же один из его главных игроков практически неизвестен. Еще в 1950-х годах бактериолог Сара Стюарт впервые предложила концепцию, что вирусы могут привести к раку, и была почти выброшена из научного сообщества за ее еретические идеи. В 1957 году она продемонстрировала, что вирус полиомы может вызывать раковые опухоли у мышей, что в корне изменило методы лечения и профилактики рака. У Стюарт даже не было рака на ее радаре, когда она начала свою научную карьеру, но как только она войдет в онкологию, область уже никогда не будет прежней.
Стюарт родился 16 августа 1906 года в штате Халиско, Мексика, один из четырех детей. Ее отец Джордж, американский горный инженер, который владел золотодобывающими и серебряными рудниками в этом регионе, встретил и женился на ее матери, Марии Андраде, в штате. Мы мало что знаем о ее родителях и ее детстве. Но в 1911 году жизнь семьи в Мексике была прервана местными и национальными беспорядками после изгнания президента Порфирио Диаса во Францию и начала мексиканской революции. Мексиканское правительство приказало Стюарту и ее семье уйти, и они бежали в Коттедж Гроув, штат Орегон, где Джордж владел землей.
Когда Стюарт учился в средней школе, семья переехала в Нью-Мексико. В итоге Стюарт поступил в колледж в Университете штата Нью-Мексико в Лас-Крусес и получил специальность по экономике дома. Это была лучшая специальность, открытая для женщин в то время, и она включала в себя все те же курсы, что и общая научная степень, ориентированная на мужчин. «Мы прошли курс химии и все другие курсы вместе со всеми», - сказал Стюарт в интервью с историком Уиндхемом Майлзом в 1964 году. «Девушки проходили те же курсы, что и стипендиаты». К тому времени, когда она закончила учебу в 1927 году, ей удалось получить две степени бакалавра в области экономики домоводства и общих наук.
После окончания школы Стюарт преподавал экономику дома в маленькой средней школе в Татуме, штат Нью-Мексико. Это был единственный доступный ей вариант, но этого было недостаточно. «После полугода этого я… подала заявку на стипендию, просто выбирая места наугад по всей стране», - вспоминала она позже. Вскоре она получила кусочек от Университета Массачусетса, где она приняла предложение о стипендии в своей программе магистратуры и получила степень магистра в области микробиологии в 1930 году.
В том же году она заняла должность первого бактериолога на Экспериментальной станции в Колорадо в Форт-Коллинз, сельскохозяйственном исследовательском центре, где она работала над азотфиксирующими бактериями для повышения урожайности. «Я работала там три года, - сказала она, - и это было в бактериологии почвы, которая меня не интересовала, поэтому я решила получить докторскую степень».
Выпускница NMSU Сара Элизабет Стюарт была пионером в области вирусной онкологии. Этот ее портрет был сделан в 1969 году. (Фото любезно предоставлено Университетом штата Нью-Мексико) Она начала докторскую работу в Медицинском университете Университета Колорадо в Денвере в 1933 году. Но через два года после обучения в докторантуре Стюарт заняла неоплачиваемую должность в Национальном институте здоровья в качестве научного сотрудника Иды Бенгтсон, первой женщины-ученого, работавшей в Службе общественного здравоохранения. В конце концов Стюарт взял на себя работу Бенгтсона в анаэробах, организмах, которые выживают без кислорода. Гангрена, анаэробная инфекция, была распространена в военных ранах, и Стюарт помог разработать анатоксины для лечения и иммунизации гангреной, которые впоследствии будут использоваться во Второй мировой войне.
Стюарт закончила докторскую диссертацию в Чикагском университете в 1939 году, когда была назначена в NIH. В этот момент она снова перестала интересоваться своей работой над анаэробами и токсоидами. Она покинула НИЗ в 1944 году с намерением получить медицинскую степень и перейти к исследованиям рака. По какой-то причине она была захвачена в это время убеждением, что существует связь между вирусами и раком. «У меня всегда было ощущение, что некоторые виды рака вызваны вирусом», - сказала она. Но она понятия не имела, насколько спорными будут ее идеи. «Было потрясающее чувство против вирусов и рака, чего я никогда не осознавал».
Первый намек на то, что это будет долгая тяжелая битва, пришел, когда она подала предложение в НИЗ с просьбой оказать поддержку в изучении опухолей и вирусной этиологии. И NIH, и Национальный институт рака (NCI) отказались, заявив, что она не обладала достаточной квалификацией для работы над исследованиями на людях - она никогда не занималась науками, которые непосредственно затрагивают млекопитающих, а тем более людей, - и что ее предложение было «сомнительным». Получив необходимый опыт и укрепив свою легитимность, Стюарт решила получить медицинскую степень.
Была только одна проблема: в 1944 году женщинам еще не разрешили записаться в качестве полноправных студентов в большинство американских медицинских школ. По счастливой случайности Стюарт нашел обходной путь. Она приняла должность в Медицинской школе Джорджтаунского университета в качестве преподавателя по бактериологии, что позволило ей пройти медицинские курсы бесплатно, даже если она не считалась полноценной студенткой. В 1947 году в медицинскую школу стали принимать женщин, и она официально поступила. В 1949 году в возрасте 43 лет Стюарт стала первой женщиной, получившей медицинскую степень в Джорджтауне.
Стюарт вернулся в НИЗ, но ему все еще отказывали в возможности изучать рак. Вместо этого она заняла временную должность в больнице на Стейтен-Айленде, где была назначена гинекологом. Алан Рабсон, исследователь и впоследствии заместитель директора NCI, вспоминал в интервью 1987 года, что когда Стюарт закончила свою работу на Стейтен-Айленде, «она вернулась и сказала, что теперь готова доказать, что рак [был] вызван вирусами. Директор сказал, что не здесь, ты не будешь. Так что они не позволят ей вернуться ». Но Стюарт была назначена медицинским директором в Комиссионный корпус Службы общественного здравоохранения США и заняла должность в NCI в Балтиморе, где у нее наконец-то были профессиональные рычаги и ресурсы, чтобы начать свою работу. всерьез.
В то время онкологи не были готовы считать, что вирусы могут вызывать рак у людей. В интервью Smithsonian.com Грегори Морган, историк и философ науки из Технологического института Стивенса, приводит две причины этого. «Некоторые люди думали, что окружающая среда вызывает рак, а различные химические вещества могут вызывать рак», - объясняет он. «Другая вещь, на которую люди рассчитывали, заключалась в том, что если рак имел вирусную причину, то можно было бы ожидать, что он будет иметь сходные с инфекционными заболеваниями паттерны. Так что, если у кого-то был рак, он теоретически мог бы передать его кому-то другому. И эти образцы действительно не были замечены.
Поиск Стюартом вирусной основы рака не был беспрецедентным. В 1911 году вирусолог Пейтон Роус обнаружил вирус саркомы Рауса, который, как он заключил, мог передавать рак у цыплят. В 1933 году Ричард Шоп, врач и вирусолог, обнаружил вирус папилломы Шопа, который вызывал кератиновый рак у кроликов, а три года спустя биолог Джон Биттнер продемонстрировал, что вирус опухоли молочной железы мыши может передаваться от матери к ее детенышу ее молоко. Но именно работа Людвига Гросса по лейкемии у мышей в 1950-х годах привела к первому большому прорыву в связи вирус-рак - и именно эту работу Стюарт взяла на себя, когда она переехала в NCI в 1951 году.
Гросс, изначально иммунолог, также изо всех сил пытался добиться уважения к своим исследованиям. Работая в подвале больницы администрации ветеранов в Бронксе в 1951 году, он обнаружил вирус мышиного лейкоза, который позже будет носить его тезку. Новым мышам вводили брутто суспензию измельченных органов мыши, у которых, как известно, была лейкемия, и обнаружили, что у мышей также растут опухоли. Позже Стюарт и Бернис Эдди из Лаборатории биологического контроля попробовали тот же эксперимент. Вместо того, чтобы повторить его результаты, у их мышей выросли опухоли другого рода. «Я попытался подтвердить его работу, и вместо лейкемии у меня появились опухоли околоушной железы, - объяснил Стюарт, - которые были опухолями, которые у мышей никогда не наблюдались как спонтанные опухоли».
В 1953 году и Стюарт, и Гросс опубликовали статьи об этих индуцированных опухолях околоушной железы, с интервалом в несколько месяцев. Стюарт и Эдди были консервативны в своих выводах, утверждая, что «агент» вызвал рак, но избегая определения его как вызывающего рак вируса, который, как они знали, будет противоречивым. Они назвали свою статью «Лейкемия у мышей, вызванная фильтрующимся веществом, присутствующим в лейкозных тканях AKR, с примечаниями о саркоме, вызванной одним и тем же агентом». И Стюарт, и Гросс настаивали на том, что они обнаружили опухоли независимо, но Гросс утверждал, что он имел Результаты в первую очередь и, следовательно, заслуженный кредит.
Пока бушевали споры о правильной атрибуции, Стюарт не сводила глаз с приза. Она знала, что, чтобы повлиять на мнение научного сообщества, ей необходимо установить причинно-следственную связь между агентом и опухолями. Поэтому она обратилась к культуре клеток. Сначала Стюарт изолировал опухолевые экстракты, которые она сначала культивировала в клетках обезьяны, а затем в эмбрионах мыши. Она и Эдди обнаружили, что жидкости, которые они собирали из культур эмбрионов мыши, содержали большее количество вируса, вызывающего опухоль. В их последующей работе 1957 года «Новообразования у мышей, инокулированных опухолевым агентом, переносимым в культуре тканей», был сделан вывод, что «наиболее разумная гипотеза заключается в том, что это вирус». Впервые ученый окончательно обвинил вирус как вызывающий рак.
Сара Стюарт в 1971 году. Бывший медицинский директор Национального института рака, Стюарт была мексиканско-американским исследователем, которая впервые открыла область вирусной онкологии, продемонстрировав, что вызывающие рак вирусы могут распространяться от животного к животному. Она и Бернис Эдди совместно открыли первый вирус полиомы, и в честь них назван вирус полиомы Стюарта-Эдди. (Национальный институт рака) Оказалось, что вирус, который они идентифицировали, вызывает около 20 других видов опухолей в дополнение к околоушным опухолям. Поэтому Эдди предложил назвать его вирусом полиомы, что буквально означает «много опухолей». В 1958 году пара впервые вырастила вирус в культуре тканей и получила название вируса полиомы SE (Стюарт-Эдди) в их честь., Выяснение связи между вирусами и раком вскоре привело к росту исследовательских возможностей, что позволило ученым лучше понять развитие как лимфомы Беркитта, так и болезни Ходжкина. «Все место взорвалось после того, как Сара нашла полиому», - сказал Рабсон. Джон Хеллер, тогда директор NCI, рассказал журналу TIME, что связь между вирусом и раком была «самой горячей вещью в исследованиях рака».
После работы над полиомой в течение 11 лет и папилломы в течение 19 лет, Диана Пастрана, старший менеджер технической лаборатории в NIH, говорит, что она все еще поражена тем, насколько эффективен вирус в генетическом масштабе. В то время как человеческая ДНК имеет миллиарды пар оснований для кодирования всех признаков, необходимых для выживания, «у этого вируса всего пять тысяч пар оснований», - говорит она. «И в рамках этого он может делать много сложных вещей». По словам Пастраны, с начала 2000-х годов исследователи смогли все больше и больше узнавать об отношении полимы к болезням человека.
Без настойчивости Стюарта и Эдди вакцина против ВПЧ «никогда бы не произошла», говорит Пастрана. «Благодаря их первоначальной работе многое было понято. Мало того, что вирусы могут вызывать рак, но все, что связано с раком, например, первые гены, которые они смогли связать с раком, было результатом их работы ». Работа пары открыла совершенно новые возможности для исследований, включая поиск для онкогенных вирусов у человека. Всю оставшуюся карьеру Стюарт проводила время, выслеживая вирусы, способствующие раку человека. В своей последней статье, опубликованной в 1972 году, она сообщила о возможных следах вируса при саркоме человека.
Применяя свои научные знания для понимания рака, Стюарт лично противостояла раку. Сначала ей поставили диагноз рак яичников, а затем - рак легких, который закончил ее жизнь в 1976 году. Эдди, который стал давним другом и коллегой Стюарта, сказал, что Стюарт продолжала свои исследования, пока она не заболела, чтобы работать в 1974 году.
Когда Стюарт вышел на поле, исследования вирусов не были на радаре Национального института рака. К 1960 году NCI тратила 3, 9 миллиона долларов в год на расследование связей, найденных Стюартом, согласно Wall Street Journal . Сегодня NIH может похвастаться бюджетом в 70 миллионов долларов на профилактику рака, которая включает исследования вирусов и рака. Даже при том, что Стюарт не доживет до того, чтобы увидеть вакцину Гардасил и другие триумфы, порожденные ее работой, она прожила достаточно долго, чтобы увидеть, как ее область перемещается от края науки к мейнстриму.
