Тазгодишната Нобелова награда за физиология и медицина е присъдена на трима учени с решаващ принос в борбата срещу предавания по кръвен път хепатит, глобален здравен проблем, който води до цироза и карцином на черния дроб.

Харви Дж. Алтър (Harvey J. Alter), Майкъл Хоутън (Michael Houghton) и Чарлс М. Райс (Charles M. Rice) правят фундаментални открития, които водят до идентифицирането на нов вирус - вируса на хепатит С. Преди това откриването на вирусите на хепатит А и В е критична стъпка напред, но основната част от случаите на хепатит, получени след преливане на кръв и кръвни продукти, остава без обяснение. Откритието на вируса на хепатит С разкрива причината за тези случаи на хронично възпаление на черния дроб и прави възможно създаването на кръвни тестове и нови лекарства, които спасяват милиони животи. 

Хепатитът - глобална заплаха за човешкото здраве

Възпалението на черния дроб, или хепатит, се причинява основно от вирусни инфекции, въпреки че злоупотребата с алкохол, излагането на токсини в средата или автоимунни заболявания също са сред важните причини за тази болест. През 1940-те години става ясно, че има два основни вида инфекциозен хепатит. Първият, наречен хепатит А, се предава чрез замърсени вода или храна и в общия случай няма дългосрочно влияние върху пациента. Вторият тип се предава чрез кръвта и телесните течности и представлява много по-сериозна заплаха, тъй като може да доведе до хронични състояния с развитието на цироза и карцином на черния дроб. Тази форма на хепатит остава незабелязана и иначе здрави хора може да са заразени в продължение на много години преди да се появят сериозни усложнения на болестта. Хепатитът, предаван по кръвен път, се свързва с висока смъртност и сериозни увреждания и е причина за повече от един милион смъртни случай годишно в света, което го прави глобална заплаха за здравето, съизмерима с инфекцията с HIV и туберкулозата. 

Има две основни форми на хепатит. Едната е остра инфекция, причинявана от хепатит А, предаван чрез замърсена вода и храна. Другата форма се причинява от вирусите на хепатит В и С. Тази форма на хепатит се предава по кръвен път и често хроничното заболяване може да прогресира в цироза или хепатоклетъчен карцином. Кредит: The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Illustrator: Mattias Karlén

Неизвестен инфекциозен агент

Ключът към успешното лечение на инфекциозните болести е да се открие агентът, който ги причинява. През 1960-те години Баръх Блумбърг (Baruch Blumberg) открива, че една форма на хепатит, предаван по кръвен път, е причинена от вируса, станал известен като хепатит В и това откритие води до развитието на диагностични тестове и ефективна ваксина. Блумбърг получава Нобелова награда за физиология и медицина през 1976 г. за своето откритие. 

По това време в Щатския институт по здравеопазване Харви Дж. Алтър изучава появата на хепатит при пациенти, получили кръвопреливане. Въпреки че кръвните тестове за наскоро открития вирус на хепатит В намаляват броя на възпаленията, възникнали в следствие на вливане на кръв и кръвни продукти, Алтър и колегите му с безпокойство отбелязват, че все още възникват голям брой случаи. Тестовете за вирусна инфекция с хепатит А се разработват по същото време и става ясто, че този вирус не е причината за необяснимите случаи. 

Това се оказва сериозен проблем, тъй като значителна част от пациентите, получили кръвопреливане, развиват хроничен хепатит, заради непознат инфекциозен агент. Алтър и колегите му показват, че кръв от тези пациенти може да пренесе заболяването на шимпанзета, единственият подходящ гостоприемник освен човека. Последващите изследвания също показват, че неизвестния инфекциозен агент има характеристиките на вирус. Методичните проучвания на Алтър успяват да определят нова, различна форма на хроничен вирусен хепатит. Мистериозната болест става позната като "не-А, не-В" хепатит. 

Идентифициране на вируса на хепатит С

Идентифицирането на новия вирус се превръща във важен приоритет. Използвани са всички традиционни техники за откриване на вируси, но въпреки това учените не успяват да го изолират повече от десетилетие. Майкъл Хоутън, работещ за фармацевтичната компания Chiron, се заема с тежката задача да изолира генетичната последователност на вируса. Хоутън и колегите му създават колекция от ДНК фрагменти от нуклеиновите киселини, открити в кръвта на заразено шимпанзе. Основната част от тези фрагменти идват от генома на шимпанзето, но учените предполагат, че някои ще дойдат от непознатия вирус. Основавайки се на предположението, че в кръвта на пациенти, болни от хепатит, ще се намират и антитела срещу вируса, учените използват кръвен серум от пациенти, за да идентифицират клонираните вирусни ДНК фрагменти, които кодират вирусните протеини. При това търсене се открива един положителен фрагмент. Последващите изследвания показват, че той е получен от нов РНК вирус, принадлежащ на семейство Flaviviridae и е наречен вирус на хепатит С. Наличието на антитела при пациентите с хроничен хепатит доказва до голяма степен, че този вирус е непознатия агент. 

Обобщение на откритията, за които е присъдена тазгодишната Нобелова награда. Методичните изследвания на хепатита, свързан с вливанията на кръв и кръвни продукти на Харви Дж. Алтър показва, че непознат вирус е чест причинител на хроничен хепатит. Майкъл Хоутън използва нова стратегия, за да изолира генома на новия вирус, който е наречен вирус на хепатит С. Чарлс М. Райс намира окончателни доказателства, че вирусът на хепатит С може сам да предизвика хепатит. Кредит: The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Illustrator: Mattias Karlén

Откриването на вируса на хепатит С е особено важно, но липсва една съществена част от пъзела - може ли само вирусът да предизвика хепатит? За да отговорят на този въпрос учените изследват дали клонираните вируси могат да се реплицират и да причинят заболяване. Чарлс М. Райс, изследовател в Университета на Вашингтон в Сейнт Луис, заедно с други учени, изследващи РНК вируси, забелязват преди неописан регион в края на генома на вируса на хепатит С, който според тях може да е важен за репликацията на вирусите. Райс наблюдава и генетични вариации при изолирани вирусни проби и предполага, че някои от тях може да пречат на репликацията на вирусите. Чрез генно инженерство Райс генерира РНК вариант на вируса на хепатит С, който включва новооткрития регион от вирусния геном и е лишен от дезактивиращите генетични вариации. Когато тази РНК се инжектира в черния дроб на шимпанзета, вирусът се открива в кръвта и се наблюдават патологични изменения, които приличат на онези, при хора с хроничното заболяване. Това е последното доказателство, че вирусът на хепатит С може сам да предизвика необяснимите случаи на хепатит, свързан с вливанията на кръв и кръвни продукти. 

Значение на това откритие, отличено с Нобелова награда

Откритието на вируса на хепатит С от нобеловите лауреати е забележително постижение в битката срещу вирусните болести. Благодарение на това откритие, днес са налични високочувствителни кръвни тестове за вируса и те успешно са елиминирали хепатита в резултат от кръвопреливане в много части на света, подобрявайки общото здраве по света. Тяхното откритие позволява и бързо да се разработят противовирусни препарати, насочени към хепатит С. За пръв път в историята тази болест може да бъде лекувана, което дава надежди за заличаването на хепатит С по света. За да се постигне тази цел са необходими международни усилия, които да улеснят провеждането на кръвни изследвания и да направят противовирусните лекарства достъпни по света. 

Откритията на тримата нобелови лауреати позволяват да се създадат чувствителни кръвни тестове, които елиминират риска от хепатит, предаван чрез вливането на кръв и кръвни продукти в голяма част от света. Този пробив позволява и да се разработят противовирусни лекарства, които могат да излекуват болестта. Хепатит С остава значителен глобален здравен проблем, но сега съществуват възможности това заболяване да бъде елиминирано. Кредит: The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Illustrator: Mattias Karlén

Харви Дж. Алтър е роден през 1935 г. в Ню Йорк. Той получава медицинското си образование в Медицинския факултет на Университета на Рочестър и специализира вътрешни болести в болницата Стронг Мемориал и в Университетската болница на Сиатъл. През 1961 г. той се присъединява към Националния институт по здравеопазване (NIH) като клиничен сътрудник. Алтър прекарва няколко години в Университета Джорджтаун преди да се върне в NIH през 1969 г., за да се присъедини към Департамента по трансфузионна медицина на клиничния център като старши изследовател. 

Майкъл Хоутън е роден във Великобритания. През 1977 г. той получава докторска степен от Кралския колеж в Лондон. Той работи в G. D. Searle & Company преди да се премести в Chiron Corporation, Емъривил, Калифорния, през 1982 г. През 2010 г. Хоутън започва работа в Университета на Албърта и в момента е главен изследовател по вирусология на Канада и професор по вирусология в Университета на Албърта, където е и директор на Института по приложна вирусология Li Ka Shing. 

Чарлс М. Райс е роден през 1952 г. в Сакраменто. Той получава докторска степен през 1981 г. от Калифорнийския технологичен институт, където е и постдокторант между 1981 г. и 1985 г. Той създава изследователска група в Медицинския факултет на Университета на Вашингтон, Сейнт Луис през 1986 г. и става професор през 1995 г. От 2001 г. насам е професор в Университета Рокфелер в Ню Йорк. В периода 2001 г. - 2018 г. е научен и изпълнителен директор на Центъра за изследване на хепатит С в Университета Рокфелер, където работи и до днес. 

NobelPrize.org - Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2020