Пестициды, Рэйчел Карсон и «Безмолвная весна».

Учитывая сходство нервной системы насекомых и позвоночных животных, в частности птиц и млекопитающих, нет ничего удивительного в том, что повсеместное применение ДДТ начало приводить к гибели животных самых разнообразных видов. Для борьбы с непарным шелкопрядом на северо-востоке США ДДТ, иногда в смеси с машинным маслом, распылялся в огромных количествах в воздухе над сельскими, пригородными и городскими районами. Аналогичным образом его применяли для борьбы с так называемой голландской болезнью вязов, грибком, который переносится от дерева к дереву жуком – ильмовым заболонником. В XIX в. и начале XX в. вязы широко использовались для украшения городских улиц. Тесные посадки сделали их особенно подверженными заболеванию, которое было занесено в Северную Америку из Европы. Вязы начали гибнуть по всему северо-востоку США, и для их спасения начали применяться крайние меры, в том числе обработка большими количествами ДДТ, что привело к гибели огромного количества певчих птиц. Судьба несчастных птичек и стала для Рэйчел Карсон толчком к созданию ее знаменитой книги «Безмолвная весна», вышедшей в 1962 г.

Неудивительно, что главной темой книги стало кратковременное воздействие на дикую природу высоких концентраций пестицидов. Во-первых, гибель птиц, как уже говорилось, была масштабной и очевидной. В 1962 г. еще не существовало убедительных доказательств того, что ДДТ (и другие недавно появившиеся хлорорганические пестициды) оказывают косвенное воздействие на различные виды животных благодаря легкому переносу в окружающей среде и способности к биоаккумуляции по пищевым цепям. Единственным существенным исключением было исследование гнуса Чистого озера, описанное в главе 6, которое доказало, что биоаккумуляция ДДТ вызвала массовую гибель западноамериканских поганок. Надо сказать, что Карсон в «Безмолвной весне» не только осветила результаты этого исследования, но и отметила, что именно биоаккумуляция стала механизмом, приведшим к снижению численности крупных хищных птиц, в частности белоголового орлана, по всей стране.

Вскоре после публикации «Безмолвной весны» токсический эффект хлорорганических пестицидов, усиленный биоаккумуляцией, стал более очевидным. В США вымирали белоголовые орланы, а в британском отчете, выпущенном в 1963 г., сообщалось о сокращении популяции сапсанов, причем в южной Англии эти птицы вообще перестали размножаться. Была отмечена корреляция между использованием ДДТ и репродуктивными нарушениями, и британский натуралист Дерек Рэдклифф предположил наличие причинно-следственной связи. Была организована международная конференция по теме популяционной биологии сапсанов, на которой было показано падение численности сапсанов во всем мире. Хотя участники конференции не пришли к единому мнению о причинах этого явления, не было сомнений в том, что пестициды, в том числе ДДТ, сыграли свою роль.

Недостающее звено, связывающее ДДТ, биоаккумуляцию и снижение численности рыбоядных птиц и других хищников, было найдено в конце 1960-х гг. В США и Великобритании были проведены исследования толщины яичной скорлупы, которые дали одинаковые результаты. На обоих континентах обнаружилось значительное снижение веса скорлупы яиц, собранных после начала повсеместного применения ДДТ, по сравнению с яйцами, собранными до этого. Одна и та же тенденция была выявлена как у скоп с Лонг-Айленда, так и у белоголовых орланов из Флориды. В последующих механистических исследованиях было установлено, что истончение скорлупы происходит под воздействием ДДЭ, метаболита ДДТ, который нарушает транспорт кальция в железах, вырабатывающих скорлупу.

Итак, ученые доказали, что биоаккумуляция галогенорганических пестицидов наносит серьезный удар по птицам, занимающим верхнее положение в пищевых цепях водных экосистем. Но оказывают ли они такой же негативный эффект на хищных млекопитающих? В отличие от легко наблюдаемых и широко распространенных певчих и хищных птиц, хищные млекопитающие редко встречаются в городских и пригородных районах, и, если и обитают там, ведут скрытный образ жизни. Кроме того, в отличие от рыбоядных птиц, являющихся высшим звеном пищевых цепей, койоты, еноты, лисицы и скунсы всеядны и могут выживать неподалеку от человеческого жилья и связанных с ним пестицидов, не подвергаясь их воздействию через биоаккумуляцию.

Исключением оказались домашние кошки, особенно живущие на фермах и поедающие крыс, мышей и других полевых и домашних грызунов-вредителей. Домашние кошки умываются языком, и ДДТ, скапливающийся на их шерсти, может таким образом попадать в пищеварительную систему и далее в кровь. Так, например, в одной из боливийских общин в 1965 г. была отмечена вспышка геморрагической лихорадки, вызванная значительным ростом популяции крыс после того, как там умерли все местные домашние кошки. Как раз перед массовой гибелью кошек все дома в общине были обработаны ДДТ, и, скорее всего, причиной смертности стал именно этот пестицид, попадавший в организм хищников при вылизывании. Ткани одной из погибших кошек были исследованы на содержание ДДТ, и выявленная концентрация действительно оказалась достаточной для летального исхода.

Другой случай произошел на Борнео, где связь между кошками и применением ДДТ приняла неожиданный оборот. ДДТ распыляли на жилища туземцев для борьбы с комарами. Домашние кошки, занимавшие там место на вершине короткой наземной пищевой пирамиды, по всей видимости, начали умирать из-за ДДТ, так как поедали гекконов и тараканов, живущих в тростниковых крышах обработанных домов. Гибель кошек вызвала популяционный взрыв грызунов, которые уничтожили большое количество пищевых запасов. Из-за нехватки кошек в деревнях было принято решение о «кошачьем десанте»: их сбрасывали в пострадавшие районы на парашютах с грузовых самолетов. Это реальная история, подтвержденная документами. Однако биоаккумуляция ДДТ в короткой пищевой цепочке, приведшая к высокой смертности высшего хищника, подтверждается только личными рассказами и слухами, так как никакой систематической научной оценки проведено не было. Так что в данном случае биоаккумуляция ДДТ в наземных пищевых цепях является скорее легендой, чем историческим фактом.

На протяжении всей своей истории человек ведет борьбу с вредителями и паразитами. По крайней мере дважды ему удавалось серьезно осложнить им жизнь. Первый был связан с появлением минеральных и растительных пестицидов первого поколения, а второй, произошедший совсем недавно по историческим меркам, – с изобретением синтеза органических пестицидов. Производство этих средств борьбы развивалось вместе с другими технологическими достижениями. Органический синтез создал чудесную страну новых веществ, которые продолжают и продолжают появляться. Многие из оставшихся глав этой книги посвящены этим новым веществам и их влиянию на наше будущее.

Глава 13. История регуляторных мер.

Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов. Сэр Исаак Ньютон.

При изложении материала в учебниках по токсикологии часто используется систематический подход – материал сгруппирован по классам веществ или по типу тканей-мишеней, – который никак не отражает социальных и политических аспектов этой сферы. Однако история современной токсикологии, которая началась сразу же по окончании Второй мировой войны и продолжается по сей день, имеет не меньше отношения к правам человека, чем к полициклическим ароматическим углеводородам и раку или психоактивным веществам и зависимости. Следующие три главы посвящены общественному пониманию потенциальной угрозы, которую несут в себе антропогенные химические вещества, и попыткам относительно небольшого числа людей защитить здоровье человека и окружающей среды от этой угрозы. Эти ключевые фигуры сформировали современные взгляды на законодательство в области производства и применения различных химических веществ, оставив сегодняшним токсикологам богатое наследие.

История законодательного регулирования безопасности пищевых и лекарственных продуктов в США – это история одной из самых тяжелых политических войн, которая длилась долгие годы и десятилетия. Часто положительный исход битв определялся отдельными событиями и выдающимися личностями, которым удавалось воздействовать на общественное мнение и действия правительства. Но прежде чем погрузиться в бурю событий, развернувшихся после Второй мировой войны, имеет смысл рассмотреть состояние безопасности пищи и лекарств в США в XIX в.

В 1900 г. население США составляло 76 млн человек, 60 % из них проживало в сельской местности, одна пятая из которых – непосредственно на фермах. Рацион многих людей состоял из того, что выращивали они сами или их соседи-фермеры. Мясо поступало на стол с местных пастбищ или было продуктом местной охоты и рыбалки. Для хранения продуктов в основном использовался лед, а молоко употреблялось без пастеризации. Микробиологические методы диагностики болезней только начинали развиваться, и их профилактика путем санитарной обработки пищи также делала лишь первые шаги. В качестве консервантов для выпускаемых пищевой промышленностью продовольственных товаров использовались различные безвредные и не слишком химические препараты, но размещение на этикетках информации о составе продукта еще не стало общей практикой.

В области фармацевтики дела с безопасностью обстояли не лучше, чем в области продовольствия. Наиболее безвредные из «патентованных» средств для лечения распространенных заболеваний часто состояли преимущественно из красителей и сахара, в то время как другие содержали сильнодействующие наркотики – опиум, морфин, героин и кокаин. Реклама целебных свойств этих препаратов была лживой, и люди часто принимали психоактивный эффект наркотика за терапию. Продавцы лекарств конкурировали с ковбойскими шоу и цирковыми представлениями в сфере развлечений, предлагая публике на улицах и ярмарках сомнительные средства в качестве панацеи от всех болезней. «Качество не гарантируется» было лозунгом эпохи, и потребителю приходилось полагаться исключительно на себя в области безопасности приобретаемых и употребляемых продуктов и лекарственных средств.

Путь Соединенных Штатов от плохо регулируемого общества 1900 г. к сегодняшнему положению дел был отмечен рядом основных законов, ужесточивших меры контроля безопасности продовольствия и лекарств. Меры регуляции, существовавшие до окончания Гражданской войны в 1865 г., принимались в рамках штатов и могли очень сильно различаться между собой. В послевоенный период расцвет торговли между штатами породил необходимость в государственном органе контроля безопасности пищевых и лекарственных продуктов. Кроме того, на рубеже ХХ в. в Америке ускорился переход от аграрного к урбанистическому обществу, что еще больше подчеркнуло потребность в централизованных регуляторных мерах.

Прародителем Управления по надзору за продуктами и лекарственными средствами стало «движение за чистую пищу», которое берет начало в 1870-х гг. Движение изначально поддерживалось самой пищевой промышленностью, представители которой бунтовали против появления новых продуктов, конкурировавших с традиционным ассортиментом (маргарин против масла, хлопковое масло против свиного жира), и выступали за унификацию регуляторных мер во всех штатах. Как сказал один производитель упаковки для продуктов: «Сейчас нам приходится работать по-разному в каждом штате». Несмотря на поддержку промышленников, движение было не столько официальной коалицией, сколько неформальным объединением различных заинтересованных групп.

Предшественником Управления на государственном уровне был отдел химии в Министерстве сельского хозяйства. В 1883 г. – в тот самый год, когда Роберт Кох открыл холерный вибрион, – главным химиком отдела стал Харви Уайли. Этот незаурядный человек привнес в работу организации ряд рекламных техник, диапазон которых колебался от просто неортодоксальных до совершенно экстравагантных. Он старался донести результаты своих исследований до всех: начиная от женских клубов и заканчивая гражданскими и деловыми организациями, и преуспел в этом настолько, что статьи о его работе появились в таких журналах, как Collier's Weekly, Ladies Home Journal и Good Housekeeping. Кроме того, Уайли собрал команду из 12 молодых добровольцев, которые стали «отрядом по ядам». Члены отряда испытывали на себе различные виды продуктов, в составе которых содержались определенные количества консервантов: бура, салициловая, сернистая и бензойная кислоты, а также формальдегид – известный канцероген. «Отряд по ядам» мгновенно стал медиасенсацией, обеспечив Уайли и его деятельности еще больше внимания со стороны СМИ.

Уайли, работавший в администрации президента Теодора Рузвельта, выступал за расширение роли государства в контроле качества продуктов, но политическое сопротивление в этой области было довольно сильным. Не исключено, что предложенный Уайли законопроект так и не был бы одобрен Палатой представителей, если бы не своевременный выход книги Аптона Синклера «Джунгли» в 1906 г. Роман задумывался автором как обвинение капитализму и пропагандировал более близкую к социализму политическую систему. Однако общественное внимание больше всего привлекли те его главы, где говорилось о повсеместном добавлении в пищевые продукты таких вредных веществ, как формальдегид, соли металлов, красители, бура и глицерин. На волне, поднятой книгой Синклера, Конгресс принял два важных федеральных закона: «Закон о продуктах и лекарственных средствах», который получил неофициальное название «Закона Уайли», и «Закон о проверке качества мяса». Этими законами регулировалась деятельность вновь созданного Управления по контролю за продуктами и лекарственными средствами, миссией которого стало «предотвращение производства, продажи и перевозки испорченных, поддельных, ядовитых и вредных для здоровья продуктов, лекарств и напитков, а также регуляция торговли и транспорта и прочие связанные с этим вопросы».

С 1906 по 1930-е гг. Управление занималось в основном конфискацией испорченных продуктов и лекарств и недопущением их на потребительский рынок. Проблемами фармацевтической промышленности оно занялось лишь в конце 1930-х гг., после трагедии с сульфаниламидным эликсиром. История сульфаниламидных препаратов началась в 1932 г., когда Герхард Домагк открыл сульфамидохризоидин, который стал первым коммерческим антибиотиком, продававшимся под маркой «Пронтозил». Позже было установлено, что в организме пронтозил превращается в активный метаболит 4-аминобензолсульфонамид, или, в сокращенном виде, сульфаниламид. Компания S. E. Massengil в Бристоле, штат Теннесси, начала продажу препарата сначала в форме таблеток. Чтобы удовлетворить запросы потребителей в жидкой форме, главный химик предприятия стал искать подходящий растворитель. Он остановился на диэтиленгликоле, который придавал лекарству сладковатый вкус. Раствор начал продаваться как «сульфаниламидный эликсир», несмотря на то что алкоголя в нем не содержалось и на этикетке не было упомянуто о том, что в его состав входит диэтиленгликоль.

В течение осени 1937 г. препарат был назначен 353 пациентам, из которых 105 – более 30 % – в результате его приема скончались. Трагедия имела огромный общественный резонанс, и Конгресс принял резолюцию о необходимости тщательного разбирательства и полной оценки произошедшего. Итогом расследования стало принятие в 1938 г. «Закона о продовольственных, лекарственных и косметических товарах», который «законодательно устанавливал стандарты качества и подлинности пищевых продуктов, запрещал недостоверную рекламу лекарственных средств, а также прочих медицинских и косметических товаров, давал право Управлению по контролю за продуктами и лекарственными средствами на проведение инспекций на производствах и контроль за рекламой». Фактически этим законом на Управление налагались функции надзора за оценкой новых лекарств, наложения запретов на ложную и недостоверную информацию на этикетках и контроля за точным указанием на них состава, инструкции по применению и предупреждений о неправильном применении препарата.

Вторая мировая война: смена парадигмы.

В начале ХХ в. природоохранное законодательство развивалось медленно, в основном под влиянием каких-либо природных катастроф. Все изменилось после Второй мировой войны, которая принесла с собой ряд значительных технологических достижений, повлиявших, в свою очередь, на законодательную деятельность в области экологии и здоровья человека. После войны значительно продвинулась вперед медицинская и ветеринарная фармацевтика, начался массовый выпуск пенициллина и хлорорганических пестицидов. И, конечно же, Вторая мировая война, завершившись первым испытанием ядерного оружия, стала началом атомной эпохи.

Исследования, приведшие к изобретению и изготовлению атомной бомбы, проект «Манхэттен», показали возможности правительства в сфере высоких технологий. Его способность мобилизовать все силы и лучшие умы для достижения масштабных целей была продемонстрирована и в других областях. Один из примеров – бум производства нового антибиотика, пенициллина. До 1945 г. процесс его производства был очень трудоемким и неэффективным. Так, всего произведенного в 1942 г. пенициллина хватило бы лишь на 12 пациентов. В 1945 г. процесс стал промышленным, и производство взлетело до 4 млн стерильных упаковок препарата в месяц.

В разгар войны с обеих сторон в ней участвовало более 1,9 млрд человек – на фронте и в тылу. В Соединенных Штатах насущные военные потребности обусловили одновременный всплеск новых технологий в ряде сфер: решения операционных задач, электронных вычислений, радаров, сонаров, механизации сельского хозяйства, систем связи, реактивного самолетостроения, ракетных технологий и, конечно, медицины. Применение антибиотиков на полях сражений произвело революцию в медицине, а пестицидов – в контроле инфекционных заболеваний. После войны многие из перемен в сельскохозяйственном и промышленном производстве, а также в социальной сфере, получили новое направление в строительстве послевоенного общества. Среди них было, к примеру, развитие новой модели научных исследований, в том числе основание в 1950 г. Национального научного фонда.

Послевоенный токсикологический мир.

Вторая мировая война значительно повлияла на медицинскую токсикологию в двух очень важных аспектах: первым стало повышение научного интереса к возникновению и развитию онкозаболеваний, а вторым – выброс на фармацевтический рынок огромного количества синтетических органических веществ. После того как в 1945 г. США взорвали две атомные бомбы и уничтожили два японских города, Хиросиму и Нагасаки, в обществе возник ужас перед радиационным заражением. После Второй мировой войны угроза ядерной катастрофы не снизилась, а наоборот, стала расти: «холодная война», атмосферные испытания ядерного оружия с 1946 по 1963 г. и случавшиеся время от времени аварии на атомных реакторах (начиная с частичного расплавления активной зоны реактора в Чок-Ривер, в Канаде, в 1952 г.) лишь усиливали градус общественного страха. Но беспокойство о последствиях радиационного заражения заставило уделить более пристальное внимание проблеме рака. Кроме того, общенациональные усилия, которые ранее привели к массовому производству антибиотиков, теперь были направлены на изучение и профилактику раковых заболеваний. Однако, несмотря на прекрасное финансирование этих исследований, проблему рака оказалось решить не так-то просто, о чем мы еще поговорим в следующих главах.

Вторым важным последствием Второй мировой войны для токсикологии стал расцвет синтеза новых веществ. Появление на рынке новых лекарств, пестицидов и пищевых добавок очень сильно, и по большей части положительно, повлияло на фармацевтическую промышленность и медицину. Тем не менее были и весьма печальные и неожиданные побочные эффекты. В 1957 г. в Германии было синтезировано и зарегистрировано новое вещество, талидомид, обладавшее успокоительным действием. Препарат, поступивший на рынок под названием «Контреган», считался практически нетоксичным, так как даже дозировка выше 5 г на кг веса при оральном приеме не была летальной для лабораторных мышей. Но всего через два года европейские невропатологи стали диагностировать у пациентов, принимавших талидомид, воспаление периферических нервных окончаний, и это оказалось лишь верхушкой айсберга. Еще через два года, в 1961 г., обнаружилось резкое повышение частоты случаев фокомелии, врожденного дефекта, при котором у плода нарушается развитие конечностей, так что ладони и стопы крепятся к телу лишь короткими косточками неправильной формы. Выяснилось, что им страдают дети только тех матерей, кто на определенной стадии беременности принимал талидомид.

Связь между талидомидом и фокомелией обеспокоила производителя, и в 1961 г. препарат перестал продаваться в Европе. В результате и было получено основное доказательство наличия этой связи, так как после удаления препарата с рынка случаи фокомелии практически прекратились. А за четыре года широкой продажи родилось более 10 000 детей с этим заболеванием[8]. К апрелю 1962 г. были опубликованы результаты первого исследования на животных, где было показано, что талидомид оказывает сходный эффект на плод у кроликов. За ним последовали другие работы, подтвердившие этот факт, и судьба приема талидомида во время беременности была окончательно решена.

Эта история оказалась достаточно жуткой, чтобы вызвать политические перемены. В 1962 г. в США была принята поправка Кефовера – Харриса (получившая название «Поправки об эффективности лекарств») к «Закону о продовольственных, лекарственных и косметических товарах», которая в числе прочего обязывала производителей лекарственных средств предоставлять доказательства эффективности и безопасности выпускаемых ими препаратов до их одобрения и поступления в продажу.

Аномалии развития, связанные с талидомидом, выявлялись быстро и были очевидными, но появились свидетельства того, что некоторые препараты могут наносить на первый взгляд не столь явный, но тем не менее серьезный вред. Классическим примером может служить синтетический нестероидный эстроген диэтилстильбэстрол (ДЭС). Он был синтезирован в 1938 г. и в 1940–1950-х гг. врачи стали назначать его беременным женщинам для предотвращения выкидышей. В отличие от талидомида, жизнь которого на полках аптек оказалась очень недолгой, ДЭС оставался на рынке 24 года, с 1947 по 1971 г. По оценкам, за это время его принимали от 5 до 10 млн женщин в США и Европе.

В 1966–1969 гг., через 20 лет после того, как врачи начали назначать женщинам ДЭС, гинеколог из Многопрофильной больницы Массачусетса Артур Хербст начал отмечать у молодых женщин очень редкий тип рака. Он наблюдал за восемью женщинами в возрасте около 20 лет, которым был поставлен диагноз аденокарциномы влагалища. Опрос их матерей показал, что все они принимали во время беременности диэтилстильбэстрол. В 1971 г. доктор Хербст с коллегами опубликовали в New England Journal of Medicine судьбоносную статью, в которой описали взаимосвязь между ДЭС и этим редким типом рака, предположив, что воздействие ДЭС на плод на ранних стадиях беременности является одним из факторов риска для развития этого заболевания.

Через четыре года Хербст с коллегами опубликовали более развернутое исследование, в котором они сравнили 110 женщин, чьи матери принимали ДЭС, с 82 женщинами, которые не испытывали воздействия данного препарата. У них был изучен ряд доброкачественных изменений гениталий, в том числе аденоз, или присутствие железистой ткани на стенке влагалища. Исследование показало, что важнейшую роль играют сроки воздействия ДЭС. Среди женщин, подвергавшихся этому воздействию, доброкачественные аномалии были выявлены почти у трех четвертей тех, чьи матери принимали ДЭС в первые два месяца беременности. При приеме на третьем месяце таких была половина, а на четвертом – менее одной десятой.

Благодаря работе доктора Хербста произошла смена парадигмы: женщины и врачи начали совершенно иначе смотреть на проблему воздействия на плод лекарств, принимаемых матерью. Выяснилось, что ДЭС способен влиять на структурное развитие тканей и органов плода совершенно неожиданным образом, вызывая целый ряд морфологических аномалий. Первые исследования были посвящены риску развития рака, но затем ученые обратили внимание и на другие нарушения, несвязанные с онкологией, что также имело очень большое значение.

Мы рассказали здесь лишь о некоторых вехах на долгом и сложном историческом пути оценки риска и законодательных мер в области общественного здоровья. Часто предохранительные меры вводились благодаря действиям множества профессионалов, большинство которых осталось в тени истории. Тем не менее отдельные события, в корне менявшие общественно-политическое отношение к тем или иным проблемам, и те люди, которые персонифицировали эти перемены, также оставили свой след в развитии законодательных мер за прошедший век.