Китайское исследование

Не все белки одинаковы

Если вы до сих пор внимательно следили за развитием событий, то поняли, насколько провокационны эти выводы. Контролирование рака посредством питания было и продолжает оставаться радикальной идеей. Однако, как будто всего вышесказанного было недостаточно, важную информацию мог дать ответ на вопрос: имело ли значение то, какой тип белка использовался в ходе экспериментов? Во всех вышеописанных экспериментах мы использовали казеин, из которого на 80–85 % состоит белок коровьего молока. Поэтому следующим логичным вопросом было то, окажет ли растительный белок при повторении тех же опытов аналогичное влияние на развитие рака, как и казеин. Ответ был ошеломляющим: НЕТ. При проведении тех же экспериментов растительный белок не способствовал развитию рака даже при приеме в пищу в большом количестве. Талантливый студент колледжа со специализацией по медицине и биологии, работавший над дипломом под моим руководством, Дэвид Шульсингер, выполнил это исследование (рис. 3.8^{129}). Глютен – белок, содержащийся в пшенице, – не оказывал такого же воздействия, как казеин, даже при его доле в питании, равной 20 %.

Рис. 3.8. Тип белка и реакция очагов

Мы также проанализировали, оказывает ли белок, содержащийся в сое, такое же воздействие на развитие очагов, как казеин. У крыс, рацион которых на 20 % состоял из соевого белка, не наблюдалось раннего развития очагов, как и в случае с диетой, содержащей 20 % белка пшеницы. Внезапно белок, а именно белок молока, не показался таким уж полезным. Мы обнаружили, что низкобелковая диета уменьшает риск инициации рака, действуя при этом различными синхронными методами. Оказалось также, что высокая доза белка, превышающая количество, необходимое для нормального развития организма, способствует развитию рака после завершения стадии инициации. Подобно нажатию кнопки выключателя света, мы могли контролировать развитие рака, просто изменяя долю белка в пище вне зависимости от начальной дозы канцерогена. Однако фактором, способствующим развитию рака, выступал в данном случае белок коровьего молока. Моим коллегам было сложно воспринять идею, что белок может вызвать развитие рака, но чтобы это был белок коровьего молока? Я, наверное, сошел с ума?

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Для тех читателей, кто хочет узнать немного больше, я рассмотрел некоторые дополнительные вопросы в приложении А.

Грандиозный финал

До сих пор мы полагались на результаты экспериментов, в ходе которых измеряли лишь ранние показатели развития опухолей и ракоподобные очаги. Но теперь настало время провести большое исследование, чтобы проанализировать весь процесс образования опухолей. Мы организовали широкомасштабное исследование с использованием нескольких сотен крыс и изучили образование опухолей на протяжении всей их жизни, используя несколько различных подходов^{130}{131}.

Влияние белка на развитие опухолей было поистине ошеломляющим. Продолжительность жизни крыс обычно составляет два года, поэтому длительность исследования составляла 100 недель. Все животные, которым давали афлатоксин и доля казеина в пище которых была равна обычным 20 %, в течение 100 недель погибли или были близки к смерти^{132}{133}. Все животные, которым давали афлатоксин в том же количестве, но диета которых включала лишь 5 % белка, спустя 100 недель были живы, активны и энергичны, а их шерстка лоснилась. Это фактически было соотношение 100 к 0, что крайне редко бывает при исследованиях, и этот результат был почти идентичен полученному в ходе более раннего исследования в Индии^{134}.

Во время того же эксперимента^{135} мы изменили диету некоторых крыс по прошествии 40 либо 60 недель, чтобы еще раз проанализировать обратимость рака на стадии промоции. Скорость роста опухолей у животных, диету которых изменили с высокобелковой на низкобелковую, значительно снизилась (на 35–40 %!) по сравнению с животными, чья диета осталась высокобелковой. У животных, чью диету изменили с низкобелковой на высокобелковую в середине их жизни, развитие опухолей возобновилось. Эти исследования полноценных опухолей подтвердили наши более ранние результаты анализа очагов. А именно, что изменения в питании могут регулировать развитие рака.

Кроме того, в ходе этих исследований, охватывающих весь срок жизни крыс, мы наблюдали за ростом рака на ранней стадии, то есть очагами, чтобы выяснить, является ли их реакция на белок в питании такой же, как и при последующем развитии опухолей. Соответствие между ростом очагов и ростом опухолей было более очевидно (см. рис. 3.9а)^{136}{137}. Развитие очагов выразительно предсказывало дальнейший рост рака.

Рис. 3.9а. Развитие опухолей в течение 100 недель

 

Рис. 3.9б. Ранние очаги, полный срок жизни крыс

Что еще нам нужно было выяснять? Я и не мечтал, что наши результаты на этом этапе будут до такой невероятной степени последовательными, биологически правдоподобными и статистически значимыми. Мы полностью подтвердили результаты первоначального исследования в Индии и сделали это исключительно тщательно.

Не осталось никаких сомнений: белок коровьего молока – чрезвычайно мощный стимулятор развития рака у крыс, подвергшихся воздействию афлатоксина. Тот факт, что этот стимулирующий эффект возникает при уровне содержания белка в питании, обычном для грызунов и человека (10–20 %), делает полученный результат особенно тревожным – и провокационным.

Другие виды рака, другие канцерогены

Теперь возникает главный вопрос: какое значение результаты этого исследования имеют для человеческого здоровья и, в частности, как это связано с раком печени у людей? Один из способов анализа этой проблемы – опыты над другими видами животных, других канцерогенов и других органов. Если влияние казеина на развитие рака останется неизменным во всех этих случаях, то повышается вероятность того, что людям стоит его остерегаться. Поэтому мы расширили масштабы нашего исследования, чтобы убедиться в универсальности наших открытий.

Пока мы проводили опыты на крысах, были опубликованы исследования^{138}{139}, показывавшие, что хроническое инфицирование вирусом гепатита В (HBV) представляет собой важнейший фактор риска, который может вызвать рак печени. Предполагалось, что у людей, хронически инфицированных HBV, риск возникновения рака печени повышается в 20–40 раз.

Со временем было проведено тщательное исследование вопроса о том, как данный вирус вызывает рак печени^{140}. Частица этого вируса внедряется в генетический материал печени мыши и вызывает инициацию рака. Когда такой процесс, именуемый трансфекцией, происходит в ходе опыта, животные считаются трансгенными.

Почти все исследования трансгенных мышей, инфицированных вирусом HBV, проведенные в других лабораториях (а таких исследований немало), были выполнены в первую очередь для того, чтобы понять молекулярный механизм действия HBV. При этом не уделялось никакого внимания питанию и его влиянию на развитие опухоли. Я с удивлением наблюдал на протяжении нескольких лет, как одна группа ученых утверждала, что главная причина рака печени у людей – афлатоксин, а другая отводила эту роль HBV. При этом ни один ученый не осмелился предположить, что питание может оказывать какое-то воздействие на болезнь.

Мы хотели выяснить, какой эффект оказывает казеин на рак печени у мышей, вызванный HBV. Это был большой шаг. Мы уже не ограничивались исследованием одного канцерогена – афлатоксина и одного вида животных – крыс. Блестящий молодой аспирант из Китая, входящий в мою научно-исследовательскую группу, Цзифан Ху, начал исследования, а позже к нему присоединился Чжицян Чэн. Нам понадобилась колония трансгенных мышей. Существовали две «породы» таких мышей: одна в Ла-Джолла в Калифорнии, а другая – в Роквилле, Мэриленд. У каждой из этих пород разные части вируса HBV были внедрены в гены их печени, и, следовательно, все они имели высокую склонность к возникновению рака печени. Я связался с учеными, ответственными за эти проекты, и попросил их помочь нам основать собственную колонию таких мышей. Ученые обеих исследовательских групп поинтересовались, что мы хотим сделать, и все они были склонны думать, что изучение воздействия белка окажется глупой затеей. Кроме того, я подавал заявку на получение гранта для проведения научного исследования по данному вопросу, и мне отказали. У тех, кто рассматривал мою заявку, не вызвала энтузиазма идея о влиянии питания на рак, вызванный вирусом, особенно о влиянии белка в составе питания.

Я начал спрашивать себя, не слишком ли вызывающе я поставил под сомнение мифическую ценность белка для здоровья? Реакция на заявку о получении гранта очевидно указывала на вероятность этого.

В итоге мы нашли источники финансирования, провели исследования с использованием обеих пород мышей и получили в целом те же результаты, что и с крысами^{141}{142}. Вы сами можете их увидеть. Вставленные рисунки (рис. 3.10)^{143} показывают, как выглядит поперечное сечение мышиной печени под микроскопом. Окрашенные темным цветом участки показывают развитие рака (не обращайте внимания на «дыру», это лишь поперечное сечение вены). На рис. 3.10 г показано интенсивное раннее формирование рака у животных, питание которых на 22 % состояло из казеина, на рис. 3.10в – гораздо менее интенсивный процесс у животных, чья диета на 14 % состояла из казеина, а на рис. 3.10б – отсутствие рака у животных, в питании которых присутствовало лишь 6 % казеина. Оставшийся рис. 3.10а показывает печень, в которой отсутствует ген вируса (контрольный снимок).

Рис. 3.10. Влияние белка в питании на вызванный генетическими причинами (HBV) рак печени (у мышей)

На рис. 3.11^{144} показана экспрессия (активность) двух генов HBV, которые при внедрении в печень мыши вызывают рак. На обоих рисунках видно одно и то же: при диете, на 20 % состоящей из казеина, экспрессия вируса гена в провоцировании рака усилилась, тогда как при диете, на 6 % состоявшей из казеина, такой активности не наблюдалось.

Рис. 3.11. Влияние белка в питании на экспрессию генов (у мышей)

К тому времени у нас имелось более чем достаточно информации, чтобы сделать вывод, что казеин, этот вызывающий священное поклонение белок коровьего молока, в значительной степени усиливает развитие рака:

• у крыс, подвергшихся воздействию афлатоксина;

• у мышей, инфицированных HBV.

Помимо того что все эти эффекты имели большое значение сами по себе, мы также обнаружили множество дополнительных механизмов, которые приводили к таким последствиям.

Возник следующий вопрос: можем ли мы распространить эти выводы на другие виды рака и канцерогены? В медицинском центре Иллинойского университета в Чикаго другая научно-исследовательская группа изучала рак молочной железы (груди) у крыс^{{145}{146}{147}}. Это исследование показало, что увеличение употребления казеина способствовало развитию рака молочной железы. Ученые выяснили, что повышение доли казеина в пище:

• способствует развитию рака молочной железы у крыс, в ходе экспериментов подвергавшихся воздействию двух канцерогенов (7,12-диметилбензантрацена (DBMA) и N-нитрозометилмочевины (NMU));

• вызывает множество разных реакций, которые в совокупности повышают риск развития рака;

• действует через ту же систему женских гормонов, что и у людей.

Более широкие выводы

Вырисовывалась очень интересная картина. Для двух разных органов, двух разных канцерогенов и двух разных видов животных казеин стимулировал развитие рака посредством высокоинтегрированной системы механизмов. Это мощное, убедительное и постоянное воздействие. Например, казеин влияет на механизм взаимодействия клетки с канцерогенами, на взаимодействие ДНК с канцерогенами и на механизм роста раковых клеток. Глубина и согласованность этих выводов дают серьезные основания предположить, что результаты сделанных исследований распространяются также на людей, и на то есть четыре причины. Во-первых, у крыс и у людей почти одинаковая потребность в белке. Во-вторых, белок в человеческом организме действует почти так же, как и в крысином. В-третьих, уровень потребления белка, вызывающий рост опухолей, соответствует уровню его потребления у людей. И в-четвертых, как у грызунов, так и у человека стадия инициации рака имеет гораздо меньшее значение, чем стадия промоции. Это связано с тем, что мы, вполне вероятно, в повседневной жизни подвергаемся воздействию очень малых доз канцерогенов, но вызовут ли они развитие опухолей, зависит от стадии промоции или ее отсутствия.

Несмотря на мою убежденность в том, что увеличение употребления казеина способствует развитию рака, мне следовало избегать излишних обобщений. Это был провокационный вывод, который вызывал сильный скепсис и даже неприкрытую враждебность. Тем не менее эти результаты были лишь началом дальнейших исследований. Я хотел получить еще больше доказательств. Возможно, полученные выводы были зерном гораздо большей истины. Какой эффект оказывают на развитие рака другие питательные вещества и как они взаимодействуют с различными канцерогенами и органами? Может ли их нейтрализовать воздействие других питательных веществ, канцерогенов или органов, и будет ли согласовываться эффект воздействия питательных веществ, содержащихся в различных продуктах питания? Останется ли стадия промоции все так же обратимой? И если да, значит, рак можно легко контролировать и даже излечивать, просто уменьшив потребление питательных веществ, провоцирующих его развитие, и (или) увеличив в питании долю веществ, затормаживающих развитие болезни.

Мы начали несколько дополнительных исследований с использованием различных питательных веществ, включая рыбный белок, пищевые жиры и антиоксиданты, известные как каротиноиды. Два моих выдающихся аспиранта, Том О’Коннор и Юпинг Хе, проанализировали способность этих веществ вызывать рак печени и поджелудочной железы. Полученные результаты и многие другие исследования показали, что питание гораздо важнее для контролирования развития рака на стадии промоции, чем начальная доза канцерогена. Идея о том, что питание оказывает непосредственное влияние на развитие рака на стадии промоции, стала находить отклик у ученых, занимавшихся исследованием взаимосвязи питания и рака. Journal of the National Cancer Institute, являющийся официальным изданием Национального института онкологии, обратил внимание на наши исследования и даже вынес некоторые из наших выводов на обложку^{148}.

Более того, становилось очевидным: употребление животной пищи усиливало развитие опухолей, в то время как питание растительной пищей оказывало обратное воздействие. Наше масштабное исследование крыс, у которых развились опухоли под воздействием афлатоксина, на протяжении всей их жизни подтвердило эту гипотезу. Изучение мышей с генами печени, измененными под воздействием гепатита В, подтвердило эту гипотезу. Исследования рака молочной железы и других канцерогенов, проведенные другими учеными, подтвердили эту гипотезу^{149}{150}. Исследования антиоксидантов каротиноидов и стадии инициации рака подтвердили эту гипотезу^{151}{152}. На протяжении первой стадии рака – инициации и второй его стадии – промоции данная гипотеза подтверждалась. При анализе различных механизмов воздействия данная гипотеза подтверждалась.

После публикации этих исследований в авторитетных научных журналах 1970, 1980 и 1990-х гг., а также в первом издании этой книги я стал свидетелем реакции общества на эту информацию. Несомненно, многие – в том числе более миллиона читателей – приняли ее к сведению. Хотя, как и ожидалось, люди реагировали по-разному, очевидно, это было связано с личным опытом.

Некоторые, прочитав эту главу, воскликнули «верно!» и решили навсегда изменить свой рацион. Даже намека на то, что самый почитаемый питательный элемент при чрезмерном потреблении способствует развитию наиболее пугающего заболевания, оказалось достаточно, чтобы изменить свое питание, и никаких дополнительных объяснений не потребовалось. Другие, глубоко погруженные в современные диетические практики, тоже закивали в знак согласия, но больше решили ничего не читать. Вместо этого они атаковали нас вопросами, для чего проводилось исследование. В любом случае наши выводы никого не оставили равнодушными.

И все же тогда, как и сейчас, я не мог игнорировать вероятность того, что наши доказательства, пусть и ограниченные по масштабу, но чрезвычайно впечатляющие и последовательные, могут иметь большое значение для здоровья людей. Однако мне приходилось проявлять осторожность, потому что все доказательства были получены в основном в ходе опытов над животными. И хотя имелись весомые аргументы в пользу того, что эти провокационные выводы с качественной точки зрения могут быть распространены на здоровье человека, нам нужны были количественные показатели. Иными словами, нужно ответить на вопрос: имеют ли эти выводы, относящиеся к животным и раку, ключевое значение для всех людей во всех ситуациях, или они значимы для меньшинства людей в довольно редких случаях? Приводят ли обнаруженные нами механизмы к одной тысяче случаев рака среди людей в год, одному миллиону случаев или больше? Нам нужны были непосредственные доказательства, полученные в ходе исследований людей. В идеале эти доказательства должны были быть получены со строгим соблюдением методологии и предусматривать всеобъемлющее исследование вопросов питания, в котором требовалось участие большого количества людей, ведущих схожий образ жизни, имеющих схожую генетику и при этом совершенно разные случаи заболеваний.

Возможность провести такое исследование представляется редко, и это еще мягко сказано, однако нам невероятно повезло. В 1980 г. мне посчастливилось принять в своей лаборатории одного из наиболее именитых и профессиональных китайских ученых – Чэня Цзюньши. В сотрудничестве с этим выдающимся специалистом появился шанс провести более глубокие и масштабные исследования. Нам дали возможность провести исследование людей, которое подняло бы выводы, сделанные в лаборатории, на новый уровень. Настало время наиболее всеобъемлющего в истории медицины изучения взаимосвязи между питанием, образом жизни и болезнями. Мы готовы были начать «Китайское исследование».

Глава 4. Уроки из Китая

Остановись, мгновенье

Возникало ли у вас когда-либо желание навсегда остановить мгновение? Некоторые моменты могут стать по-настоящему незабываемыми. У одних они связаны с семьей, близкими друзьями; у других – с природой, духовными практиками или религией. У большинства из нас, как мне кажется, и с тем и с другим. Эти моменты, как счастливые, так и печальные, становятся нашими личными воспоминаниями. Это минуты, когда все обстоятельства словно нарочно совпадают особым образом. И именно они определяют большую часть нашего жизненного опыта.

Осознание ценности таких мгновений не чуждо и ученым. Мы моделируем эксперименты, надеясь сохранить и проанализировать конкретные детали определенных моментов в течение последующих лет. Мне представилась такая возможность в начале 1980-х гг., когда выдающийся ученый из Китая Чэнь Цзюньши приехал в Корнелльский университет, чтобы поработать в моей лаборатории. Он был заместителем директора научно-исследовательской лаборатории китайского премьер-министра и одним из первых немногих китайских ученых, посетивших США после установления дипломатических отношений между двумя странами.

Атлас раковых заболеваний

В начале 1970-х гг. премьер-министр Китая Чжоу Эньлай умирал от рака. Страдая от смертельной болезни, премьер Чжоу организовал исследование на территории всей страны, чтобы собрать информацию о недуге, который был плохо изучен. Это было масштабное исследование уровня смертности от 12 различных видов рака в более чем 2400 округах Китая, охватывающее 880 млн (96 %) местных жителей. Это исследование было замечательным во многих отношениях. Оно осуществлялось силами 650 000 работников, это был наиболее амбициозный биомедицинский исследовательский проект среди когда-либо организованных. Конечным результатом стал атлас, показывающий, в каких районах наблюдалась высокая частота заболеваемости тем или иным видом рака, а в каких этот вид заболевания почти не встречался^{153} (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Атлас раковых заболеваний в Китае

Атлас показал, что в Китае рак географически локализован. Некоторые виды рака чаще встречались в одних районах, чем в других. Более ранние исследования уже наводили на эту мысль, показывая, что частота заболеваний раком значительно различается в разных странах^{{154}{155}{156}}. Однако эти данные из Китая были более примечательными, поскольку географические различия показателей заболеваемости раком были выражены гораздо ярче (табл. 4.1). И эти различия наблюдались в стране, где 87 % принадлежали к одной этнической группе – китайцы, или хань.

Таблица 4.1. Уровень заболеваемости раком в китайских округах

* Уровень смертности, скорректированный на возраст, количество случаев на 100 000 человек в год.

Почему наблюдались такие различия в частоте заболеваемости раком в различных округах с таким однородным по генетическим признакам населением? Мог ли рак в значительной мере быть обусловлен факторами, связанными с окружающей средой и образом жизни, а не с генетикой?

Несколько известных ученых ранее уже пришли к такому заключению. По оценкам авторов масштабного исследования в области питания и рака, подготовленного для Конгресса США в 1981 г., лишь около 2–3 % риска возникновения рака обусловлено генетическими факторами^{157}.

Данные, положенные в основу китайского Атласа раковых заболеваний, были поразительны. Показатели по округам, где наиболее часто встречались определенные виды рака, были в 100 раз выше, чем показатели по округам, где данный вид болезни встречался реже всего. И это весьма интересно.

Даже сравнительно небольшие различия в частоте заболеваемости раком порождают последствия в виде громких новостей, больших денег и влияют на большую политику. В моем штате Нью-Йорк долгое время муссировалась новость о росте частоты заболеваемости раком молочной железы в Лонг-Айленде. Крупные суммы (около 30 млн долл.^{158}) и долгие годы работы были потрачены на исследование этого вопроса. И какие же показатели произвели такой фурор? В двух округах Лонг-Айленда частота заболеваемости раком молочной железы была лишь на 10–20 % выше, чем в среднем по штату. Такого различия оказалось достаточно, чтобы эта новость появилась на первых полосах газет, напугала людей и побудила политиков к действию. Сравните это с результатами исследования, проведенного в Китае, где в одних частях страны определенные виды рака встречались в 100 раз чаще (10 000 %), чем в других.

В связи с тем, что население Китая сравнительно однородно с генетической точки зрения, было очевидно, что эти различия обусловлены причинами, связанными с окружающей средой. Это вызвало ряд важных вопросов:

• Почему частота заболеваемости раком была высокой в одних сельских округах Китая и низкой в других?

• Почему эти различия были так невероятно велики?

• Почему в целом раковые заболевания в Китае встречались реже, чем в других странах?

Чем больше мы общались с Чэнем, тем сильнее нам хотелось сделать своего рода «моментальный снимок» особенностей питания и окружающей среды в сельских районах Китая. Если бы только мы могли взглянуть изнутри на жизнь людей, узнать, чем они питаются, как живут, каков состав их крови и мочи и как они умирают. Если бы только мы могли воссоздать их жизнь с такой беспрецедентной точностью и так подробно, чтобы потом можно было анализировать этот материал на протяжении нескольких лет. Если бы мы смогли это сделать, то, вполне вероятно, нам бы удалось найти ответы на некоторые наши вопросы.

Иногда наука, политика и финансирование соединяются таким образом, что это позволяет провести экстраординарное исследование. Это произошло с нами, и мы получили шанс исполнить все, что хотели, и даже больше. Мы сделали по-настоящему полный «снимок» особенностей питания, образа жизни и болезни, какого еще никто никогда не делал.