Вирусы и как мы умеем с ними справляться

Заинтересовавшись причиной этого непонятного и потому удивительного явления, Э. Дженнер установил, что не болеют именно те из доярок, которые предварительно перенесли легкое заболевание — коровью оспу, или, как ее называли, «вакцину» (от греческого vacca — «корова»).

Будучи глубоко убежденным в правильности своих догадок, Э. Дженнер в 1796 г. отваживается на небывало рискованный эксперимент: он берет у доярки, больной коровьей оспой, содержимое пустулы и публично прививает его на кожу плеча здоровому восьмилетнему мальчику Джемсу Фиппсу. На месте прививки образовалось лишь несколько пузырьков. Через полтора месяца Э. Дженнер ввел Фиппсу гнойное содержимое кожного пузырька от больного натуральной оспой. И мальчик не заболел! Э. Дженнер повторил заражение — результат был тот же.

В 1798 году Э. Дженнер публикует результаты своих 25-летних наблюдений случаев коровьей оспы у людей, приобретших благодаря этому невосприимчивость и к натуральной оспе. Так в 1798 году была впервые доказана возможность надежного предупреждения оспы с помощью вакцинации, а с 1840 года вакцину для прививок начали получать заражением телят.

Прошло почти 100 лет после открытия Э. Дженнера, и в Париже Луи Пастер приготовил и успешно испытал вакцину против бешенства. Этот препарат содержал живой вирус бешенства, который в результате его многократных перевивок через мозг кроликов, т. е. благодаря многократным внутримозговым введениям от одного кролика другому, утратил способность вызывать бешенство у человека.

Сегодня здравоохранение располагает мощным арсеналом средств для предупреждения (профилактики) тяжелых вирусных заболеваний, и многие из этих средств знакомы нам с раннего детства: вакцины против кори, краснухи, полиомиелита, паротита, гриппа. Наряду с перечисленными созданы и применяются в особых случаях вакцины против бешенства, желтой лихорадки, лихорадки Денге, клещевого и японского энцефалита, герпеса, геморрагической лихорадки Эбола и др.

А все началось с одной неудачи…

Той весной Л. Пастер много работал с возбудителями куриной холеры, введение которых вызывало у кур смертельное заболевание. Но вот наступило лето. Работа приостановлена, и Л. Пастер с семьей уезжает отдыхать. Вернувшись осенью в лабораторию, ученый обнаруживает забытую им в термостате пробирку с бактериями, вызывающими куриную холеру. Он ввел их птицам, и странное дело — куры остались живы. Что же произошло с возбудителями, они «ослабели»?

Тем же птицам, которые сначала получили «ослабленные» микроорганизмы, Л. Пастер попробовал ввести «свежие» возбудители куриной холеры. Подопытные птицы не только не умирали, но даже не заболевали, хотя в случае введения только «свежих» микроорганизмов все птицы погибали от холеры.

Ослабленные микроорганизмы — вот путь создания предохранительных прививок! И на Международном медицинском конгрессе в Лондоне, состоявшемся в 1881 г., Л. Пастер заявил следующее: «Не встречаемся ли мы здесь с общим законом, который применим ко всем вирусам? Мы вправе рассчитывать открыть этим путем вакцины против всех заразных болезней…»

С тех пор прошло много лет, но все препараты микроорганизмов (вирусов, бактерий или других возбудителей), представляющие собой живые ослабленные или убитые микроорганизмы, а также их фрагменты, служащие для предупреждения различных инфекционных заболеваний, называют вакцинами, тем самым увековечив историю блестящей победы человеческого разума над тяжелейшим инфекционным заболеванием — натуральной оспой.

Однако неверно считать, что грозный лик вирусных заболеваний полностью утратил свои черты после открытий Дженнера и Пастера. Так, к примеру, всего 60 лет тому назад в Москве произошла вспышка очень и очень опасной болезни… Но обо всем по порядку.

Ясным январским утром 1960 г. автор этих строк в приподнятом настроении приехал на работу в Московский научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова. Молодой кандидат наук, младший научный сотрудник намеревался тепло попрощаться с сослуживцами, отбывая в командировку в Ленинград.

И как же велико было разочарование, когда заведующая отделом вирусов профессор С. С. Маренникова, без тени улыбки на лице, сообщила, что моя командировка отменяется в связи… с чрезвычайными (?) обстоятельствами. Мало этого, Светлана Сергеевна попросила приготовиться к приезду в лабораторию академика АМН СССР М. А. Морозова, хорошо известного как главного специалиста в стране по вопросам оспы и оспопрививания.

…Несколько дней назад в Боткинскую больницу г. Москвы поступил художник К. Кокорекин, только что вернувшийся из двухнедельной командировки в Индию. Художник был свидетелем похорон брамина, погибшего от оспы. Он даже протянул руку через костер, которым, как обычно, обкладывают место, где жил погибший, и потрогал удивительно красивую понравившуюся ему ткань.

На обратной дороге в Москву, уже в самолете художник почувствовал недомогание, у него поднялась температура, он начал кашлять и по приезде обратился в поликлинику, откуда его направили в Боткинскую больницу. Молодая ординатор приемного покоя больницы, узнав, откуда приехал пациент, как говорится, нимало не сомневаясь, поставила ему диагноз «натуральная оспа».

Маститый профессор высмеял молодого специалиста и поставил больному диагноз «грипп». Ну конечно грипп! А как же иначе? На дворе уже зима, в Москве началась и развивается очередная сезонная вспышка гриппа. В Боткинской больнице давно развернуто специальное отделение для гриппозных больных, и поступившего художника помещают в палату… к гриппозным больным.

Художнику становится все хуже и хуже. А в это время начинают заболевать работники больницы: регистратор, принимавшая художника, врач-ларинголог, консультировавший его, врачи и сестры того же отделения, и даже сантехник, всего лишь проходивший по коридору этого отделения, и конечно же, новые симптомы заболевания начали появляться у больных, находившихся с художником в одной палате.

В конце концов художник умирает. На вскрытии — картина, не характерная ни для гриппа, ни для его осложнений. Так что же это?

Патологоанатомы высказывают самые разные предположения. Около суток даже держался диагноз «чума под вопросом» (и это в Москве!!!). И тогда в отдел, руководимый проф. С. С. Маренниковой, из Боткинской больницы присылают на предметном стекле мазок гнойного содержимого кожных поражений (пустулы) заразившегося от художника и заболевшего врача-ларинголога Теркеля.

Приезд маститого академика именно в отдел, руководимый проф. Маренниковой, был не случайным. За несколько лет до этого Светлана Сергеевна была командирована в Узбекистан на вспышку натуральной оспы и привезла оттуда ряд изолятов этого вируса, относящегося, как сегодня известно, к первой группе биологически опасных возбудителей инфекционных заболеваний (в эту группу в те годы, кроме вируса оспы, включен был еще лишь возбудитель чумы).

…Тем временем я судорожно готовился к приезду известного академика — расчехлил микроскоп, установил свет, приготовил бумагу и авторучку и даже (на всякий случай) вскипятил чайник.

…Академик Михаил Акамович Морозов по приезде взял в руки предметное стекло с отпечатками, обработал препарат «по методу Морозова» и, сдвинув седые брови, прильнул к окуляру микроскопа. Долго двигал предметный столик, подробно изучая препарат, и только спустя некоторое время проворчал: «Молодой человек! Садитесь писать докладную министру здравоохранения СССР».

Нетвердой рукой я вывел под диктовку академика: «Министру здравоохранения Союза ССР С. В. Курашову. В препарате больного Т. обнаружены тельца Пашена».

Да, да! Тельца Пашена это и есть частицы вируса натуральной оспы, благодаря крупным размерам которых много лет назад Пашен предложил окрашивать их и рассматривать в обычном световом микроскопе.

Значит, в Москве — НАТУРАЛЬНАЯ ОСПА?!

С невиданной оперативностью был создан штаб по борьбе с оспой. Началось буквально повальное оспопрививание всех жителей г. Москвы. Прививали даже умирающих. Специальная комиссия выявляла и немедленно госпитализировала всех, кто находился в контакте с художником или членами его семьи, и даже тех, кто контактировал с контактировавшими. В результате таких оказалось около 5000 человек.

Боткинскую больницу перевели на казарменное положение (посещение больных запрещено, все сотрудники больницы живут в больнице, территория больницы оцеплена милицией).

По понятным причинам именно лаборатории проф. С. С. Маренниковой была поручена лабораторная диагностика всех случаев, имеющихся и вновь возникающих подозрительных заболеваний. А также, значит, и ежедневный забор материала от больных людей из Боткинской больницы и анализ материалов из города (автору этих строк приходилось даже выезжать в посольства) потому, что многим уже начало казаться, что у них начинается оспа (у страха глаза велики!).

На следующее утро во двор Института вакцин и сывороток имени Мечникова въезжает роскошный автомобиль «ЗИМ» главного врача Боткинской больницы. На вопрос — «Кто поедет в Боткинскую больницу брать материал от заболевших?», сообразив, что никогда больше не увижу больных натуральной оспой, я, не колеблясь (полный «вирусологического романтизма»), высказал твердое пожелание и, под ехидные реплики коллег, в роскошном автомобиле торжественно отправился в Боткинскую с большим металлическим ящиком, полным всяких материалов для взятия проб от больных.

А процедура оказалась не столь романтичной, как мне по наивности представлялось: раздевание донага, душ. Надеваю больничное белье, поверх медицинский халат, медицинскую шапочку, пару резиновых перчаток и марлевую маску с колоссальным комом ваты. На ноги — резиновые сапоги.

Перед каждым вхождением в палату в предбокснике надеваю еще один халат, еще одну пару перчаток. Вся эта казавшаяся излишней «обуза», как выяснилось в конечном итоге, спасла меня. Дело в том, что забор материала от больных включал соскобы кожных поражений, которые делаешь, низко наклонившись к кожной поверхности больного, взятие мазков из горла и носа, что, понятно, сопровождается кашлем и чиханием больного тебе в лицо. А я, как выяснилось позднее, оказался вообще непривитым против оспы.

Вспышке не дали разрастись, и в начале зимы 1960 г. она была полностью ликвидирована. Но из 46 человек заболевших 3 человека умерли. У ряда заболевших наблюдали развитие так называемого вариолоида, т. е. оспы привитых. У одного из погибших (это уже упомянутый выше только проходивший по коридору сантехник) развилась картина так называемой «черной оспы», при которой в кожных пузырьках (пустулах) вместо гноя накапливается кровь и, засохнув, кожа оказывается покрыта как бы черным панцирем. Этот больной умирал тяжело. Профессор С. С. Маренникова пыталась спасти его с помощью недавно разработанного ею противооспенного гамма-глобулина. Но тяжесть течения болезни этого пациента, к сожалению, оказавшегося непривитым, была слишком велика.

Итак, в начале 1960 г. со вспышкой этого заболевания было покончено. Однако, спустя несколько месяцев натуральная оспа внось напомнила о себе.

…Летом того же года одна из сотрудниц лаборатории — Э. М. Акатова-Шелухина — по заданию Минздрава СССР выезжает на вспышку натуральной оспы на границе с Афганистаном. Спустя некоторое время после возвращения в Москву (и на работу!) Эмма Михайловна почувствовала недомогание с явлениями простудного характера и небольшим повышением температуры. Конечно, на это можно было бы не обращать внимания, если бы не одно но…

«Но» заключалось в том, что признаки нездоровья появились на 13-й день после возвращения Э. М. Акатовой-Шелухиной из командировки, а инкубационный период при натуральной оспе не более 14 дней.

Опытный глаз Светланы Сергеевны увидел в этом нездоровье не только банальную простуду, и она поделилась своими соображениями с доктором А. В. Еремяном, который во время вспышки принимал практически всех контактировавших и контактировавших с контактировавшими. Айкас Ваганович в свою очередь поделился этой информацией с главным эпидемиологом Москвы доктором Самвеловой и…

…В разгар рабочего дня, когда каждый сотрудник лаборатории занимался своим делом, окрестности Московского НИИ вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова вдруг огласились оглушительным воем сирен. Несколько машин «Скорой помощи» буквально врываются на территорию института. Из них высыпает десант экипированных в защитные костюмы эпидемиологов…

Да, закон есть закон!

И вся лаборатория во главе с проф. С. С. Маренниковой, и еще несколько человек, с которыми общалась на работе возвратившаяся из командировки Э. М. Акатова-Шелухина, были немедленно отправлены в инфекционную больницу на Соколиной горе на двухнедельный карантин. При этом каждого поместили в отдельный бокс.

К счастью, вся эта история через 2 недели закончилась, и все мы благополучно вернулись домой и на работу.

Московская вспышка при всей ее драматичности являлась лишь одной из многочисленных так называемых завозных вспышек, которые возникали в свободных от оспы странах. Они служили своеобразным напоминанием о колоссальных территориях Азии, Африки и Южной Америки, где оспа продолжала существовать как эндемичная инфекция, которая различными путями попадала в свободные от нее страны.

По оценкам экспертов, ежегодная, заболеваемость оспой в мире составляла порядка 10 миллионов случаев, а смертность от оспы достигала не менее 2 миллионов человек. Вместе с тем существовал беспримерный опыт ликвидации оспы в нашей стране, где после введения в 1919 году обязательного оспопрививания понадобилось всего 20 лет, чтобы ликвидировать эту болезнь, несмотря на сложные условия и большие пространства страны.

В 1958 г. на 11-й сессии Всемирной ассамблеи была принята программы глобальной ликвидации оспы. В ее выполнение решающую лепту внесли наши отечественные ученые: и изготовлением вакцины, и личным участием в организации и проведении массовых прививок в различных странах Азии и Африки и, наконец, рядом важных научных разработок. Затраченные усилия, как мы знаем, не пропали даром — оспа ликвидирована на земном шаре! Последний случай заболевания человека оспой был зафиксирован в 1977 г. в Сомали.

Итак, сегодня мы более 40 лет без оспы, но есть ли гарантия того, что эпидемии оспы не вспыхнут вновь? Увы! Такой гарантии сегодня никто дать не может. Теоретически существуют угрозы возникновения новых вспышек этого заболевания.

Такие социальные явления, как терроризм и теоретическая возможность мутации вирусов оспы коров и обезьян, заставляют специалистов ВОЗ осуществлять постоянный строгий контроль за режимом в двух упомянутых выше специальных центрах хранения вируса и поддерживать определенный запас оспенной вакцины, то есть вынуждают «держать порох сухим».

Другим примером непрекращающихся малоприятных встреч человека с вирусами могут служить мировые пандемии гриппа. Да, есть гриппозные вакцины. И их применение несколько снижает заболеваемость среди привитых, но… Во-первых, заболеваемость гриппом превосходит заболеваемость всеми известными ныне инфекционными болезнями, вместе взятыми, а во-вторых, — существует несколько разновидностей вирусов гриппа, благодаря чему нередко вместо приготовленной заранее вакцины приходится в срочном порядке (эпидемия не ждет!) готовить новую, т. е. из другой разновидности (штамма) вируса. Этими причинами и объясняется все еще высокая заболеваемость гриппом в мире.

Серьезное изучение вирусов гриппа человека началось после 1933 года, когда англичане В. Смит, К. Эндрюс и П. Лейдлоу впервые выделили этот вирус, взяв от больного носоглоточный смыв, а затем заразили им белых африканских хорьков. Позднее этот вирус получил наименование «вирус гриппа типа А». Семь лет спустя, в 1940 году, Т. Френсис выделил вирус гриппа другого типа, который определили как «вирус гриппа типа В». И, наконец, еще через семь лет, в 1947 году Р. Тейлор выделил вирус, отличавшийся от первых двух, он был обозначен как «вирус гриппа типа С».

В связи с особыми свойствами наибольшее эпидемическое значение имеет вирус гриппа типа А. В XX веке было зарегистрировано три пандемии гриппа человека, разразившихся в 1918, в 1957 и в 1968 годах, и одна глобальная эпидемия в 1977 году, во время которой во всем мире гриппом переболело около полумиллиарда (!) человек.

Коварной особенностью вирусов гриппа, главным образом вируса гриппа типа А, оказалась его способность изменять свои свойства в результате двух событий — так называемого «антигенного дрейфа» и «антигенного шифта». Под антигенным дрейфом понимают незначительные изменения одного из поверхностных антигенов (Н-антигена), вызванные точечными мутациями в гене, контролирующим его образование. Такие мутации приводят к определенным, но незначительным изменениям свойств поверхностного белка — гемагглютинина. В случае же антигенного шифта происходит полная замена гена, что может происходить, например, в результате так называемой рекомбинации — генетического обмена между двумя разными вирусами гриппа. Такое событие уже приводит к смене подтипа вируса по одному или даже двум антигенам, и такие новые варианты вирусов способны вызвать крупные эпидемии или даже пандемии.

Так, например, пандемии в 1957 году «азиатского» гриппа и в 1968 году «гонконгского» гриппа были обусловлены внедрением в генетический материал вирусов человека генетического материала вируса гриппа птиц. А вот в 2009 году разразившаяся пандемия гриппа была вызвана вирусом гриппа типа А, в генетический материал которого оказался внедренным генетический материал вируса гриппа свиней.

Но и это еще не все. Во второй половине XX века трудно было поверить, что где-то на нашей планете еще могло быть обнаружено заболевание, и, более того, массовое заболевание с высокой смертностью, вызванное новым, доселе неизвестным вирусом. Но, увы, такое случалось и не раз. Вот несколько примеров.

В 1967 году в Марбурге и во Франкфурте-на-Майне (ФРГ), а также в Белграде (тогда СФРЮ) неожиданно вспыхнуло тяжелое заболевание среди сотрудников научно-исследовательских институтов, занимавшихся приготовлением и изучением клеточных культур из органов африканских зеленых мартышек, привезенных для этого из Уганды. Всего заболели 25 человек, из них семеро погибли; а от заболевших заразились еще 6 человек. Два года спустя, в январе 1969 года, в далекой Нигерии в христианской миссии, расположенной в местечке Ласса, от неизвестного инфекционного заболевания умирает медицинская сестра. Ухаживавшие за ней две медицинские сестры также вскоре заболевают, и одна из них умирает. Погиб и врач, вскрывавший трупы умерших медицинских сестер. В 1970 году во время вспышки этого же заболевания в Нигерии смертность достигала 52 %. Позднее были описаны вспышки данной болезни в Либерии и в Сьерра-Леоне. За это время из 20 заболевших только медицинских работников 9 человек погибли. Первое из описанных заболеваний известно теперь под названием «лихорадка Марбург», второе — «лихорадка Ласса». Возбудителями заболеваний оказались вирусы, сходные по размерам, но различающиеся по некоторым свойствам.

В период с июля по ноябрь 1976 года в Южном Судане, в поселке Джуба и деревнях Мариди и Нзара было зарегистрировано более 300 случаев заболевания тяжелейшей лихорадкой: 151 человек погиб. В то же время в долине реки Эбола в Северном Заире, в деревнях Ямбуку и Бумба ситуация оказалась еще более катастрофической: заболели 358 человек и из них 325 умерли. Эта тяжелейшая болезнь также вызывается вирусом и известна сегодня под названием «геморрагическая лихорадка Эбола». Смертность при ней достигает 90 %!

Где и когда нам еще предстоят встречи с грозным врагом? Сказать трудно, но понятно, что складывать оружие охотникам за вирусами пока рано…

Глава 2. Тайные встречи

Заразиться — заболеть???

Во время эпидемии полиомиелита, вспыхнувшей в Румынии в конце 20-х годов прошлого столетия, медицинская сестра одной из больниц из-за семейных трудностей была вынуждена держать своего ребенка в палате с больными детьми. Он спал за ширмой. Ребенок на протяжении нескольких месяцев выглядел совершенно здоровым, хотя и был немного истощен. Врач из гуманных соображений назначил ему общеукрепляющие процедуры, в том числе облучение ультрафиолетовым светом. Спустя сутки после первого же сеанса облучения у ребенка поднялась температура до 40 °C, а на следующую ночь он умер с явлениями паралича. Диагноз «полиомиелит» подтвердился на вскрытии и вирусологически.

В 1925 году в Бристоле (Англия) вспыхнула эпидемия оспы, при которой смертность достигала 71 %. Вакцинированная за 6 лет до этого 12-летняя девочка постоянно ухаживала за своим заболевшим отцом, а после его смерти — за больными оспой матерью и теткой. При этом ребенок ни одного дня не болел, но 21 человек непривитых, контактировавших с этой девочкой, заболели натуральной оспой и погибли.

А вот вам знаменитая «история с солдатом из Фонтенбло». В пригороде Парижа собаку, которую когда-то покусал волк, на всякий случай длительное время держали на привязи, и она была совершенно здорова. Но случилось так, что она в этот период сумела укусить проходившего мимо солдата. Спустя некоторое время солдат заболел бешенством и умер, собака же продолжала оставаться внешне совершенно здоровой.

Приведенные факты сегодня легко объяснимы: в обоих первых случаях вирус присутствовал в организме внешне здоровых детей, т. е. оба ребенка были вирусоносителями: первый — вируса полиомиелита, второй — вируса натуральной оспы. Под действием ультрафиолетового облучения произошла активация вируса полиомиелита (явление резкого усиления вирусного размножения), и ребенок погиб от развившегося острого полиомиелита. Во втором случае вирусоносительство, очевидно, сопровождалось постоянным выделением инфекционного вируса оспы в окружающую среду, и 21 человек поплатились за это жизнью. Сходный случай произошел и с собакой, вирусоносительство у которой также сопровождалось выделением вируса бешенства со слюной.

Таким образом, в начале 20-х гг. XX столетия, в самый разгар борьбы с тяжелыми вирусными заболеваниями, в научной литературе начали появляться сообщения о возможности присутствия некоторых вирусов в организме внешне здоровых людей. Число подобных сообщений постепенно увеличивалось. Наблюдения показывали, что данное явление имеет место не только у людей, но и у животных, растений, насекомых и даже бактерий. Да, да, и бактерий!

В 1921 году известный бельгийский иммунолог Ж. Бордэ и его ученик румынский микробиолог М. Чиука описали случай появления бактериального вируса — бактериофага — в пробирках с бактериями, хотя никто этот вирус в пробирки не вносил. Может быть, бактериофаг попал туда случайно? Может быть. Чтобы в этом разобраться, нарастили большую биомассу бактерий из одной-единственной клетки, но и в этом случае в полученной культуре бактерий обнаруживался бактериофаг. Более того, даже после воздействия на подобные бактериальные культуры антибактериофаговыми сыворотками[1], в них вновь находили бактериофаги.

Подобную ситуацию можно было объяснить лишь тем, что бактериальный вирус способен скрыто существовать в бактериальной клетке, не вызывая ее разрушения. Еще в 1925 году бельгийский иммунолог и бактериолог, лауреат Нобелевской премии Ж. Бордэ писал: «Способность воспроизводить бактериофаг записана в наследственном материале бактерии». И он был прав, однако первооткрыватель бактериофага Феликс Д’Эррель, чей авторитет в то время был необычайно высок, не признавал существования скрытой формы вирусной инфекции у бактерий, и с его легкой руки все подобные примеры были признаны результатом элементарного лабораторного загрязнения бактериальных культур бактериофагом. Понадобилось еще 25 лет, чтобы окончательно утвердить факт существования скрытой вирусной инфекции у бактерий, известной в настоящее время под названием лизогения.

Лизогения оказалась первой скрытой формой вирусной инфекции, механизм которой был изучен достаточно подробно. Оказалось, что заражение бактерий бактериофагом далеко не всегда приводит к накоплению в бактериальной клетке нового потомства бактериофагов и к гибели самой клетки, т. е. к развитиюостройвирусной инфекции. Значительно чаще, как выяснилось, результат заражения иной.

Что же происходит внутри бактерии при скрытой вирусной инфекции, т. е. при лизогении? Попав в бактериальную клетку, ДНК многих, так называемых умеренных, бактериофагов ведет себя совсем не так, как было описано выше. Подобная ДНК не подавляет бактериальные синтезы (или, вернее, подавляет их очень ненадолго), не запускает синтезов будущих бактериофаговых структур, а сама встраивается в состав бактериальной хромосомы, т. е. в бактериальную ДНК.

Ну а какова при этом судьба бактериофаговых ДНК? Нет оснований за них беспокоиться. Встроившись в структуру бактериальной хромосомы, ДНК вирусов бактерий также расщепляется при делении бактериальной хромосомы как ее составная часть, и в результате по одной бактериофаговой ДНК попадает во вновь образовавшиеся дочерние бактериальные клетки, которые в результате тоже будут лизогенными, т. е. способными к лизису (растворению). А это значит, что рано или поздно, возможно, через много генераций (поколений), в одной или сразу в нескольких лизогенных бактериях в результате целого ряда различных причин может произойти активация вирусной репродукции (помните, что случилось с ребенком после облучения его ультрафиолетом). В частности, при облучении ультрафиолетовым светом лизогенных бактерий вирусная ДНК отсоединяется от бактериальной хромосомы и начинает себя вести точно так же, как при формировании острой инфекции: вызывает остановку всех обменных процессов клетки и вместо них запускает синтезы вирусной ДНК и вирусных белков. После этого, как нетрудно догадаться, будет происходить сборка зрелых вирусных частиц и последующий разрыв бактериальной клетки с выходом вновь образовавшихся частиц бактериального вируса наружу.

Шли годы. Чем глубже ученые проникали в тайны вирусов, тем чаще они наблюдали случаи, когда вирусное заражение не приводило к развитию заболевания. Еще в 1921 году в Пастеровском институте в Париже известный французский вирусолог С. Левадити выделил из слюны внешне здорового человека инфекционный вирус герпеса.

В своих исследованиях ученые неоднократно сталкивались со случаями выделения инфекционных вирусных частиц внешне уже здоровым организмом, перенесшим заболевание. Вирусоносители (и люди, и животные) длительное время выделяли вирусы после выздоровления от полиомиелита, вакцинальной инфекции[2], ящура, чумы птиц и др. Эти примеры ясно указывали на то, что выздоровление вовсе не всегда означает освобождение от вируса, в подобных случаях острая инфекция (болезнь) может переходить в скрытую форму инфекционного процесса.

Такого рода факты постепенно накапливались. Они не сразу привлекли к себе всеобщее внимание и уж совсем не сразу заставили ученых задуматься над их сутью. А все, наверное, потому, что еще не было сделано важного открытия, которое в силу своей неожиданности и, главное, простоты смогло бы перевернуть прочно укоренившееся представление о неизбежности смертельной схватки при встрече вируса с организмом другой природы.

Но вот такое открытие, наконец, было сделано.

+Лед сломан

Зимой 1952 года группа американских вирусологов — В. Роу, Р. Хюбнер, Л. Гилмор, Р. Паротт и Т. Уорд — для приготовления тканевых культур получили из детской больницы в Вашингтоне удаленные хирургическим путем аденоиды и миндалины внешне здоровых детей. Биологическую ткань измельчили ножницами и каждый отдельный кусочек поместили в пробирку с питательной средой. Пробирки поставили в термостат, внутри которого поддерживалась температура 37 °C, что соответствует температуре человеческого тела. За состоянием тканевых кусочков ежедневно наблюдали в микроскоп.

В пробирках началось размножение клеток, с каждым днем их становилось все больше и больше. Культуры ткани (так это называется) росли, им периодически меняли питательную среду.

Прошло уже много дней, как вдруг в некоторых культурах появились признаки цитопатического действия, т. е. началось их разрушение, дегенерация: клетки потемнели, потом отслоились друг от друга, затем стали сморщиваться и распадаться. Процесс нельзя было остановить, и вскоре многие культуры ткани (полученные от внешне здоровых детей!) погибли.

Желая выяснить причину этого, ученые в первую очередь решили проверить на предмет наличия бактерий ту питательную среду, на которой росли клетки, для чего добавили ее в питательный бульон, в котором, как известно, прекрасно размножаются различные бактерии. Ведь не исключено, что именно из питательной среды бактерии могли попасть в культуры ткани и вызвать гибель клеток. Но нет, бульон на протяжении многих дней оставался стерильным, следовательно, бактерий в культурах не было. Тогда питательную среду пропустили через бактериальные фильтры — специальные фарфоровые или целлюлозные пластинки с порами, по размерам меньшими, чем величина даже самых маленьких бактерий. С помощью таких фильтров можно легко отделить бактерии от вирусов в любом растворе: бактерии задержатся фильтром, а вирусы, пройдя сквозь поры фильтра, оказываются в фильтрате — жидкости, прошедшей через фильтр.

Пропустив через бактериальный фильтр питательную среду с разрушенными тканями, исследователи полученный фильтрат внесли в свежую культуру ткани, клетки которой хорошо размножались. Спустя несколько дней в этой культуре обнаружились признаки клеточной дегенерации. Далее еще раз питательную среду пропустили через бактериальный фильтр и вновь полученный фильтрат добавили к свежей культуре. Подобные пересевы проделали 17 раз подряд: каждый раз фильтрат погибшей культуры вызывал гибель клеток вновь зараженной ткани.

Напрашивался простой вывод: в аденоидной ткани и в ткани миндалин внешне здоровых детей находился некий быстроразмножающийся мельчайший инфекционный агент, способный проходить через бактериальные фильтры, задерживающие бактерии (значит, не бактерия!), и этот агент постоянно размножается в тканевой культуре. Так были открыты хорошо теперь известные аденовирусы.

Естественно, после этого открытия ученых заинтересовал главный вопрос: почему аденовирусы, присутствовавшие в организме детей, не вызывали развития признаков заболевания? Помните, ведь дети, от которых первоначально были получены ткани аденоидов и миндалин, были практически здоровыми.

Необходимы были новые исследования. Прежде всего следовало выяснить, почему гибель кусочков тканей наступает не сразу, а лишь спустя 10, 20 и более дней после начала их культивирования в пробирках. Желая сразу же обнаружить инфекционный агент, только что выделенные ткани миндалин тщательно измельчают ножницами, разрушают растиранием с песком или попеременным замораживанием и оттаиванием. Увы! Ни в одном случае из подобных клеточных гомогенатов (однородная масса из измельченных тканей различных организмов) вирус выделить не удается. Но зато в таких тканевых суспензиях обнаруживаются антитела к аденовирусам!

Антитела — вот причина неудач прежних опытов! Ученые высказывают мнение, что именно антитела маскируют вирус. В процессе культивирования кусочков тканей при смене питательной среды антитела вымываются, вирус освобождается от их воздействия и становится доступным для обнаружения (по его разрушающему действию на клетки).

В работу включаются все новые исследователи. Теперь опыты ведут не на культурах ткани (кусочках), а на культуре клеток. Давайте познакомимся с методом клеточных культур, и вы сами убедитесь в его преимуществе перед методом культур тканей.

Кусочки разнообразных тканей, как и в предыдущем методе, предварительно измельчают ножницами или острой бритвой, помещают в стеклянную колбу, заливают теплым раствором трипсина или хемопсина и начинают помешивать.

Оба фермента уже много лет широко применяют для приготовления из кусочков различных тканей клеточных взвесей. Они обладают замечательным свойством переваривать межклеточное вещество, благодаря чему маленькие кусочки ткани быстро распадаются на отдельные клетки. Полученную взвесь клеток осаждают в центрифуге на дно пробирки, после чего ферменты сливают, а осадок клеток вновь разливают по пробиркам или так называемым матрасам — стеклянным флаконам с плоскопараллельными стенками, — напоминающим по форме кирпичики. В таком виде клетки разводят, но на этот раз специальной питательной средой. Осев на стенки пробирки или матраса и прикрепившись к стеклу, клетки начинают делиться. Постепенно клеток становится так много, что они образуют пласт на поверхности стекла, или, как принято говорить, однослойную культуру клеток — сплошной «ковер» толщиной в одну клетку. Легко представить, что если такой слой снять с поверхности стекла (при этом клетки отслоятся от стекла и друг от друга), развести свежей питательной средой в несколько раз и засеять ими вновь соответственно 2, 3 или 4 новых матраса, то спустя 3–5 дней после этого можно будет вновь получить новый урожай клеток.

Так размножают клетки во всех лабораториях мира, чтобы потом, например, заражать их вирусами и наблюдать характер и особенности действия вирусов на слой в целом и на отдельные клетки. Под действием вирусов в определенных клеточных культурах развиваются процессы гибели клеток (цитопатическое действие вируса), клеточный слой при этом часто расчленяется на отдельные клетки или на группы клеток, которые темнеют, сморщиваются, а затем постепенно разрушаются. Интересно, что многие вирусы в определенных клеточных культурах обладают способностью вызывать только присущую им характерную картину постепенной гибели (цитопатического действия) клеточной культуры.

Метод клеточных культур внес неоценимый вклад в изучение процесса взаимодействия вирусов с клетками. В отличие от культивирования тканей, при заражении клеточного слоя можно точно дозировать количество вируса на одну клетку; кроме того, практически весь слой клеток доступен микроскопическому исследованию и подсчету. Метод клеточных культур, таким образом, позволил проводить строго контролируемые количественные исследования с вирусами, которые оказались особенно необходимыми для поиска противовирусных лекарственных средств, для изучения макромолекулярных синтезов в зараженной клетке, при расшифровке тонких механизмов вирусной репродукции.

Итак, получив культуру клеток человека, американский вирусолог Р. Гинсберг заразил их аденовирусом и добавил в питательную среду противоаденовирусные антитела. И что же?

Клетки прекрасно размножались в присутствии этих антител, и вскоре их накопилось так много, что можно было пересевать в новые матрасы. При этом в питательную среду снова добавили антитела. Далее клетки в присутствии противоаденовирусных антител успешно пересевали 26 раз, но однажды при очередном пересеве в питательную среду уже не добавили антител…

Следовательно, и в организме человека размножение аденовируса никак себя не проявляет благодаря присутствию противоаденовирусных антител, которые, не уничтожая вирус полностью, сдерживают его размножение в рамках «мирного сосуществования» с хозяином (организмом).

Через несколько дней в клеточной культуре появились признаки дегенерации клеток, и вскоре культура погибла, а в питательной среде были обнаружены большие количества аденовируса. Вот вам и ответ на главный вопрос! В зараженных клетках много дней и ночей размножался аденовирус, но в присутствии антител он не мог проявлять своего губительного действия на культуру. После того как из питательной среды убрали антитела, вирус начал усиленно размножаться, быстро разрушая клетки.

Открытие аденовирусов оказалось тем важным событием, которое в силу своей простоты, а потому и наглядности, убедительно доказывало возможность существования в организме человека скрытой вирусной инфекции, а также проливало свет (вспомните опыт с клеточными культурами!) на причины поддержания вирусоносительства, т. е. на «маскирующую» роль антител. Именно это открытие аденовирусов и послужило мощным стимулом активного поиска и изучения скрытых вирусных инфекций в природе. И прежде всего — в организме человека и животных.

К чему же привели эти поиски?

Что такое «персистенция вирусов»

Итак, исследования разворачиваются все более широким фронтом.

Теперь ученые ищут ответы на следующие вопросы: если вирус может размножаться в организме человека без признаков заболевания, то как уследить за его рассеиванием в окружающей среде и к каким последствиям все это может привести?

В активный поиск включаются многие лаборатории во всем мире. И достаточно быстро скрытые вирусные инфекции начинают находить там, где их ищут. Так, аденовирусы удалось обнаружить не только в аденоидах и миндалинах, но и в легких, и во внутрибрюшинных лимфатических узлах здоровых людей. Кроме аденовирусов из организма внешне здоровых людей были выделены вирусы кори, краснухи, герпеса, классической чумы птиц, цитомегалии, ветряной оспы, клещевого энцефалита, полиомиелита и многие другие.

Грызуны способны годами носить в себе, например, вирусы лимфоцитарного хориоменингита, лихорадки Ласса, бешенства, оспы и др. Это может привести к заболеванию людей, находившихся с ними в контакте.

Так, в Бостоне (США) по просьбе ребенка родители купили сирийского хомяка. Новый жилец отличался склонностью кусать своих хозяев, и очень скоро в семье вспыхнуло заболевание, проявившееся разнообразными симптомами. Врачи определили вспышку лимфоцитарного хориоменингита. При этом у четверых членов семьи болезнь протекала, как это нередко бывает, в гриппоподобной форме и у одного завершилась развитием менингита, а у другого — энцефалита. У двух соседей, приходивших поиграть с хомяком, также развилась гриппоподобная форма лимфоцитарного хориоменингита. При этом у пожилых членов семьи болезнь протекала наиболее тяжело, в то время как у ребенка наблюдали лишь бессимптомную (скрытую) инфекцию, несмотря на самый тесный контакт с хомяком и частые укусы.

Это вовсе не означает, что все хомяки или другие грызуны опасны и с ними ни в коем случае нельзя иметь дело. Вовсе нет! Но если вы надумаете порадовать ребенка подарком, то избегайте покупки «с рук». Гораздо лучше приобретать животных в зоомагазинах, где они проходят предварительный строгий ветеринарный контроль.

Скрытыми носителями вируса бешенства оказались летучие мыши, особенно часто — кровососущие летучие мыши (вампиры), обитающие в Бразилии, Мексике и Аргентине. Доказано, что вампиры могут быть здоровыми вирусоносителями в течение очень долгого времени, передавая вирус (и тем самым вызывая заражение) через укусы.