М.Г. ДОМШЛАК

Продолжение. См. No 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9/2003

Путешествие в невидимый мир

Первый опыт «четверка» поставила на семи добровольцах, среди которых был и Дж.Лезир. На них напустили комаров, которых за несколько дней до эксперимента кормили кровью больных желтой лихорадкой. К началу опыта эти больные умерли. Никто из добровольцев не заболел. Тогда на руку Кэррола посадили комара, пившего кровь самых тяжелых больных. Через два дня он заболел. Наступил момент, когда казалось, что сердце Кэррола не выдержит. К счастью, эксперимент окончился благополучно: Кэррол выздоровел. Опыт повторили на солдате-добровольце. Опыт завершился также удачно.

Микробиологу Лезиру показались подозрительными результаты проведенного эксперимента. Не таилась ли загадка выздоровления Кэррола и солдата, в посещении ими зараженной зоны до проведения эксперимента? На руку Лезира сел «случайный» комар (т.е. не из тех, которых специально кормили кровью больных), живший в бараке, переполненном умирающими людьми. Врач не согнал комара и дал ему «напиться» своей крови. Не согнал сознательно, т.к. уже были подозрения, что комары переносят смертельную заразу. Вечером того же дня Лезир почувствовал недомогание. Через 6 дней он тяжело заболел, а через 11 дней после укуса комара умер. Ценой жизни ученого переносчик был найден.

Цикл вируса желтой лихорадки в Южной Америке

Рид продолжил исследования на добровольцах, чтобы подтвердить правильность открытия Лезира. Во избежание случайного заражения желтой лихорадкой добровольцы перед укусом инфицированными комарами были изолированы от местного населения. Четверо из пяти добровольцев, искусанных комаром, заболели. Никто из них не контактировал с больными желтой лихорадкой. Все заболевшие выздоровели.

Для проверки, может ли желтая лихорадка передаваться через одежду и постельные принадлежности больных, Рид поместил трех добровольцев в специально выстроенный небольшой дом. Тщательно пригнанная дверь не позволяла залететь ни одному комару. Два окна на южную сторону и печь поддерживали в доме температуру до 32 °С, а две бочки с водой создавали высокую влажность. В дом принесли постельные принадлежности, пропитанные рвотными массами и испражнениями умирающих от желтой лихорадки. Три добровольца (Кук – врач, Фок и Джернеган) провели 20 суток в этом помещении. Затем их перевели в палатку для карантина, чтобы выяснить, не появятся ли у них признаки желтой лихорадки. Истощенные люди быстро прибавили в весе и чувствовали себя прекрасно. Так было доказано, что заражение желтой лихорадкой через загрязненные вещи и одежду больных невозможно.

Но Рид еще не мог с полной уверенностью утверждать, что болезнь передается только инфицированными комарами. Он проводит новый эксперимент. В другой чистый и продезинфицированный, специально выстроенный небольшой дом Рид поместил Джона Морана в одной ночной рубашке, после принятия ванны. В помещение запустили самок комаров, «напившихся» крови тяжело больных желтой лихорадкой. Моран тяжело заболел, но, к счастью, выздоровел.

Теперь исследователям необходимо было найти возбудителя желтой лихорадки. Рид и Кэррол стали искать его в печени умерших людей и в легких комаров. Они пытались доказать, что заболевание вызывается микроорганизмом. Поиски не увенчались успехом. Тогда Кэррол пропустил кровь больных желтой лихорадкой через фарфоровый фильтр. Полученную отфильтрованную кровь ввел трем добровольцам. Двое из них заболели желтой лихорадкой. Это свидетельствовало, что возбудитель болезни настолько мелкий, что проходит через мельчайшие поры фильтра (вспомните опыты Ивановского).

Самка Aёdes aegypti во время питания

Вирус желтой лихорадки присутствует в крови человека в течение первых трех дней заболевания. Комары (Aёdes aegypti) при укусе могут передать вирус, т.е. инфицировать человека, только после завершения инкубационного периода развития вируса в теле комара. Несмотря на то, что в результате борьбы с комарами крупные очаги желтой лихорадки ликвидированы, мелкие очаги заболевания существуют до сих пор.

С открытия вирусной природы желтой лихорадки, собственно, и началось изучение арбовирусных инфекций. В 1930-х гг. в нашей стране был выделен вирус весенне-летнего таежного энцефалита, с которым люди встречаются в необжитых таежных районах. Вакцину удалось создать не сразу. Понадобились годы тяжелого труда, многочисленные экспедиции, омраченные гибелью участников. Сегодня ни одна партия геологов, ни один отряд рабочих не отправляются в экспедиции без прививки противоэнцефалитной вакциной.

Взрослые клещи Haemaphysalis, ожидающие случая прикрепиться к проходящему мимо животному; при появлении человека клещи протянули ноги

После выделения вируса весенне-летнего энцефалита началась многолетняя война с переносчиком – клещом. Дальнейшие исследования показали, что не только таежные, но и другие виды клещей, обитающие в лесах, степях и пустынях переносят инфекции. Сахалин, Хабаровский и Приморский края «славятся» обилием очагов заболеваний, таких как клещевой и японский энцефалиты, геморрагические лихорадки. Природные очаги заболеваний известны и в районах Средней Азии.

В число распространенных флавивирусных инфекций входит лихорадка денге, переносимая комарами. Впервые с денге познакомились англичане при колонизации тропиков. Они назвали болезнь «костоломной лихорадкой», поскольку заболевший испытывал сильные боли в суставах рук и ног.

Наиболее значительные вспышки арбовирусных заболеваний наблюдаются как в случае попадания «свежих» людей в ареал распространения инфекции, так и в случае изменения границы ареала в силу тех или иных условий.

Так, распространение комаров-переносчиков вируса денге за границы обычного ареала вызывало редкие, но массовые вспышки, охватывавшие миллионы людей: 1922 г. – в Америке, 1925 – 1926 гг. – в Австралии, 1927–1928 гг. – в Греции и в 1942–1945 гг. – в Японии.

Арбовирусы обитают повсюду, но каждый «хозяйничает» на своей территории. Наиболее многочисленны они в экваториальных странах. Перемещаясь вместе с насекомыми, они могут значительно расширять свои «владения».

Важную роль в распространении арбовирусов играют перелетные птицы. Возвращаясь из жарких стран после зимовки, они несут в крови или с насекомыми, которых всегда много на теле пернатых, «безвизовых пассажиров» – вирусы-возбудители. Для получения гражданства «чужестранцы» должны попасть в благоприятные климатические и экологические условия. В последние годы перелетные птицы признаны важным фактором циркуляции разнообразных вирусов.

ВИРУСЫ И РАК

...в мире много кой-чего,
что вашей философии не снилось.

В.Шекспир. «Гамлет»

Рак известен человечеству с древних времен. Злокачественные опухоли были найдены на древнеегипетских и центрально-американских мумиях, имеющих возраст 5 тыс. и 2,4 тыс. лет, соответственно, а само заболевание описано в папирусах 1600 г. до н.э. (является копией документа, написанного около 3000 г. до н.э.) и 1550 г. до н.э. Кроме людей раком болеют звери, птицы, рептилии и рыбы.
В начале XX в., вскоре после открытия вирусов, ученых заинтересовало, не могут ли вирусы вызывать рак?

Ответ оказался неутешительным. В 1908 г. Эллерман и Банг показали, что вирусы вызывают лейкоз (рак крови) у кур. Для доказательства вирусной этиологии заболевания они использовали методику фильтрования материала и многократно повторяемую перевивку его чувствительным животным. Это открытие, как и открытие Ивановского, обнаружевшего первый вирус, осталось почти незамеченным.

В 1911 г. американский ученый Пейтон Раус (1879–1970) обнаружил, что куриная саркома может перевиваться не только клетками, но субмикроскопическими агентами, экстрагируемыми из клеток. Хотя поначалу другие ученые не приняли открытия Рауса, многочисленные эксперименты в последующие годы доказали его правоту, и в 1966 г. Раус был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине (Раус говорил, что Нобелевскую премию может получить любой ученый, если проживет достаточно долго). Во всем мире теперь эта саркома известна как саркома Рауса. В течение 25 лет после открытия Рауса было описано 18 вирусов, вызывающих саркомы у птиц.

В 1936 г. Биттнер доказал вирусное происхождение рака молочной железы у мышей. Кроме того, он показал, что в образовании рака молочной железы играют роль также генетические и гормональные факторы. Вирус Биттнера («фактор молока») резко увеличивает чувствительность клеток молочных желез к действию маммотропных гормонов организма, вследствие чего происходит образование многочисленных узелков в ткани желез. У вскормленного потомства повышена вероятность развития рака молочных желез, того же клеточного типа, что и у матери. Опухоль развивается не у каждого грызуна, однако способность к передаче заболевания потомству сохраняется в следующих поколениях. Существуют линии мышей с высокой и низкой частотой рака.

Экспериментально доказано, что вирус передается с молоком матери. Если мышат высокораковой линии (частота рака 97%) поместить в помет таких же по возрасту новорожденных мышат самки низкораковой линии, то частота рака у них резко снижается. С другой стороны, вскармливание мышат низкораковой линии самкой высораковой линии значительно (до 70%) увеличивает частоту заболевания у этих мышат.

В 1933 г. Шоуп открыл вирус папилломы, поражающий кроликов в Северной Америке. У диких кроликов вирус обычно вызывает развитие доброкачественной опухоли, а у домашних кроликов вызванные им папилломы практически всегда перерождаются в злокачественные опухоли.

Впоследствии вирусы, вызывающие разнообразные виды рака у животных стали выделять все чаще и чаще. Один из видов паповавирусов, вирус полиомы, широко распространен у диких мышей, у которых он не вызывает видимых заболеваний. Однако при выращивании на культуре тканей и последующем введении в достаточном количестве новорожденным мышам, хомякам, морским свинкам или кроликам может вызывать развитие злокачественных опухолей. Название этот вирус получил за способность вызывать образование 23 видов опухолей (легких, щитовидной железы, плевры, почек, надпочечников, желудка, зобной железы, молочной железы и слизистых оболочек у различных линий мышей. Вирус обладает высокой антигенной активностью, и у всех животных с опухолями всегда обнаруживаются нейтрализующие вирус антитела. Еще один онкогенный (вызывающий рак) вирус из этого семейства – вирус симиан-40 (SV40), был выделен впервые от африканской зеленой мартышки, в клетках которой он быстро размножался и вызывал их гибель. Этот вирус не может размножаться в клетках грызунов или человека, однако иногда приводит к их злокачественной трансформации.

Мышиный лейкоз сыграл важную роль при исследовании строения и размножения онкогенных вирусов. Электронно-микроскопическое изучение вируса показало, что он имеет почти сферическую форму и состоит как бы из двух концентрических оболочек: наружной с диаметром около 90 нм и внутренней с диаметром 50 нм. Ученые наблюдали отдельные стадии образования вируса, которое начинается с увеличения плотности клеточной оболочки лейкоцита хозяина и появления на ней небольшого выпячивания – «бугорка». Затем под ним начинает вырисовываться маленький плотный «полумесяц» – внутренняя оболочка будущего вируса. «Бугорок» растет и образует вирусную частицу, пока прикрепленную к клеточной оболочке («стебелек»). К моменту завершения формирования внутренней оболочки вирусная частица отшнуровывается от «стебелька» и попадает в межклеточное пространство.

В 80-х гг. ХХ в. усиленно изучался вопрос о связи между вирусами и раком у человека. Долгое время ученые не могли доказать, что в клетках раковой опухоли есть вирусы, которые после выделения могут вызывать злокачественную трансформацию (малигнизацию) клеток человека. Однако постепенно такие данные накопились. Было показано, что в мозге больного лейкозом содержится фактор, вызывающий ускорение развития этого заболевания. Затем удалось доказать вирусную этиологию лимфогрануломатоза.

В настоящее время установлено, что к вирусам, причастным к раковым заболеваниям человека, относятся ДНК-содержащие вирусы (вирусы Эпштейна–Барр и другие герпес-вирусы, гепатита В и несколько вирусов папиллом) и ретровирусы (вирусы Т-клеточного лейкоза). Кроме того, в геномах человека и животных имеются специфические гены, так называемые протоонкогены. Сами по себе протоонкогены рака не вызывают, но при их мутациях начинается развитие заболевания. Такие мутации могут быть вызваны не только радиацией или химическими мутагенами, но и встраиванием вирусной ДНК в геном клетки в непосредственной близости от протоонкогенов. К вирусам, подозреваемым в способности вызывать рак таким образом, относятся, например, аденовирусы, вирусы SV40 и некоторые другие.

Заканчивая рассказ об истории открытия опухолеродных вирусов, надо упомянуть о насекомых и растениях. Были описаны опухоли вирусного происхождения в кишечнике личинки елового пильщика и у дрозофилы, но они не относятся к злокачественным. Выявлен ряд вирусов, стимулирующих ростовые процессы у растений, например вирус раневых опухолей бобовых. Свое название вирус получил за способность вызывать образование опухолей на местах любых, даже незначительных, повреждений. Так, разрывы корневых волосков стимулируют образование на корнях мелких наростов, представляющих опухоли, состоящие из совершенно неорганизованной ткани. При выращивании в культуре ткани эти опухоли увеличиваются в размере, рост их остается неорганизованным.

Продолжение следует