MedBookAide - путеводитель в мире медицинской литературы
Разделы сайта
Поиск
Контакты
Консультации

Жданов В. М., Ершов Ф. И. - Укрощение строптивых: рассказы о вирусах и вирусологии

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
СодержаниеДальше >>>

Жданов в. М., Ершов ф. И. Укрощение строптивых: рассказы о вирусах и вирусологии

.— М.: Медицина, 1988.— 160 с.: ил.— (Науч.-попул. мед. литература). ISBN 5—225—00249—8

В книге рассказывается об основных проблемах науки о вирусах — вирусологии о том, как вирусы были открыты, как они устроены, какие болезни вызывакм Особое внимание уделено наиболее массовым и серьезным вирусным болезням: гриппу, гепатиту, кори, паротиту и др. Заключительные главы посвящены наиболее эффективным способам борьбы в вирусными инфекциями. .

Книга рассчитана на широкий круг читателей интересующихся вопросами современной медицины.

Предисловие

Для того чтобы описать все, что мы теперь знаем о вирусах, не хватило бы и 100 томов. Каждый год о них публикуется несколько тысяч статей. Существует полтора десятка серьезных научных журналов, на страницах которых ежемесячно появляются все новые сведения о вирусах. На разных языках вышли сотни книг, главными «героями» которых являются вирусы.

Конечно, в подобной ситуации изложить даже самые общие сведения о вирусах не представляется возможным, да мы и не ставим перед собой подобной задачи. Наша цель гораздо скромнее — рассказать, как эти невидимки были «пойманы с поличным», «кто есть кто» в царстве вирусов и как они испокон веков сражаются против человечества. Чуть подробнее мы остановимся на повадках современных «главарей» вирусной «мафии» - вирусах гриппа и гепатита. Мы познакомим читателя с секретами размножения вирусов и многочисленными формами взаимодействия их с организмом. Наконец, и в этом мы видим основную задачу книги, мы постараемся рассказать, как человечество сравнительно недавно (всего около 50 лет назад) повело планомерное наступление на вирусы, как были разработаны основные приемы «укрощения строптивых», как ученые научились «вырывать» у них болезнетворное «жало» и заставили вирусы работать против своих же собратьев, как был открыт интерферон — универсальный противовирусный препарат широкого спектра действия. В заключение мы попытаемся проанализировать уроки истории вирусологии и заглянуть в завтрашний день этой увлекательной науки

Введение знакомьтесь — вирусы!

(краткие анкетные данные главных героев книги)

Вирусы — это мельчайшие возбудители многочисленных болезней человека, животных, растений и даже своих родственников по микромиру — бактерий. В лексиконе врачей слово «вирусы» появилось лишь в XX веке (точнее, в 1898 г.), хотя вирусные инфекции были известны еще в глубокой древности. На «совести» вирусов такие болезни, как бешенство, оспа, полиомиелит, грипп и многочисленные острые респираторные заболевания (ОРЗ), свинка, корь, энцефалиты, острые гастроэнтериты, гепатиты, миокардиты, поражения глаз (кератиты, кератоконъюнктивиты) и кожи (опоясывающий лишай, бородавки) — словом, множество «больших» и «малых» инфекций. Даже этот неполный перечень «преступлений» вирусов показывает, что мы имеем дело с грозным противником, которого, как говорится, голыми руками не возьмешь.

Вирусы невидимы, капризны и плохо поддаются «дрессировке». Поймать их оказалось чрезвычайно сложно, а выведать их повадки — еще сложнее. Остается поражаться тому, что меньше чем за 100 лет ученые не только смогли разобраться в сложном хаосе, который представляет собой царство вирусов, но и научились «приручать» этих невидимок, превращать их из неприятелей в союзников.

Изучение строения и химического состава вирусов стало возможным лишь в XX веке, но болезнетворные свойства этих мельчайших представителей микромира были описаны еще врачами древности. Способность вирусов вызывать наиболее опасные инфекционные болезни, в первую очередь оспу, привлекла к ним пристальное внимание и заставила еще в средние века искать эффективные противоядия.

Теперь мы знаем, что вирусы представляют собой как бы «осколки жизни», обладающие основными свойствами живых организмов. Они размножаются, хотя способ их размножения весьма своеобразен и во многом отличается от того, что нам известно о размножении других живых существ; их обмен веществ тесно связан с обменом веществ зараженных клеток. Вирусы обладают наследственностью, которая обусловлена теми же биологическими и химическими структурами, что и у других живых организмов, — нуклеиновыми кислотами. Наконец, вирусы, как и все другие существа, обладают изменчивостью и хорошо приспосабливаются к меняющимся условиям окружающей среды.

Вирусы могут существовать в двух основных формах: внеклеточной и внутриклеточной. Вне клеток вирионы (вирусные частицы) не обнаруживают никаких признаков жизни. Попав в организм, они проникают в чувствительные клетки и переходят из покоящейся формы в размножающуюся. Начинается сложное и многообразное взаимодействие вирусов и клеток, заканчивающееся образованием и выходом в окружающую среду многочисленного потомства.

Вирусные болезни легко передаются от больных здоровым, быстро распространяются и плохо поддаются лечению. Долгое время полагали, что вирусы вызывают лишь острые массовые заболевания. К настоящему времени накоплено много свидетельств того, что именно вирусы являются причиной различных хронических, «дремлющих» болезней.длящихся годами и даже десятилетиями.

И все же было бы ошибкой думать, что только болезнетворные свойства вирусов явились причиной повышенного внимания к ним ученых. Так было лишь на первых порах. По мере того как шаг за шагом открывались особенности их строения и размножения, все яснее становилось, что вирусы могут сослужить науке хорошую службу как очень удобный и, по-видимому, единственный в своем роде инструмент познания. Надежды ученых полностью оправдались.

Глава 1 Как невидимки были «пойманы с поличным»

(а которой читатель найдет сведения об открытии вирусов русским ученым Д. И. Ивановским и о возникновении новой науки — вирусологии)

Первые упоминания о самой грозной вирусной инфекции прошлого — оспе найдены в древнеегипетских папирусах. Эпидемия оспы в Египте за 12 веков до нашей эры описана древними арабскими учеными. На коже мумии фараона Рамзеса V (1085 г. до н.э.) обнаружены типичные оспенные поражения.

Другую вирусную болезнь описал основоположник научной медицины древнегреческий врач Гиппократ (460—370 г. до н.э.). Эта болезнь приводила к укорочению и деформации ног («сухая нога», «конская стопа») и пожизненной хромоте. В 1874 г. она получила современное название — полиомиелит. Гиппократ считал, что «каждая болезнь имеет свою естественную причину».

В трудах великого мыслителя древности Демокрита (V век до н. э.) найдены первые описания клинической картины бешенства — одной из опаснейших вирусных болезней. Демокрит был убежден, что «ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на какой-нибудь основе или в силу необходимости». Таким образом, и Гиппократ, и Демокрит, изучая следствие (симптомы и исходы вирусных болезней), предполагали наличие причины (заразное начало), но потребовалось еще около 25 веков (!), чтобы эту причину найти.ГЧесть 'Этого великого открытия по праву принадлежит нашему соотечественнику Дмитрию Иосифовичу Ивановскому (1864—1920). Благодаря ему наука о вирусах — вирусология имеет точную дату рождения — 12 февраля 1892 г. Именно в тот день еще никому не известный 28-летний выпускник Петебургского университета физиолог растений Д. И. Ивановский доложил на заседании Академии

Первооткрыватель вирусов

Дмитрий Иосифович Ивановский

(1864—1920 гг.) наук о своих наблюдениях над табачной мозаикой. В том же году в бюллетене Академии наук была опубликована классическая работа молодого ученого «О двух болезнях табака», явившаяся итогом почти 5-летних наблюдений Д. И. Ивановского, начатых еще в студенческие годы и проводившихся на Украине, в Бессарабии и Крыму

В чем заключалась суть исследований русского ученого? Он экспериментально доказал, что известная болезнь табака — табачная мозаика — вызывается неким агентом, легко проходящим через так называемые бактериальные фильтры (мельчайшие сита, задерживающие все известные бактерии). Такой освобожденный от бактерий прозрачный сок Д. И. Ивановский вводил здоровым растениям. Листья их желтели, скручивались, в конце концов растения погибали. Этот опыт с фильтрованием и заражением можно было повторять без конца с тем же результатом.

Д. И. Ивановский приблизительно на четверть века (огромный срок для науки) опередил время. Сейчас нам даже трудно представить себе ситуацию, в которой он находился. Будучи дилетантом среди микробиологов, Д. И. Ивановский не мог не считаться с признаваемой тогда всеми «триадой Коха», одним из постулатов которой было выделение чистой культуры микробов на искусственных питательных средах с описанием их строения под микроскопом. Сделать это в отношении вирусов, как мы теперь хорошо понимаем, невозможно, а предположить, что есть нечто меньшее, чем микробы, в период тогдашнего господства микробиологии казалось кощунством или невежеством. Но ведь именно это утверждал Д.И. Ивановский!

Для доказательства своей правоты ученый осваивает все существовавшие к тому времени микробиологические приемы и устанавливает самое главное: по способности вызывать заболевания и размножаться (т. е. по функциям) открытые им организмы напоминают бактерии, но по строению (точнее, по размерам) и свойствам (неспособность расти на искусственных питательных средах) отличаются от них. Теперь это ясно каждому старшекласснику, а тогда Д. И. Ивановскому потребовались годы, чтобы убедиться самому и доказать всем свою правоту. Путь, который он выбрал, удивляет своей логичностью. Сначала надо было показать, что болезнь передается соком больных растений. Ученый ставит множество опытов, которые мы теперь назвали бы экспериментальным заражением, и с несомненностью устанавливает факт именно такой передачи. Далее возникает вопрос о причине заболевания. Априорно существуют две возможности — ядовитое вещество или микроорганизм. Первое предположение опровергается опытами по длительному последовательному переносу болезнетворного начала от. больного растения к здоровому. Ядовитое вещество в этом случае будет разводиться, и действие его в конце концов должно прекратиться. Этого, как доказал Д. И. Ивановский, на самом деле не происходит, наоборот, наблюдается усиление эффекта. Значит, -микроорганизм. По существовавшим тогда правилам он должен был быть выделен, выращен на искусственной питательной среде, увиден и при введении здоровым огранизмам вызвать у них болезнь. Д. И. Ивановский пытался все это проделать, и оказалось, что первый и последний этапы (выделение и заражение) четко воспроизводятся, а промежуточные (выращивание на искусственных питательных средах и прямая микроскопия) никак не удаются. Чтобы объяснить полученные парадоксальные результаты, Д.И. Ивановский допускает, что в его случае причиной болезни является очень мелкий микроб. В опытах по ультрафильтрации он доказывает, что найденный им агент действительно проходит через фильтры, задерживающие все известные бактерии. А дальше начинается дискуссия с более авторитетным ученым М. Бейеринком на тему: что же такое вирусы — живое или неживое, и в конце концов М. Бейеринк признает правоту Д. И. Ивановского. Эта дискуссия по принципиальности и масштабности напоминает проходившую примерно в то же время полемику создателя теории фагоцитоза великого И. И. Мечникова с не менее великим создателем теории антител П. Эрлихом — спор, в котором оба оказались правы.

Открытие Д. И. Ивановского намного опередило время и стало по-настоящему понятно лишь много лет спустя, но комплекс методов, использованных им в работе (ультрафильтрация, пассирование на живых организмах, микроскопия пораженных тканей), сразу же был положен в основу исследования мельчайших организмов. Благодаря им через 5 лет (в 1897 г.) немецкие ученые ф. Леффлер и П. Фрош открыли вирус ящура — первый вирус, поражающий животных. В дальнейшем обнаружение новых вирусов происходит все чаще. В табл. 1 представлена последовательность открытия первых вирусов.

Итак, за первые 25 лет было открыто 13 вирусов, поражающих человека, животных, растения и бактерии. Вспомним, что тогда еще не существовало современных методов культивирования и микроскопии вирусов, поэтому все эти открытия делались на основе принципов, разработанных основоположником вирусологии Д. И. Ивановским. В следующие 25 лет было открыто еще около 30 вирусов и доказана вирусная природа гриппа, свинки, энцефаломиелита лошадей, клещевого и японского энцефалитов, рака молочных желез мышей и других болезней.

Однако «золотой век» вирусологии начался после того, как эта молодая наука отметила свой 50-летний юбилей. К этому времени были разработаны основные приемы работы с вирусами и выросло первое поколение вирусологов. Открытие новых вирусов стало почти ординарным явлением. Их стали обнаруживать целыми группами (вирусы Коксаки, ЕСНО-вирусы, аденовирусы, риновирусы, коронавирусы, буньявирусы, реовирусы и др.). Словом, за последующие 25 лет было открыто уже более 1000 вирусов, из которых около 500 ответственны за заболевания человека. Теперь ни у кого не вызывает сомнений, что вирусы являются постоянными спутниками всего живого: животных, растений, бактерий. Но вернемся к Д. И. Ивановскому. Результаты

Таблица 1. Хронология открытия первых вирусов своих наблюдений он опубликовал в русских и немецких журналах, так что научный мир того времени был с ними хорошо знаком. Тем не менее приоритет Д. И. Ивановского до сих пор оспаривается на Западе, где первооткрывателем вирусов обычно называют известного датского ботаника М. Бейеринка, который в 1898 г., т. е. через 6 лет после Д. И. Ивановского, повторил его оновные эксперименты. Справедливости ради отметим, что М. Бейеринк назвал новые микроорганизмы «вирусами», что по-латински означает «яд», так как в отличие от Д. И. Ивановского он ошибочно считал, что вирусы не живое начало, а ядовитое вещество. Это название, несмотря на его спорность, прижилось в науке.

Разработка методов изучения вирусов, открытие новых представителей этого невидимого мира, определение диапазона их болезнетворного влияния и первые попытки борьбы с ними — все это стало основным содержанием вирусологии первой половины нашего столетия. Именно способность вирусов вызывать болезни послужила вначале главным стимулом для их изучения. Постепенно были разработаны филигранные методы выделения, накопления, очистки и идентификации вирусов, благодаря чему вирусология стала самостоятельной наукой с собственным арсеналом объектов и методов исследования. В конце концов из различных источников было выделено так много разных вирусов, что потребовалось их классифицировать.

В основу первой классификации было положено распределение вирусов по хозяевам, в которых они паразитируют, что вполне отвечало уровню знаний того времени (вирусы человека и животных, вирусы насекомых, вирусы растений и вирусы бактерий).

Со времени Д. И. Ивановского было известно, что вирусы могут жить и размножаться только в живых клетках, поэтому одним из самых выдающихся событий в развитии вирусологии было создание в 40-х годах метода культуры тканей1. Позже мы подробнее расскажем об этом методе, а сейчас отметим только, что под этим сочетанием слов следует понимать возможность очень длительного искусственного выращивания клеток отдельно от организма в пробирках. И. П. Павлов писал, что метод определяет прогресс науки. Мы можем с полным правом сказать, что метод культуры ткани действительно надолго определил прогресс вирусологии: он позволил успешно начать изучение закономерностей строения и размножения вирусов, совершить качественный скачок в развитии таких важных разделов этой науки, как диагностика вирусных инфекций, открыть ранее неизвестные роды и семейства (аденовирусы, энте-ровирусы и др.), разработать новую технологию приготовления вирусных вакцин, открыть интерферон и т. д. Считается, что приблизительно с этого времени на смену эре бактериологии пришла эра вирусологии, которая, как предполагается, надолго сохранит свои лидирующие позиции в будущем.

Йачиная с 50-х годов в вирусологии наступил самый плодотворный — молекулярно-биологический — этап. Изучение вирусов стало вестись на уровне, соответствующем их строению; вирусология выдвинулась на одно из первых мест среди биологических наук.7Вирусы представляют собой целостную сохраняющуюся единицу, отличную от подобных ей структур клетки, что позволяет изучать судьбу их генетического материала в клетке. Это сделало вирусы замечательной моделью для исследования фундаментальных проблем биологии второй половины 50-х годов. Здесь мы можем говорить о позитивных свойствах вирусов, ибо благодаря их сравнительной простоте и автономности они стали выполнять роль тончайших инструментов для исследования таких общебиологических проблем, как структура гена, генетический код, передача генетической информации, закономерности биосинтеза белка и нуклеиновых кислот, прямая и обратная транскрипция и др.

Наконец, следует остановиться еще на двух крупных разделах вирусологических исследований, планомерная разработка которых начата недавно. Это, во-первых, определение места и роли вирусов в эволюции живого и, во-вторых, использование вирусов для генно-инженерных работ. Вирусологи могут с гордостью утверждать, что ни одно великое открытие в биологии последнего времени не было сделано без прямого или косвенного использования вирусов.

К настоящему времени вирусы изучены уже достаточно детально, а сама вирусология превратилась в интег-ративную комплексную область знания, хорошо вооруженную технически и широко использующую методы химии, микробиологии, цитологии, биофизики, генетики, молекулярной биологии и других естественных наук.

Теперь мы знаем, что по строению и свойствам вирусы относятся к самой границе жизни. Они занимают промежуточное место между сложнейшими химическими веществами (полимеры, макромолекулы) и простейшими организмами (бактерии, риккетсии, хламидии). Это своеобразное положение вирусов между живым и неживым позволяет считать их тем самым ключом, с помощью которого наука сможет открыть волшебный ларец, скрывающий загадку жизни.

Здесь следует отметить еще одно свойство вирусов — их вездесущность. Как мы уже говорили, они поражают человека, домашних и диких животных, сельскохозяйственные и дикие растения, простейших, бактерии, грибы и даже микоплазмы. Вероятно, не существует ни одного вида организмов, нечувствительных к вирусам, и поэтому этих мельчайших из мелких следует воспринимать как обязательный элемент биосферы, внешней среды, окружающей человека. И этот элемент далеко не всегда нейтрален по отношению к человеку и объектам его хозяйственной деятельности.

Итак, будучи с первых шагов наукой экспериментальной и развиваясь на базе более старых биологических наук, учение о вирусах прошло быструю эво-.гсюцию от незнания к знанию. Первые победы над вирусами были одержаны еще до их открытия. Мы имеем в виду вакцины против оспы и бешенства. Не умаляя значения этих побед, нужно все же отметить, что они были одержаны не над вирусами вообще, а над отдельными их представителями. Потребовалось еще много лет, чтобы «сложили оружие» возбудители полиомиелита и желтой лихорадки, клещевого энцефалита и кори.

Гордясь героическим прошлым нашей науки, мы должны думать о задачах ближайшего и отдаленного будущего. Продолжается упорная борьба с гриппом, краснухой, цитомегалией' и эпидемическими гастроэнтеритами. Еще далеко не ясна роль вирусов в возникновении злокачественных опухолей, остаются безнаказанными вирусы, вызывающие медленные и дремлющие инфекции, только начинает приоткрываться роль вирусов в биосфере; на повестке дня стоит дальнейшее совершенствование методов диагностики, предупреждения и лечения наиболее распространенных вирусных болезней.

Учитывая историю вирусологии и бурные темпы ее развития, можно надеяться, что все эти задачи будут успешно решены.

СодержаниеДальше >>>

medbookaide.ru