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

Таким образом, имеющиеся данные о гепатите ни А, ни В являются неполными и в ряде случаев противоречивыми. Это наряду с практической значимостью изучения гепатита ни А, ни В свидетельствует о необходимости дальнейшего исследования данной инфекции.

Глава 9 Вирусы против человечества

(об огромном экономическом ущербе, причиняемом вирусами)

Каждую секунду на земном шаре рождается 4 человека, в сутки—350 тыс., а за год — около 130 млн. Прирост населения за год составляет около 80 млн. Всех живущих подстерегают многочисленные болезни и в первую очередь различные инфекции, среди которых более 75% вызываются вирусами. Цифры заболеваемости по нашей стране показывают, что уже много лет первые четыре места среди всех инфекций уверенно держат четыре, уже знакомые вам вирусные болезни. Это прежде всего различные ОРЗ, затем грипп, далее следует гепатит и, наконец, корь. В масштабах мира эти цифры многократно увеличиваются, и поэтому, когда мы говорим о громадном вирусном бремени, которое несет современное человечество, мы не грешим против истины и не преувеличиваем опасности.

Вспомним, что многие заразные вирусы распространены повсеместно. Однако наибольшую опасность они представляют для развивающихся стран Среднего Востока, Африки и Южной Америки, где нехватка врачей и медикаментов, невысокий уровень санитарно-гигиенической культуры населения и плохое питание являются главными условиями непрекращающихся эпидемий.

К сожалению, наиболее уязвимы и наименее защищены, несмотря на существующий уровень знаний, дети. Это, по данным ВОЗ, подтверждается более высоким коэффициентом смертности детей в возрасте до 5 лет в менее развитых странах по сравнению с аналогичным показателем для детей этого возраста в развитых странах. Подсчитано, что смертность детей в странах с наибольшей величиной этого показателя в 20 (!) раз выше, чем в странах с самым низким показателем. Нельзя не согласиться с мнением экспертов ВОЗ, что такое положение является не только неоправданным, но и непростительным, так как около 80% случаев смерти детей относится к категории так называемой заведомо предотвратимой смертности, т. е. к той, которой может не быть. И это прежде всего касается вирусных инфекций, ведь только во время эпидемий гриппа переболевает до 1 млрд населения Земли, а от острых респираторных заболеваний ежегодно погибает до 2,5 млн. человек.

Можно ли определить, во что обходятся человечеству вирусные инфекции? Начнем с гриппа и сделаем простые расчеты, основанные на данных, публикуемых ежегодно в статистических сборниках. Возьмем за основу «среднего человека» — рабочего, колхозника, служащего, который, по данным юбилейного статистического ежегодника1 зарабатывает 5 р. 75 к. в день, а вырабатывает продукции на 27 р. 20 коп. в день. Будем считать, что гриппом и острыми респираторными заболеваниями этот «средний человек» болеет в течение 5 дней, а если заболевает ребенок, то эти 5 дней ухаживает за ним мать, которая также является «средним человеком». В итоге каждый больной гриппом или острым респираторным заболеванием недодает государству продукции на 136 р., да еще получает пособие на сумму 29 р., т. е. 1 больной стоит государству 165 р. Для Москвы, где во время высоких эпидемических волн гриппа переболевает до 1 млн человек, это составляет более 150 млн р. а для всей страны — от 7 до 10 млрд р. На эту сумму можно построить несколько сотен тысяч благоустроенных квартир, более 1000 больниц или поликлиник, сшить несколько миллионов костюмов или пальто...

А вот второй «экономический злодей» — вирусный гепатит, точнее вирусные гепатиты, которых, как вы уже знаете, по крайней мере, три. Средняя продолжительность болезни здесь не 5 дней, а не меньше 2 нед. Поэтому каждый больной, исходя из приведенных расчетов, обходится государству около 635 р. Полмиллиона таких больных — это более 300 млн р. убытка.

Не все плохо

А теперь, чтобы наш рассказ не казался чересчур мрачным, возьмем еще один пример — корь, до массовой вакцинации и после нее (рис. 12). Если считать, что раньше каждый рождавшийся ребенок заболевал корью, а мать ухаживала за ним, будучи освобождена от работы, в течение 10 дней, то ежегодные убытки от кори составляли около 6 млрд р. в год. Ныне, когда число болеющих снизилось в 8—10 раз, эта сумма также соответственно снизилась. Таким образом, массовые прививки против кори уменьшили потери государства на 5 млрд р. в год.

ВОЗ сделала подсчет, что может дать иммунизация против кори в небольшой африканской стране — Берег Слоновой Кости. Были подсчитаны расходы на вакцинацию, которые составили немногим более полумиллиона долларов в год. Результатом такой иммунизации должно явиться предупреждение 1100 смертей маленьких детей и увеличение продолжительности жизни «среднего» человека на 219 дней. Стоимость одного предотвращенного случая смерти оказалась равной 479 долларов, а стоимость продления жизни на один год всего 10 долларов! Не правда ли недорого? Во всяком случае, значительно дешевле оружия разрушения...

А иногда просто хорошо

А теперь посмотрим, какой ущерб причиняли в недавнем прошлом полиомиелит и оспа. Средняя ежегодная заболеваемость полиомиелитом в СССР до массового применения прививок с начала роста заболеваемости им во всем мире составляла около 12 тыс. случаев в год. Продолжительность пребывания каждого больного в

Рис. 12. Кривая заболеваемости корью в период 1940—1981 гг.

больнице составляла 40 дней. Каждый день пребывания 1 больного в больнице обходится около 10 р., следовательно, содержание 1 больного без осложнений обходилось государству в 400 р. На самом деле оно обходилось дороже, так как лечение больного полиомиелитом и уход за ним стоят значительно дороже таковых при воспалении легких, гриппе, гепатите или кори.

В эти эпидемические годы процент осложнений в виде параличей доходил до 60. Восстановление легких параличей занимает 3 — 4 мес, а с санаторным лечением — до 6 мес. Это означает, что пребывание в больнице 1 такого больного (мы возьмем минимальные сроки) обходилось в 900 р., а если требовалось санаторное лечение, то на каждого такого больного приходилось около 1800 р. дополнительных расходов.

Итак, лечение 12 тыс. больных полиомиелитом обходилось государству ежегодно в 4,8 млн р., дополнительное пребывание в стационаре '/2 больных с легкими параличами и их реабилитация обходилась в 5,4 млн. р., а дополнительное санаторно-курортное лечение еще в 10,8 млн. р. В итоге ежегодно на лечение больных полиомиелитом тратилось более 20 млн. р. Здесь не учтены уход матерей за больными и связанные с этим убытки. Если же учесть, что около 10% переболевших полиомиелитом становились стойкими инвалидами, то, по самым скромным подсчетам, 12 тыс, инвалидов, накопившихся за 10 эпидемических лет, требовали за 10 лет их жизни, исходя из расчетов, основанных на данных того же статистического сборника расходов в сумме около 1,2 млрд р.

Ныне, когда полиомиелитом, притом более легкими, чем в допрививочный период, формами болеют около 150 человек в год (средние данные за годы массового проведения прививок), даже самые скромные подсчеты показывают, что расходы государства на лечение больных полиомиелитом снизились в 55 раз, а с учетом содержания больных со стойкими параличами, в 100 раз. Если учесть, что бюджет Института полиомиелита и вирусных энцефалитов АМН СССР не превышает 3 млн р. в год, а этот институт занимается не только полиомиелитом (!), то за те же 10 расчетных лет он израсходовал около 30 млн р., сэкономив государству, по меньшей мере около 1,3 млрд р.

Этот пример хорошо иллюстрирует рентабельность науки, которая является важной производительной силой нашего общества. Это относится и к такой, казалось бы, «потребительской» науке, как медицина, которую несправедливо относят к сфере обслуживания.

Мы закончим этот раздел экономическими расчетами ВОЗ, оценившими экономический эффект глобального искоренения оспы. Экономия, достигнутая в результате прекращения прививок против этой уже не существующей болезни, выражается суммой более 1 млрд долларов в год. При этом не учитываются затраты на госпитализацию и лечение сотен тысяч больных оспой, расходы на содержание десятков тысяч слепых — жертв оспы, расходы экономически развитых стран на ликвидацию заносов оспы и многое другое...

Наши соседи - ветеринары

Ветеринарные вирусологи — ближайшие коллеги медицинских вирусологов, так как лучшей моделью вирусных болезней человека являются сходные болезни сельскохозяйственных животных. Гриппом болеют не только люди, но и свиньи, лошади, телята, утки и куры, правда, грипп кур называют истинной и ложной птичьей чумой. Ничего общего не имеют возбудители этих болезней с истинной чумой грызунов и человека. Но наши коллеги не слишком разборчивы в терминологии (да простят они нам эти критические замечания!).

На самом деле, истинная чума кур — это грипп, а ложная чума кур — парагриппозная инфекция. Есть еще чума (или чумка) плотоядных — это корь собак, лисиц и соболей.

Попытаемся очертить круг вирусной патологии сельскохозяйственных животных. Она многообразна. Кроме аналогов болезней человека, имеется немало вирусных болезней, поражающих сельскохозяйственных животных. Экономический ущерб здесь проявляется открыто, если хотите, в чистом виде. Назовем важнейшие вирусные инфекции сельскохозяйственных животных. Начнем с крупного рогатого скота.

Бруцеллез, туберкулез и лейкоз — три главные болезни, наносящие урон поголовью крупного рогатого скота; две первые вызываются бактериями, третья — вирусом. Лейкоз — коварная болезнь, являющаяся одновременно инфекционным и опухолевым процессом. Болезнь весьма заразна и передается через молоко больных коров. Через 1'/2—2 года после заражения у молодых животных развивается лейкоз (белокровие); при этом резко снижаются удои молока, животные худеют и часто погибают. Трудно оценить экономический вред, наносимый лейкозом, учитывая, что в разных странах до 30% поголовья поражено лейкозом. В последние годы, к счастью, разработаны методы раннего выявления лейкоза, когда болезнь еще не проявилась, но вирус уже оставил свои следы в виде антител. Болезнь в этой стадии малозаразна, и поэтому можно сортировать животных, отделяя здоровых от больных, и использовать больных на мясо, так как вирус безопасен для человека. Ведутся работы по созданию вакцины против лейкоза крупного рогатого скота.

Подлинным бичом парнокопытных является ящур. Это тяжелая болезнь, выражающаяся в появлении язв на губах и слизистых оболочках рта и поражении копыт, поэтому ее нередко называют рыльно-копытной болезнью. В недавнем прошлом наблюдались опустошительные эпизоотии ящура, но в настоящее время болезнь уже не столь опасна, так как имеется эффективная вакцина для ее профилактики. Вакцину готовят на огромной биофабрике, оснащенной по последнему слову техники. Со многих мясокомбинатов сюда доставляют на самолетах снятые с коровьих языков слизистые оболочки, и на клетках этих тканей выращивают вирус ящура, который затем убивают формалином и получают таким путем вакцину. Широкое применение в нашей стране вакцины против ящура позволило успешно бороться с ним и тем самым успешно решать продовольственную программу.

Для лошадей подлинным бичом является инфекционная анемия. Это тяжелая хроническая болезнь крови, напоминающая лейкоз рогатого скота, при которой поражается кроветворный аппарат, лошадь страдает малокровием, истощается и в конце концов погибает. Основным методом борьбы с болезнью является диагностика ее в скрытом, малозаразном периоде и отделение здоровых животных от больных.

Тяжелейшим эпизоотическим заболеванием является инфекционный лимфоматоз кур, или болезнь Марека. Как и лейкоз крупного рогатого скота, это инфекционная болезнь и в то же время «рак крови». Однако в отличие от болезни коров это заболевание вызывается вирусом, относящимся к группе герпеса, того самого, при котором появляются высыпания пузырьков на губах и вокруг носовых отверстий. Болезнь протекает остро, и опустошительные ее эпизоотии вызывают массовую гибель кур. Вирусные инфекции животных причиняют значительные убытки народному хозяйству.

В мире растений

Обратимся, наконец, к миру растений. И здесь мы встречаем многочисленные вирусы, поражающие полезные сельскохозяйственные растения. Их известно несколько сотен. Вспомним, что первым открытым вирусом был вирус табачной мозаики. Вирусы поражают многие виды сельскохозяйственных растений — помидоры, огурцы, свеклу, картофель, злаковые. Фитопатологи — специалисты по болезням растений в отличие от ветеринаров и медиков, пользующихся латинскими терминами, дают вирусным болезням растений выразительные названия — мозаика (просто мозаика, пятнистая мозаика, штриховая мозаика, желтая мозаика и т.д.), мозаичная гравюра, курчавая верхушка, карликовость (просто карликовость, пятнистая карликовость, желтая карликовость и т.д.), летняя смерть, крапчатость, пучковость верхушки, желтая сеть и т. п. За этими названиями скрываются большие потери урожая. Например, потери картофеля от вирусов иногда превышают 30% урожая на больших территориях, а на более ограниченных могут свести на нет усилия растениеводов. А ежегодные потери пшеницы от вирусных заболеваний достигают только в США 20%. В целом, по подсчетам экономистов, вирусы снижают мировой урожай на 70—80%, т. е. без вирусов урожай был бы в 5 раз больше.

В заключение укажем, что вирусы нередко являются вредителями бактерий и грибов, использующихся в самых разных отраслях микробиологической промышленности — от производства кормовых белков до изготовления антибиотиков. Заражая производственные штаммы бактерий и грибов, они чинят серьезные помехи производству и избавление от них — не всегда простая и легкая задача.

Итак, вирусы встречаются повсеместно, разнообразен экономический ущерб, который они причиняют человечеству. Но и на них можно найти управу. Частично это уже было показано в этой главе. Более подробно мы расскажем об укрощении строптивых чуть позже.

Глава 10 Человечество против вирусов

(краткие сведения о трех главных способах предупреждения и лечения вирусных болезней, или как наказываются особо опасные преступники микромира)

Главной задачей вирусологии была и остается борьба с вирусными инфекциями. Парадоксально, но факт, что первые успехи в этой борьбе были достигнуты задолго до открытия вирусов. Мы имеем в виду созданную знаменитым английским врачом Э. Дженнером в 1796 г. вакцину против оспы и разработанную великим французским ученым Л. Пастером в 1885 г. вакцину против бешенства. Однако находки Э. Дженнера и Л. Пастера были единичными и носили в общем-то случайный характер. Ученым потребовалось еще много времени и кропотливого труда, чтобы узнать все, о чем мы рассказали раньше, и приступить к планомерной и последовательной войне с вирусами.

Теперь вирусология располагает тремя основными способами предупреждения и лечения вирусных болезней — это вакцинация, применение интерферона и химиотерапия. Это те самые три кита, на которых держатся научно обоснованные и проверенные на практике методы защиты от вирусов, три надежных барьера, поставленных на пути разрушительного действия коварных невидимок и, если хотите три богатыря, защищающие здоровье людей от вторжения вирусов. По характеру, значимости и повадками они очень напоминают могучего Илью Муромца, славного Добрыню Никитича и хитроумного Алешу Поповича с знаменитой картины В. М. Васнецова. Каждый из них действует по-своему: вакцины включают систему иммунитета, интерферон подавляет размножение вирусов, прорвавшихся внутрь клеток, а химические препараты вступают с вирусами в единоборство и приостанавливают начавшуюся болезнь.

Исторически самым древним и надежным является метод вакцинации. Он известен уже около 200 лет и до сих пор верно служит человечеству. Благодаря вакцинации побеждена оспа, сведен почти на нет полиомиелит, резко снижена заболеваемость корью, бешенством и краснухой. Мы назвали только вирусные инфекции, но, говоря о достижениях вакцинации, уместно хотя бы упомянуть болезни, вызываемые другими микроорганизмами. Чума, холера, туберкулез, дифтерия, столбняк, коклюш, дизентерия, тиф, туляремия, сибирская язва -вот далеко не полный список инфекций, в борьбе с которыми вакцины одержали верх. Над некоторыми из них (оспа, холера, чума) одержаны убедительные, как говорят в спорте, «чистые победы».

У интерферона пока что меньше заслуг, да и известен он всего 30 лет. Хотя в природе как защитный фактор интерферон появился вместе с первыми рыбами, т. е. около 500 млн лет назад, однако открыть и выделить его удалось лишь в 1957 г. Это дитя природы подчиняется строгим правилам. «Технология» его производства запрограммирована в специальных генах. Когда человек здоров, интерферон не вырабатывается, да он и не нужен. Но как только организм встречается с опасностью — интерферон тут как тут. В отличие от вакцин, которые умеют сражаться лишь с определенным врагом и, как правило, одерживают верх, интерферон вступает в схватку с любым вирусом, хотя и не всегда выходит победителем.

Основная цель химиотерапии создать препараты, которые будут находить вирус и обезвреживать его. Создание таких препаратов — дело исключительно сложное. Здесь до сих пор, образно говоря, приходится искать иголку в стоге сена или идти бесконечным путем проб и ошибок.

Надо, чтобы химическое вещество избирательно убивало вирус, не нанося вреда организму, но ведь клетки организма гораздо чувствительнее к посторонним воздействиям, чем вирусы, поэтому, нанося удар по вирусам, можно легко повредить клетки. Вот и приходится испытывать в эксперименте десятки и сотни тысяч (!) соединений, чтобы найти нужное. Однако в данном случае цель оправдывает средства и ученые, не жалея времени и сил, ищут. Ищут и находят! Первые противовирусные препараты уже созданы и хорошо зарекомендовали себя. За 200 лет борьбы человечества против вирусов спасены миллионы жизней, созданы эффективные способы предупреждения и лечения (вакцинация, применение интерферона, химиотерапия) вирусных инфекций. Однако до окончательной победы над вирусами еще далеко: еще не взяты такие крепости, как грипп и гепатит, не сложили оружия энцефалиты, герпес, свинка, краснуха, аденовирусные и некоторые другие болезни.

А теперь давайте познакомимся с каждым из наших героев подробнее.

Укрощение строптивых

(рассказ о вакцинах против вирусов, о том как их готовят и применяют)

Полезнее всего для борьбы с вирусами оказались... сами вирусы. Надо было только (легко сказать!) научиться вырывать у них болезнетворное жало. Таких безвредных двойников вирусов назвали вакцинами. При введении в организм вакцины не вызывают заболевания, а как бы учат его справляться со своими опасными собратьями. Так создается невосприимчивость к соответствующим инфекционным болезням, или если выражаться с научной точностью, развивается состояние искусственно приобретенного активного противовирусного иммунитета. Продолжительность его различна и зависит от многих условий.

До сих пор ненаписанная история создания вакцин очень поучительна. Она началась задолго до открытия вирусов и продолжается по сей день. В ней можно найти все — и величие труда ученых и годы поисков, надежд, разочарований и, наконец, победу разума над темными силами природы.

Чуть позже мы расскажем о некоторых наиболее ярких страницах этой истории, а пока давайте подсчитаем, сколько обязательных этапов стоят на долгом пути, который проходит каждая вакцина. Предположим, решено создать вакцину против вирусной болезни X. Вначале надо изолировать вирус — возбудитель этой болезни (1), накопить его (2), очистить и сконцентрировать (3). Затем предстоит приготовить убитый или ослабленный вариант вируса X, который, не обладая болезнетвор-ностью, сохраняет способность вызывать иммунитет (4). Следующий этап — испытание эффективности новой вакцины на экспериментальных животных (5). Далее начинаются технологические этапы работы — налаживание крупномасштабного производства препарата (6) и получение его в необходимых количествах (7), разнообразные испытания на безвредность (8), проверка эффективности нового препарата на людях (9) и оценка полученных результатов (10). И это еще не все. Последующие этапы связаны с эпидемиологическими испытаниями (11), началом широкого применения вакцины (12) и заключительной оценкой ее эффективности (13), и наконец, с утверждением всей документации по технологии производства, хранению и использованию препарата (14) и определением медицинских показаний к применению вакцины (15).