Александр Смородинцев - Беседы о вирусах

Теперь следовало доказать, что именно она несет в себе заразительность для здоровых растений. Для это­го А. Гирер и Г. Шрамм провели специальные контроль­ные исследования, которые показали, что добавление фермента рибонуклеазы к препарату вирусной РНК полностью разрушало его инфекционные свойства. Это подтвердило, что вся заразительность заключена в об­следуемой РНК, так как рнбонуклеаза совершенно без­вредна для вирусной частицы.

Исследователи установили также, что активность ви­русных нуклеиновых кислот не изменялась и после до­бавления иммунной сыворотки. Если бы после обработ­ки фенолом в препарате вирусной РНК сохранились да­же отдельные неубитые вирусные частицы, иммунная сыворотка подавила бы их биологическую активность.

Чтобы окончательно убедиться в своей правоте, ис­следователи провели дополнительные испытания. Они установили, что препараты очищенной вирусной РНК крайне нестойки и быстро разрушаются даже при не­продолжительном хранении в термостате или в леднике.

Напротив, частицы исходного вируса табачной мозаики сохраняли высокую устойчивость даже после продол­жительного хранения в тех же условиях. Поэтому, счи­тали ученые, вирусные частицы было бы легко обнару­жить через несколько дней после хранения на леднике, когда нежные нуклеиновые кислоты полностью разру­шатся. Однако все попытки оказались безуспешными: с гибелью РНК исчезала инфекционная активность очи­щенного препарата. Так было окончательно доказано, что именно выделенная из вируса РНК, а не остаточ­ный вирус, вызывала заражение листьев растений.

Очищенные вирусные нуклеиновые кислоты способ­ны заражать даже ткани, которые в естественных усло­виях полностью невосприимчивы, то есть устойчивы, не­чувствительны к цельному вирусу. Например, вирус по­лиомиелита прекрасно размножается в тканевых куль­турах, приготовленных из клеток человека. Ведь как раз у человека этот вирус вызывает поражение спин­ного мозга, параличи и смерть. В то же время этот ви­рус не способен заразить тканевые культуры, приготов­ленные из клеток курицы, так же как он не может за­разить и курицу.

Выделенную из вируса полиомиелита инфекционную РНК легко удалось ввести в куриные клетки, после чего в них произошло формирование сотен полноценных зре­лых частиц вируса. Но в невосприимчивой ткани вирус­ная инфекция на этом и прекращалась. Новые вирионы, которые могли бы оказаться высокозаразными для чув­ствительных тканей, были часто не способны даже вый­ти из нечувствительных к ним клеток.

Однако с помощью электронного микроскопа ученым удалось увидеть вирусные частицы внутри клеток и вы­делить вирус из клеток, разрушив их ультразвуком. Та­кой вирус прекрасно размножался, если его переносили в другую, восприимчивую ткань.

Если учесть полную искусственность опытов с очи­щенной вирусной нуклеиновой кислотой, с помощью ко­торой ученые старались заразить растения, животных или тканевые культуры, становится понятным, почему активность инфекционной вирусной РНК несравненно ниже активности исходных частиц. Для заражения куль­туры ткани нужно взять РНК, выделенную из 10^6— 10^8 вирусных частиц или всего 4—10 вирионов. Разница огромная, и величины несопоставимые.

В естественных условиях «голая» РНК никогда не проникает в клетки извне, через клеточную оболочку. Нуклеиновые кислоты всегда попадают сюда только в составе цельной вирусной частицы, которая освобож­дает вирусную РНК (или ДНК) лишь внутри заражен­ной клетки. Хотя вирусные нуклеиновые кислоты и игра­ют ведущую роль в размножении вирусов, однако они не обладают способностью самостоятельно переходить от клетки к клетке.

Некоторые вирусологи ошибочно рассматривают про­цесс размножения вируса как самостоятельную работу клетки, которая «продуцирует вирусные частицы». В действительности от начала и до конца этот процесс — результат жизнедеятельности вируса. Он осуществляет основную функцию паразита — репродукцию, то есть воспроизводство, новых потомков. Абсолютно чуждые клетке молекулы вирусных нуклеиновых кислот и белка воссоздаются в виде сотен новых копий в ее ядре и в цитоплазме под командой вируса, но за счет строи­тельных материалов и синтетических систем клетки.

— Как же организм животного или человека защи­щается от вируса, с которым никогда раньше не встре­чался?

— Первый этап, как правило, заканчивается ги­белью зараженных клеток. В результате образуется не­сколько тысяч новых вирусов, затем миллион, милли­ард, а потом организм должен погибнуть.

— Но в реальных условиях этого не происходит. За­болевший обычно выздоравливает.

— Действительно, даже при тяжелейших вирусных инфекциях, как оспа или клещевой энцефалит, поги­бают не все заразившиеся люди, а такие болезни, как свинка, корь, грипп, для большинства оканчиваются благополучно.

Обороняясь от возбудителей заразных болезней, ор­ганизм вырабатывает, как известно, высокоэффективные защитные вещества — антитела. Против каждого воз­будителя, будь то бактерия или вирус, образуются свои антитела. Они соединяются только со «своим» возбуди­телем и нейтрализуют его активность, совершенно не действуя на все остальные.

Каждому этапу развития любой науки, в том числе и медицины, соответствует определенный уровень зна­ний. Поэтому многие первоначальные положения, своего рода аксиомы вирусологии основывались на знаниях, полученных ранее микробиологами, изучавшими проти­вомикробный иммунитет. Вот почему вирусологи до­вольно долго считали, что выздоровление обеспечивает­ся только специфическим иммунитетом, его антителами, которые образуются в ответ на проникший в организм и размножающийся там вирус. Однако существовало определенное противоречие, на которое долго старались не обращать внимания, хотя оно буквально бросалось в глаза.

Совершенно непонятным оказывался такой хорошо известный факт: антитела образуются и поступают в кровь через несколько дней после заражения. Именно такой срок требуется организму, чтобы ответить на аг­рессию и выработать необходимые количества защитных антител, способных связать вирус. Но, ведь зная необы­чайно высокий темп репродукции вируса в зараженных клетках, легко можно подсчитать, что в первые два-три дня болезни должны образовываться неисчислимые пол­чища новых вирусов. Следовательно, антитела просто­напросто опоздают и не смогут нейтрализовать ин­фекцию!

Кроме того, ученые показали, что антитела действу­ют, только когда вирус находится вне клетки: в крови, в лимфе, — и не способны проникать внутрь клеток, за­раженных вирусом, хотя и препятствуют внедрению ви­русов в чувствительную ткань.

Очевидно, есть какие-то еще неизвестные способы защиты, которые именно в первые часы после заражения должны, во-первых, ограничить размножение вируса внутри клетки, а затем и воспрепятствовать заражению новых клеток, как бы связать вирус по рукам и ногам до подхода основной армии защиты — антител.

Можно думать, что уже на самых ранних этапах эво­люции живых существ на поверхности нашей планеты началась неравная борьба между клеточными организ­мами и мельчайшими их врагами — вирусами. Учиты­вая необычайно быстрый темп размножения вируса, та­кая борьба должна была бы окончиться их несомненной победой над более сложно организованными многокле­точными организмами. Чтобы как-то защитить себя от бурно размножающихся противников, позвоночные жи­вотные многие и многие тысячи лет назад выработали универсальный механизм защиты от вирусной агрессии. Эта дополнительная (но против вирусной инфекции, может быть, и основная) защита проявляется и действу­ет на уровне клеток. Она резко подавляет темп размно­жения вирусов, замедляет скорость развития инфекци­онного процесса.

В середине 30-х годов два американских исследова­теля, Г. Финдлей и Ф. Маккаллум, проводили опыты на обезьянах, изучая разновидности вирусов желтой лихо­радки, вызывавших или не дававших развития энцефа­литов у этих животных. Вирусы нередко были причиной гибели людей, живших в Африке, и особенно приезжав­ших на Африканский континент европейцев: путеше­ственников, моряков и поселенцев. Обезьяны, так же как и люди, погибали от этих вирусов, причем нередко раз­вивались тяжелейшие параличи.

Однажды, не располагая достаточным числом обезь­ян, ученые заразили смертельным вирусом животных, которым несколько дней назад была введена ослаблен­ная разновидность вируса желтой лихорадки. Произо­шло непонятное и поистине чудесное явление: обезьяны не только не погибли, но даже не заболели. Опыты сле­довали за опытами, и результаты, повторяя друг друга, позволяли сделать вывод, что найдена совершенно но­вая возможность спасти животных от смертельных ви­русов. Для этого нужно ввести им незадолго до зараже­ния другой, малоопасный вирус, который даже может быть вирусом совершенно иного вида.