Семен Блинкин - В мире незримого
В последующие эпидемии гриппа вирусы снова изменялись, и вот стали известны типы А2 (азиатский), разновидность его вирус А2-Гонконг. Известен также вирус гриппа В. Все это осложнило лечение и профилактику гриппа. К примеру, вакцины или сыворотки, созданные против типа А, оказались неэффективными против типа A1 и А2, а тем более против типа В. Вот с какими трудностями встретились вирусологи и какие новые проблемы возникли в вирусологии и здравоохранении.
Вернемся к вирусу-хамелеону, к его изменчивости. Что же меняется в вирусах гриппа? Ученые отвечают: изменились антигенные свойства.
Антиген — это чуждое для организма вещество, особенно белковое, способное вызвать в организме человека или животных образование антител против себя, притом строго специфической направленности. В наших примерах это означает, что антитела против типа А будут действовать только на вирус гриппа типа А, а не на другие.
Итак, изменяются антигенные свойства вирусов. Для того чтобы понять сущность этих свойств, пришлось много поработать вирусологам и биохимикам. Что же они узнали? Оказалось, что вирусы состоят из белков и нуклеиновых кислот. Теперь стало понятным, с чем связаны антигенные свойства вирусов и что может подвергаться изменчивости.
Ученые узнали также, что среди вирусов можно найти еще более сложно устроенные вирусы, которые содержат также ферменты, липиды (жироподобные вещества) и углеводы. Важнейшие все же — белки и нуклеиновые кислоты. Нуклеиновая кислота является как бы центром вирусной частички и окружена белковой оболочкой. Нуклеиновые кислоты играют в жизнедеятельности вирусов важную роль. Если их разрушить, вирусы перестанут размножаться. РНК и ДНК (рибонуклеиновая и дезоксирибонуклеиновая кислоты) обусловливают передачу наследственных признаков и свойств.
Когда удалось расчленить вирусную частичку и отделить белковую часть вируса от нуклеиновых кислот, выяснилось, что носителем болезнетворности являются также нуклеиновые кислоты. Нет, это не фантастика, а совершенно реальные достижения вирусологии, биохимии и физико-химии. Для этого ученым пришлось поставить такие «простые» опыты. Выжали, например, из тонны листьев табака, пораженных мозаичной болезнью, сок, а из него получили немного кристаллов. И тогда только из полученных кристаллов смогли выделить вирусный белок и нуклеиновые кислоты. С какой благодарностью ученые снова вспоминали Д. И. Ивановского и Стэнли и замечательные исследования о живых вирусных кристаллах. Как все это помогло в раскрытии глубоких тайн вирусов, их физиологических и биохимических свойств и изменчивости!
* * *Не успели ученые понять свойства вирусов-хамелеонов, как в вирусологии появилось новое понятие — «химеры». Выдающиеся достижения вирусологии в этой области являются заслугой группы советских ученых Института вирусологии имени Д. И. Ивановского. Но раньше, чем рассказывать об этом и раскрыть новую страницу вирусологии, заглянем в словари.
Химера… Это слово встречается и в древнегреческой мифологии, и в современной биологии, и в литературе.
В мифологии химерой называли чудовище с львиной пастью, змеиным хвостом и козьим туловищем. В биологии химерой принято называть организм, получившийся в результате естественного и искусственного сращения тканей, принадлежащих разным организмам. Что же касается литературного термина, то словом «химера» обычно называют несбыточную мечту, неосуществимую фантазию. Вдумаемся в эти образные понятия и тогда лучше; поймем, какие химеры получили вирусологи и какой смысл они вкладывали в это слово.
Начнем издалека. Вирусы размножаются только внутриклеточно. Раскрытие сущности этого процесса было грандиозным достижением в вирусологи, учитывая размеры вируса и клетки, а точнее ее ядра. Вторжение в эти объекты наблюдения могло казаться поистине химерой с точки зрения фантастичности экспериментов, о которых ученые мечтали как о чем-то несбыточном. Но мечты сбылись. Химическая структура вируса раскрыта. Наблюдения показали, что, проникая в чувствительную клетку, он «сбрасывает» с себя белковую оболочку, а нуклеиновая кислота внутри ядра начинает в нем и за его счет размножаться.
В вирусологии этот процесс принято называть воспроизводством вирусного потомства. Клетка-«хозяин» разрушается и гибнет, а много новых частичек вируса выходит наружу уже «одетыми» в белковую оболочку, как бы «одежду», которая вне клетки служит вирусу защитой. Так в дальнейшем, но уже в геометрической прогрессии идут взаимоотношения «вирус — клетка», например, при заболевании. Конечно, в этот процесс вовлекаются: лечение, условия внешней среды, индивидуальная реактивность организма и его защитные силы.
Остановимся на образовании защитных веществ, так называемых вирулицидных антител, способных губительно действовать на вирусы. Но почему же антитела действуют не на все вирусы, выделенные из организма? Доказано, что при размножении вирусов в клетке организма, помимо типичных вирусов, образуются «гибриды». Они тоже состоят из белка и нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты сохраняли инфекционные свойства, но белки оказались нечувствительными к вирулицидному действию антител. Такие гибриды назвали псевдовирусами, а так как они образовались из типичного вируса и клетки-«хозяина», их назвали химерами. Завеса тайны над тем, почему некоторая часть вирусов не поддавалась действию антител иммунных сывороток, была снята. Это большое достижение вирусологии было важным для понимания закономерностей биологического синтеза вирусов, а также для практических задач эффективного воздействия на них.
Исследования, проведенные в Институте имени Д. И. Ивановского академиком АМН СССР В. М. Ждановым, профессором Ф. И. Ершовым и кандидатом медицинских наук Л. В. Урываевым, признаны Комитетом по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР крупным научным открытием.
Глава IV. Иммунология шагает в завтра
Метод определяет прогресс науки.
И. П. Павлов
Новые методы, новые вакцины
Поиски методов получения новых живых вакцин проводятся на основе современных научных данных об изменчивости микроорганизмов. Раскрывая тончайшее строение и химический состав микробной клетки и вирусной частички, изучая их физиологию и биохимические свойства, выясняя роль и значение рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот (РНК и ДНК), ученые раскрыли тайны передачи наследственных свойств микроорганизмов.
Генетика микроорганизмов за последние десятилетия достигла колоссальных успехов, имеющих огромное теоретическое и вместе с тем практическое значение. Для получения полноценных культур микроорганизмов в производстве вакцин открылись новые перспективы.
Направление и характер исследований по генетике микроорганизмов, как пишет академик В. Д. Тимаков, существенным образом изменились после того, как Эвери Мак-Леод, Мак-Карти установили, что причиной феномена трансформации пневмококков, который наблюдал Грифит, является ДНК. Эти исследования явились новым революционизирующим этапом в изучении закономерностей наследственности и изменчивости, роли нуклеиновых кислот, их структуры и функции, в познании природы гена и его функционирования, в создании основ молекулярной биологии.
Идеи Пастера и созданные на основе принципов аттенуации микробов живые вакцины против сибирской язвы и бешенства стали историческими вехами в развитии вакцинопрофилактики инфекций.
Шли годы, десятилетия. Иммунология и практика здравоохранения обогатились новыми препаратами, но, несмотря на усиленные поиски иммунологов во всем мире, живых вакцин против холеры, дизентерии и сыпного тифа получить не удавалось. Исследователи столкнулись с трудностями в создании методов ослабления микробов, которые вытекали из своеобразия биологических особенностей возбудителей этих инфекций.
В отношении возбудителей сыпного тифа (риккетсий) и других заболеваний (риккетсиозов) были дополнительные преграды, связанные с трудностями культивирования этих микроорганизмов.
Что же касается дизентерии и холеры, необходимо было искать или создавать такие разновидности возбудителей, которые, вызывая легкие (субклинические) формы инфекции, были бы безопасными для вакцинируемых и окружающих их людей.
Создание живых вакцин против холеры и дизентерии также было весьма трудным из-за обилия видов и типов микробов — возбудителей этих инфекций. Приведем некоторые примеры: в дизентерийной группе существуют бактерии Григорьева-Шига, Флекснера, Зонне, Шмитц-Штуцера и ряд других. Среди холерных: вибрионы азиатской холеры (классические биотипы), вибрионы Эль-Тор, известна группа холероподобных вибрионов. Сложными оказались механизмы возникновения и развития таких заболеваний, как дизентерия и холера, места локализации возбудителей в организме, особенности поражения, в частности в кишечнике.
