Укротитель вирусов

Укротитель вирусов

Открытия, сделанные Луи Пастером, были настолько ошеломляющими и авторитет этого ученого был так велик, что о возможности существования возбудителей различных болезней, иных, чем бактерии, долгое время даже не задумывались. Один из крупнейших микробиологов Ф. Кон утверждал: "Эти простейшие из всех живых форм образуют пограничную линию жизни, за пределами этих форм жизни не существует".

Однако в конце прошлого столетия русский ученый Д. И. Ивановский, изучая растения табака, пораженные неизвестным заболеванием, обнаружил болезнетворное начало совершенно нового типа, известное теперь под названием вирус (от латинского слова яд). Позднее вирусы были найдены в тканях других растений, а также в организме животных и человека.

Открытие Д. И. Ивановского, по праву считающегося основоположником вирусологии, было подготовлено многовековой историей развития науки. Еще за тысячу лет до нашей эры китайцы описали оспу, давно были известны такие заболевания, как корь, полиомиелит, ящур, японский энцефалит, желтая лихорадка и другие, поражающие людей, птиц, рыб, насекомых, несущие смерть и неисчислимые убытки. Можно, к примеру, сказать, что для того чтобы подавить охватившую в 1967 году Англию эпизоотию ящура, пришлось уничтожить около четверти миллиона голов крупного рогатого скота и ввести по всей стране длительный карантин.

Одним из самых страшных бедствий, постигших человечество, была распространившаяся в 1918 году после окончания первой мировой войны пандемия гриппа (слово грипп происходит от французского схватывать), охватившая за полтора года все страны и унесшая в могилу около 25 миллионов человек. "Испанка" (так не совсем точно называли тогда этот грипп) и позже делала опустошающие набеги на некоторые материки, ее сравнивали с чумой или оспой.

Оспа!.. Когда и где появилась эта страшная болезнь? Точного ответа наука на эти вопросы не дала. В древние времена оспу рассматривали как кару, посылаемую божеством за грехи людей. Лишь жертвоприношениями, молитвами, покаяниями, поклонением мощам святых пытались наши предки спастись от моровых поветрий. Объятое ужасом население Европы и Азии окружало свои города и села земляными или снежными валами, чтобы преградить дорогу "духу оспы", выжигало на лицах ямки, наподобие оспенных рубцов.

На протяжении столетий народы искали пути борьбы с оспой и во многих странах появились способы прививки людям "легкой" оспы, а из среды врачей вышли специалисты-вариоляторы, занимающиеся прививкой против оспы.

В страхе перед возможностью заболеть оспой русская императрица Екатерина II выписала из Англии врача Томаса Димедаля, который за успешно сделанную 12 октября 1768 года Ее Величеству и наследнику престола Павлу прививку получил титул русского барона, звание лейб-медика, чин действительного статского советника, пожизненную пенсию в 500 фунтов стерлингов, 1000 фунтов стерлингов единовременного вознаграждения, 2000 фунтов стерлингов на обратную дорогу и другие подарки. А сама эта медицинская манипуляция сопровождалась артиллерийскими салютами, иллюминацией и т. д.

Долгое время прививки против оспы не имели официального признания. Только после того, как сельский врач из местечка Беркли в Глодчестершире Эдуард Дженнер в 1796 году привил коровью оспу восьмилетнему мальчику, а спустя два года опубликовал в Лондоне небольшую книжку о новом безопасном, простом и надежном методе предохранения от оспы, вариоляция была принята на вооружение врачами, что позволило добиться ликвидации натуральной оспы в большинстве стран мира.

Важно отметить, что во все времена ученые стремились найти средства борьбы с бактериями и вирусами, чтобы избавить человечество от постоянной смертельной угрозы. Эксперименты многих тружеников науки, порой чрезвычайно опасные для их собственной жизни, всегда вызывали всеобщее восхищение и удивление.

Человечество всегда будет признательно Луи Пастеру, изобревшему метод прививки против бешенства - заболевания, о котором русский врач Данило Самойлович писал, что "...из многочисленных болезней людей, пожалуй, самое страшное впечатление производит картина страданий и беспомощности больного, пораженного "ядом" при укусе бешеной собакой". Лето 1885 года было, по-видимому, самым тяжелым в жизни Пастера: 20 дней и ночей ученому пришлось ждать результатов вакцинации девятилетнего мальчика, жестоко искусанного бешеной собакой и приговоренного врачами к смерти. Успех Пастера был венцом всей его деятельности. Французское правительство решило учредить научно-исследовательский институт микробиологии имени Пастера для борьбы с заразными болезнями, прежде всего с бешенством.

Никогда не будут забыты мужественный основатель экспериментальной гигиены Макс Петтенкофер, замечательные русские ученые И. И. Мечников, Н. Ф. Гамалея, Д. К. Заболотный и И. Г. Савченко, проверявшие на себе воздействие холерных бацилл; английский врач А. Уайт, намеренно прививший себе чуму в египетском госпитале в Эль-Хаммеди, и француз А. Бюлар, повторивший на себе опыт Уайта с чумной субстанцией; доктор Баррера Оро из Аргентины, разгадавший загадку таинственной болезни О'Хидженс, сопровождавшейся лихорадкой, тяжелыми кровотечениями и поражениями мозга; американские исследователи Дж. Лезир, догадавшийся, что смертельную желтую лихородку переносит комар особого вида, и не согнавший его с руки, Барух Бламберг, обнаруживший так называемый австралийский антиген и разработавший специфическую реакцию для диагностики вирусного гепатита; врач Даниел Карлтон Гайдузек, расшифровавший загадочное заболевание куру туземцев племени форе - жителей острова Новая Гвинея; польский врач Клара Фонти, пытавшаяся на себе доказать вирусную природу рака, и многие другие.

Вирусологи всего мира по достоинству оценили подвиг советских ученых Л. А. Зильбера, Е. Н. Павловского, Е. Н. Левковича, В. Д. Соловьева, М. П. Чумакова и других, сумевших за невиданно короткий срок среди неисчислимого множества населяющих тайгу мокрецов, мошек, слепней, клещей и комаров обнаружить возбудителя таежного энцефалита и найти пути лечения этого заболевания. Сейчас ни одна партия геологов не отправляется в необжитые таежные районы, не защитив себя противоэнцефалитной вакциной, создание которой является одной из самых блестящих побед нашей отечественной науки.

А разве может кого-нибудь оставить равнодушным история борьбы с полиомиелитом - заболеванием, которое ежегодно уродовало сотни тысяч малышей, превращало их в инвалидов? Настоящий научный подвиг совершили американские вирусологи Джонас Солк, получивший убитую вакцину против детского паралича, и Альберт Себин, сумевший приготовить более дешевую и доступную живую вакцину. Нельзя не отметить, что эти идеи были подхвачены во всем мире, в том числе и в СССР, где под руководством профессора М. П. Чумакова был получен улучшенный вариант американской вакцины. И первыми, кто согласился испытать на себе действие прививки против полиомиелита, были врачи - сотрудники отдела вирусологии Института экспериментальной медицины, а затем и дети ученых. Впервые в мире в нашей стране были ликвидированы эпидемии этой опасной болезни.

И все же только одних названий заболеваний, вызываемых вирусами, сейчас насчитывается более пятисот, а число открытых вирусов постоянно продолжает увеличиваться. Эти мельчайшие, не видимые даже под сильным микроскопом частицы, лишенные ядра, цитоплазмы, вакуоли, но в "архитектурном" отношении устроенные чрезвычайно сложно, долгое время отчаянно сопротивлялись воздействию антибиотиков, витаминов и других природных или синтетических химиотерапевтических препаратов, которые губительно действовали на многие микроорганизмы. Потребовались десятилетия напряженного труда, прежде чем вирусологам удалось добиться успеха. Как и герой известного романа Герберта Уэллса "Человек-невидимка" молодой физик Гриффин, сумевший сделаться невидимым, но так и не научившийся не оставлять следов, вирусы также оставляют свои отпечатки, и это позволяет исследователям, вооруженным новейшей техникой, обнаруживать их и вести с ними борьбу.

Уже давно ученые обратили внимание на то, что между вирусами существуют антагонистические отношения. Если в организм животного незадолго до заражения попадает какой-либо другой вирус, он препятствует распространению и развитию первого вируса, а в ряде случаев способен даже защитить от возникновения новой инфекции.

В 1937 году англичане Дж. Финдлей и Ф. Мак-Каллум, пытавшиеся привить обезьянам, предварительно зараженным вирусом гриппа, новый вирус, столкнулись с необычным явлением: животные не заболевали новой формой болезни. Создавалось впечатление, что вирусы, попавшие в организм обезьян первыми, будто бы преграждали доступ в клетки вирусам другого вида. Это явление антагонизма вирусов было названо интерференцией (от латинских слов "интер" - взаимно и "ферио" - поражать).

Финдлей и Мак-Каллум были достаточно опытными учеными и прекрасно понимали, что находятся на пороге грандиозного открытия. Они опубликовали результаты своих многократно повторенных наблюдений, сообщили о поставленных опытах коллегам. Но, как это часто бывает в науке, решающее слово суждено было сказать не им, а другим ученым, англичанам, А. Айзексу и Дж. Линдеману из Национального института медицинских исследований в Лондоне и лишь спустя ... двадцать лет.

В результате тонко поставленных экспериментов на оболочках куриных яиц этим вирусологам удалось доказать, что в клетках в ответ на заражение их вирусами вырабатывается особое, неизвестное ранее и почти универсальное по действию защитное вещество белковой природы, которое было названо интерфероном.

Опытами Айзекса и Линдемана заинтересовались во многих странах и уже через три года в Советском Союзе в результате упорного труда ученых и практических врачей был получен отечественный препарат интерферон, который нашел применение в медицинской практике.

Конечно, прежде чем интерферон стали широко применять в качестве лечебного средства, он был подвергнут всестороннему изучению. При этом оказалось, что вещество это лишено какого-либо побочного действия. Оно не вызывает нарушения дыхания, частоты пульса, деятельности сердца, не приводит к образованию некрозов и инфильтратов, если его вводить с помощью шприца под кожу или в мышцы, не оказывает отрицательного влияния на вес и развитие подопытных животных, не изменяет количества в их крови лейкоцитов и эритроцитов, содержания гемоглобина, не вызывает патологических изменений во внутренних органах, не оказывает местного раздражающего действия.

В настоящее время интерферон обычно получают, заражая белые кровяные тельца - лейкоциты человека ослабленной культурой безвредного для людей вируса парагриппа мышей (вирус сендай), после чего препарат подвергают специальной очистке. В 1959 году Министерством здравоохранения СССР человеческий лейкоцитарный интерферон (ЧЛИ) был утвержден в качестве нового медицинского препарата для профилактики и лечения гриппа, герпетических заболеваний и других острых респираторных инфекций. В нашей стране этот препарат в виде порошков или растворов для закапывания в носовые ходы применяли более ста тысяч человек и при этом была подтверждена его безвредность и высокая эффективность.

Значение самого факта создания интерферона трудно переоценить, если принять во внимание, что грипп не столь уж безобиден, каким он еще кажется многим людям, что этот вирус является "королем" эпидемий (вспомним "испанку" 1918 года, "азиатский" и "гонконгский" грипп 1957 и 1958 годов), что простудные заболевания и грипп поражают почти каждого из нас, а в ряде случаев дают серьезные осложнения.

А ведь интерферон оказывается эффективным не только против гриппа. Дальнейшие исследования показали, что этот сравнительно небольшой по своим размерам белок, в состав которого входят почти все известные аминокислоты, позволяет добиваться положительных результатов при лечении многих вирусных и невирусных заболеваний, возбудителями которых являются простейшие, бактерии, токсины.

В конце прошлого века немецкий химик Пауль Эрлих мечтал создать "магическую пулю", которая могла бы надежно и точно поражать определенных возбудителей инфекций, в том числе бледную спирохету - возбудителя сифилиса. Ученый синтезировал более 600 различных препаратов, но так и не сумел до конца выполнить поставленную перед собой задачу. Ни препарат № 606 - сальварсан, ни его более совершенный аналог, созданный позже Эрлихом,- неосальварсан не удовлетворяли полностью десяти "заповедям химиотерапии", в которых учеными изложены требования, предъявляемые к синтетическим лекарственным препаратам:

Убивать микробы или прекращать их размножение.

Уничтожать токсины.

Обладать возможно более быстрым действием.

Не нарушать равновесия циркулирующих в организме жидкостей.

Проникать внутрь клеток пораженного организма и уничтожать в них микробы.

Не повреждать ткани и органы больного.

Даже в больших количествах не быть ядовитыми.

Стимулировать активность белых кровяных телец.

Не разрушать антитела.

Способствовать росту тканей.

Интерферон значительно больше, чем другие препараты, напоминает такие "магические пули", о которых мечтали эпидемиологи и инфекционисты, и, казалось бы, после открытия интерферона врачи и больные смогут вздохнуть с облегчением. Действительно, разве нельзя признать замечательным достижение медицины, получившей в свое распоряжение практически безвредное вещество, обладающее широким спектром терапевтического действия? Однако оказалось, что действие интерферона проявляется в основном при его попадании в здоровые клетки. Таким образом, он является профилактическим средством. Кроме того, для защиты организма требуется очень высокая концентрация этого вещества.

Учитывая особенности действия интерферона, ученые все более склоняются к выводу о том, что он не является специфическим ингибитором размножения вирусов, а представляет собой неспецифический стимулятор иммунобиологических процессов в организме.

Пока еще трудно объяснить все причины неудач при использовании интерферона в практических целях. Полезное влияние этого белка находится в большой зависимости от степени злокачественности вируса и общего состояния больного. Возможно, важную роль играет и то обстоятельство, что интерферон имеет так называемую видовую специфичность. Будучи выделен, например, из клеток кур, он проявляет свою противовирусную активность только в клетках этих птиц, но не подавляет размножение вирусов в организме кроликов, обезьян, лошадей, свиней, человека. Попав в организм, "чужой" интерферон довольно быстро разрушается и выводится.

Получить интерферон из лейкоцитов человека не так просто и процесс этот обходится пока недешево. Правда, в последние годы во многих лабораториях мира проводится усиленный поиск более доступных источников сырья для создания заменителей человеческого лейкоцитарного интерферона. Уже удалось установить, что с этой целью можно использовать культуры из человеческих клеток, которые удается непрерывно размножать в лабораторных условиях. Действием, подобным интерферону, обладают, по-видимому, некоторые вещества полисахаридной природы, выделяемые из дрожжей и дрожжеподобных организмов.

В настоящее время уже найдено довольно большое количество веществ, которые вызывают образование активного интерферона при введении в организм экспериментальных животных. Среди этих веществ, названных интерфероногенами, самыми активными оказались препараты, близкие по своему химическому строению к нуклеиновым кислотам. Пока еще рано говорить, будут ли нуклеиновые кислоты иметь широкое применение в клинике. Но то, что они с огромной интенсивностью подавляют размножение самых разнообразных вирусов - факт неоспоримый.

Ученые возлагают определенные надежды и на некоторые ферментные препараты, в частности на нуклеазы - белковые вещества, которые разрушают нуклеиновые кислоты и заставляют их терять свою биологическую активность. Созданный в нашей стране препарат дезоксирибонуклеаза неплохо зарекомендовал себя при лечении герпетических поражений, а другой фермент - рибонуклеаза оказался эффективным при заболевании клещевым энцефалитом и вирусным менингитом.

В последние годы некоторые вирусы используются в борьбе с вредителями сельского хозяйства. Так, когда в Австралии возникла необходимость уничтожить расплодившихся диких кроликов, вредящих посевам, ученые использовали специальный вирус, за короткий срок погубивший всех зараженных животных. А роль "летающих игл" взяли на себя комары, для которых этот вирус оказался совершенно безвредным. Вирусы полиэдроза и гранулеза помогают в борьбе с жуками-пилильщиками, с гусеницами, поражающими капусту, свеклу, горох.

Конечно, работа по использованию вирусов в этих целях только начинается. Для успешного применения этого метода необходимо тщательно изучить "характеры" вирусов, отобрать самых надежных из них, определить влияние факторов внешней среды на вирусы и т. д.

Первые робкие шаги делает и молодая наука - вирусная онкология, призванная ответить на главные вопросы: как широк круг опухолей, вызываемых вирусами, каков механизм этого явления и какие средства могут быть использованы для борьбы с раком. В наши дни известно довольно много противоопухолевых препаратов - актиномицин Д, пуромицин, циклогексимид, митомицин С, фторфенилаланин, оксолин, марборан и др. Однако большинство синтетических препаратов проявляют свою активность только в пробирке и мало эффективны при введении в организм, вызывают побочные или токсические реакции. Вместе с тем использование таких препаратов играет существенную роль при исследовании вирусов, поскольку позволяет прерывать течение инфекционного процесса и устанавливать характер взаимосвязи между синтезом вируса и метаболизмом клеток.

Близится день, когда многие сложные вопросы онковирусологии будут решены. Если еще недавно хирурги- онкологи задумывались главным образом над тем, можно ли удалить опухоль или нет, то теперь появились и другие лечебные методы. Разработаны и постоянно совершенствуются способы лучевого, химиотерапевтического, гормонального лечения, их разнообразные комбинации, в выборе которых в каждом конкретном случае участвуют не только комплексные бригады опытных врачей-специалистов, но и счетно-вычислительные машины. Постепенное продвижение вперед на основе сочетания всех доступных нам терапевтических средств, своевременной диагностики и действенной профилактики, основанной на исключении канцерогенов из пищи и окружающей среды, вселяет в ученых большую долю оптимизма. И нам кажется, что можно смело присоединиться к мнению выдающегося советского вирусолога профессора Л. А. Зильбера, утверждавшего, что проблема природы раковой болезни - проблема четырехтысячелетней давности, одна из самых сложных проблем современной биологии и медицины - находится на пути к разрешению.