Вы здесь

История первая: разгаданная тайна (висна)

 

Среди заболеваний овец на острове Исландия Сигурдсон столкнулся с одним, история изучения которого оказалась столь же поучительной, сколь и плодотворной.

С 1935 по 1951 г. на многих фермах в южных и юго-западных районах Исландии регистрировались отдельные случаи неизвестного ранее заболевания с явлениями паралича.

Болезнь характеризовалась незаметным, медленно развивающимся и как бы подкрадывающимся началом. У заболевавших овец меняется походка во время бега, они уже не могут вытягивать задние ноги. Иногда ранним симптомом служит легкое дрожание губ, и голова может быть слегка наклонена в сторону. Постепенно симптомы заболевания прогрессируют — развиваются параличи, особенно задних конечностей. Животное уже не может подниматься. Овцы постепенно теряют в весе, иногда у них задерживается рост. Исход болезни всегда смертельный.

Болезнь была названа «висна», что означает «чахнущий»,— в названии нашло отражение развитие характерных симптомов у парализованных животных.

Позднее в этих же районах появились нередкие случаи хронической прогрессирующей пневмонии у овец, получившей наименование «мэди», что означает «одышка». Действительно, при мэди основным симптомом страдания оказывается одышка у животных, проявляющаяся первоначально при нагрузке, а позднее и в состоянии покоя. Появляется сухой кашель, очень характерна задержка роста. Так же как и висна, мэди всегда заканчивается гибелью животных.

Мэди была впервые описана в 1939 г. в отдаленном районе Исландии, где в это время не было случаев висны или каких-либо других заболеваний среди овец. Поэтому довольно долго висну и мэди рассматривали как два совершенно самостоятельных заболевания. Однако при более пристальном изучении больных животных в стадах все чаще удавалось наблюдать как бы смешанные случаи заболеваний, характеризующихся клиническими признаками как висны, так и мэди. При вскрытии у погибших овец обнаруживали, с одной стороны, поражения центральной нервной системы — разрушение белого вещества головного мозга и большие скопления клеток в мозговых оболочках, а с другой — поражения в легких и селезенке, выражавшиеся в картине хронического воспаления и разрастания опорной ткани.

Инфекционная природа висны легко доказывалась при заражении здоровых овец суспензиями мозговой ткани больных животных. При этом симптомы развивающегося заболевания полностью совпадали с таковыми при естественном заболевании. Поэтому с помощью искусственного заражения можно было точно установить и продолжительность инкубационного периода при висне. Она составляет от 6 месяцев до 6... лет(!).

Итак, казалось бы, существуют две различные болезни. Однако их разделение продолжалось до тех пор, пока в 1957 — 1958 годах Сигурдсон и два его сотрудника — Тормар и Полсон не взялись всерьез за поиски возбудителя висны. Успех пришел, когда исследователи начали приготавливать клеточные культуры из мозговой ткани пяти зараженных висной овец. (Вспомните-ка историю открытия аденовируса!)

О выделении вируса висны ученые сообщили в 1960 г. и, кроме того, обнаружили некоторые его очень важные свойства.

Так оказалось, что клиническая картина висны развивается не только после внутримозгового введения вируса здоровым овцам, но и после внутрилегочного их заражения. Более того, вскоре оказалось, что как внутримозговое, так и внутрилегочное заражение вирусами висны здоровых овец приводит к развитию поражений и в центральной нервной системе, и в легких в виде прогрессирующей пневмонии. Таким образом с середины 60-х гг. было твердо установлено, что висна и мэди представляют собой лишь две формы одной и той же медленной вирусной инфекции овец, проявляющейся либо более выраженными симптомами поражения центральной нервной системы, либо более выраженными признаками хронической прогрессирующей пневмонии.

Вскоре это мнение подверглось испытанию, результаты которого, правда, еще более укрепили представление о едином возбудителе. Эта история была связана с выделением в 1968 г. в штате Монтана (США) вируса от овец с прогрессирующей хронической пневмонией. Это заболевание первоначально считали совершенно самостоятельным, и выделенный вирус так и назвали — «вирус хронической прогрессирующей пневмонии овец в Монтане». Но через 3 года выяснилось, что вовсе нет необходимости в столь длинном наименовании этого вируса: он оказался не чем иным, как вирусом висны.

Вирус к моменту гибели животных от висны накапливается в различных органах и тканях в значительных количествах. Но и до появления характерных признаков заболевания вирус висны обнаруживается в спинномозговой жидкости, в крови и, что особенно важно, в слюне овец. Легко представить, сколь опасны животные в инкубационный период (а он, напомню, может продолжаться до 6 лет!), являясь источником рассеивания вируса в окружающей среде.

Изучение висны сыграло особую роль не только в истории развития проблемы медленных инфекций, но и в истории развития науки о вирусах вообще. И чем глубже ученые проникали в тайны этой болезни, чем ближе знакомились с ее возбудителем, тем большее чувство недоумения вызывали у них добытые факты.

Вот один из примеров. Исландские вирусологи Сигурдсон, Тормар и Полсон, те самые, которые впервые открыли вирус висны, решили посмотреть, как поведет себя вирус при заражении им различных клеточных культур. И что же?

Оказалось, что вирус висны в ряде культур вызывает быстро развивающуюся клеточную дегенерацию — цитопатический эффект, о котором мы с вами уже говорили раньше. Казалось бы, этот частный факт не должен был вызывать глубокого изумления. Однако изумляться было чему!

Дело в том, что уже много десятилетий хорошо известна способность подавляющего большинства вирусов вызывать в культурах клеток цитопатический эффект. Результат такого действия отлично виден даже при малом увеличении микроскопа и давно не только служит надежным показателем вирусной активности, но и свидетельствует о количестве активных вирусных частиц в единице объема испытуемого вируссодержащего материала.

В самом деле, если в каком-либо материале, например в смыве из горла, хотят определить концентрацию вирусных частиц, то обычно поступают следующим образом.

Готовят 10-кратные разведения этого материала в питательной среде (1 : 10, 1 : 100, 1 :1000 и т. д.). По 1 см3 каждого разведения вносят в отдельные пробирки с клеточными культурами. Спустя несколько дней в ряде пробирок развивается дегенерация клеток, завершающаяся распадом клеточного слоя.

После этого можно рассуждать следующим образом. Если, например, наивысшее разведение нашего материала — 1 : 100 — еще вызывает клеточную дегенерацию, а начиная с разведения 1:1000 и далее никаких признаков гибели клеток не обнаружено, то мы вправе считать, что в исходном смыве в 1 см3 содержалось по крайней мере не менее 100 вирусных частиц, способных заражать клетки, размножаться в них и вызывать затем их гибель. В подобном случае говорят, что титр (концентрация в единице объема) вируса равен 102 в 1 см3.

Именно на этом свойстве вирусов и основаны исследования в различных вирусологических лабораториях, когда хотят обнаружить присутствие вирусов в разных материалах и затем определить его количество в таком материале.

Обнаружение цитопатического действия вируса висны, которое развивалось иногда даже через 24 — 48 часов после заражения клеток, явно озадачило исследователей. Было непонятно, каким же образом вирус, вызывающий в организме зараженной овцы «медленный» патологический процесс, растягивающийся иногда на годы, в пробирках с клеточной культурой «быстро» размножается и «быстро» разрушает клетки всего слоя. Иными словами, удивление вызывала способность возбудителя типичной медленной инфекции вызывать острую («быструю») форму инфекционного процесса в клетках.

Описанное открытие имело принципиально важное значение: оно явно разрушало прежнее представление об исключительности возбудителей медленных вирусных инфекций, которые долгое время даже называли медленными вирусами.

С фактами нельзя не считаться! И следовало допустить, что в природе нет «быстрых» и «медленных» вирусов, а есть способность (свойство) вирусов в неодинаковых условиях вызывать различные формы инфекционного процесса. И за примерами не надо далеко ходить!

Совсем недавно был поставлен такой опыт. Вирусом висны заразили 21 овцу в возрасте от 5 до 6 месяцев. Через различные промежутки времени у 17 животных развилась характерная клиническая картина со всеми признаками висны. Однако у 4 оставшихся овец не проявлялось ни малейших признаков заболевания, и все они внешне выглядели совершенно здоровыми, а между тем... из организма таких животных легко выделялся инфекционный вирус висны.

Эта находка срывала новую маску с вируса — возбудителя медленной инфекции: как и подавляющее большинство обычных вирусов, вирус висны оказался способным вызывать (помимо медленной) еще одну форму инфекционного процесса — латентную инфекцию, отличающуюся, как вы помните, столь глубоко скрытым течением, что организм при этом выглядит внешне совершенно здоровым.

При изучении чувствительности к вирусу висны различных клеточных культур, конечно же, испытали и клетки, полученные из тканей человека. И представьте, в некоторых из них вирус висны хорошо размножался.

Такой результат опытов будил уже совершенно другие мысли: не может ли вирус висны быть опасным для человека?

Подобный вопрос никак нельзя назвать праздным, учитывая, что висна описана в странах Европы, Африки, Северной и Южной Америки. Существование латентной формы висны вызвало среди ученых особое беспокойство за тех людей, кто по роду своей работы тесно контактируют с больными животными. Такие контакты имели место, в частности, на многих исландских животноводческих фермах, где за больными животными ухаживали и взрослые и дети. При забое больных животных нередко не принимали никаких мер предосторожности. Более того, известно, что в подобных случаях мясо зараженных животных считали вполне пригодным в пищу, и его свободно продавали.

Специально проведенные проверочные исследования показали, что висна не распространяется среди людей.

Однако «сюрпризы» вируса висны не закончились. Тщательное обследование зараженных овец помогло установить, что в организме таких животных через 2 — 3 месяца одновременно с накоплением вируса начинают накапливаться и противовирусные антитела. И то, что такие антитела действительно являются противовирусными, легко доказывается в опытах заражения клеточных культур.

Вирус висны предварительно смешивают с сывороткой или спинномозговой жидкостью зараженных овец и затем такую смесь вводят в культуру клеток. На протяжении многих дней клетки выглядят совершенно здоровыми, и в них не наблюдается размножение вируса, хотя если такую же культуру заражают смесью вируса и сыворотки нормальной, незараженной овцы, то через несколько дней в ней размножается вирус и клетки погибают.

Отсюда вывод: в организме овцы, зараженной вирусом висны, образуются и постепенно накапливаются противовирусные антитела, которые, однако, не спасают зараженное животное от развития заболевания и последующей гибели.

Результаты этих исследований, конечно, вызвали огромный интерес у исследователей, но вместе с тем ставили и весьма нелегкий новый вопрос: каким же образом в организме животного в условиях постоянного присутствия противовирусных антител может жить и беспрепятственно размножаться вирус висны?

Для ответа на этот вопрос в опыт взяли одну-единственную овцу, которую изучали на протяжении 5 лет после заражения вирусом висны. Из ее организма регулярно выделяли вирус и одновременно брали пробы крови для получения сыворотки.

Что же оказалось? А вот что: чем позднее у овцы выделяли из крови вирус висны, тем хуже он нейтрализовался сывороткой, полученной от этого животного в самом начале заболевания, то есть в процессе длительной персистенции в организме животного вирус постепенно менял свойства своих поверхностных структур (антигенов) и как бы «уходил» от губительного действия антител, которые, как вы помните, способны соединяться и нейтрализовать активность только точно таких вирусных частиц, в ответ на которые антитела выработались.

Обнаруженная изменчивость поверхностных антигенов вируса висны, персистирующего в организме овцы, открыла новый механизм вирусной персистенции.

Особенно большой интерес приобретает это открытие в связи с многолетними наблюдениями над вирусом гриппа. Вспомните, как часто меняет этот вирус свое лицо.

45 лет назад был впервые выделен вирус гриппа человека, который позднее назвали — вирус гриппа типа А. В 1940 г. во время вспышки гриппа выделяют вирус, резко отличающийся своей антигенной структурой, и его обозначают как вирус гриппа типа В. Проходит еще 7 лет, и выясняется, что причиной новых эпидемий гриппа оказывается вирус хотя и родственный вирусу А, но вместе с тем заметно изменивший свои свойства и названный вирусом гриппа А1. Наконец, в 1957 г. в Азии развертывается начало новой пандемии гриппа, виновником которой оказывается вирус, опять изменивший свою внешность и в связи с этим получивший имя — вирус гриппа А2.

Прошло 20 лет. В середине ноября 1977 г. в различных городах Советского Союза начались небольшие вспышки гриппа, которые в конце месяца в Новосибирске, Хабаровске и Владивостоке развиваются в эпидемию. В конце ноября и начале декабря заболеваемость резко возрастает, и эпидемия гриппа захватывает Москву, Ленинград, Мурманск, Полтаву и другие города страны. В считанные дни от начала эпидемии в Региональный центр по гриппу (который находится в Москве в Институте вирусологии им. Д. И. Ивановского Академии медицинских наук СССР) начинают поступать выделяемые от людей вирусы: из Московской городской санэпидстанции, из лаборатории вирусных инфекций и клинической иммунологии того же Института вирусологии, из вирусологической лаборатории Хабаровской краевой санэпидстанции и из Владивостокского института эпидемиологии, микробиологии и гигиены.

В Региональном центре по гриппу проводят все необходимые исследования с вирусом и обнаруживают, что возбудитель последней гриппозной эпидемии оказывается (кем бы вы думали?) старым знакомым — вирусом гриппа А1!

Обнаруженные изменения антигенных свойств у вируса висны при персистенции в организме хозяина (овцы) не могли не натолкнуть ученых на мысль о возможности «антигенного дрейфа» в подобных условиях и у вируса гриппа.

Пока не будем спешить с выводами, но кто знает, не придется ли в скором времени еще раз вспомнить добрым словом ученых, так плодотворно поработавших с вирусом висны.

И последнее. Вы помните, что выделение вируса висны и первое знакомство с ним в электронном микроскопе вызвали немалое удивление — уж очень он был обычен (а ведь болезнь-то необычная), очень похож на хорошо известные РНК-содержащие вирусы, вызывающие опухоли у животных. Вирусные частицы висны даже содержали в своем составе фермент — обратную транскриптазу.

Вы, наверное, догадываетесь, почему к вирусу висны живейший интерес проявили вирусологи, занимающиеся опухолевыми вирусами. Конечно, сразу же начались поиски опухолеродной способности и у этого вируса.

Многочисленные попытки выявить онкогенные потенции у вируса висны принесли, наконец, успех двум вирусологам из Национального ракового института (США) Такемото и Стоуну, которые получили злокачественное перерождение — трансформацию — мышиных клеток. Очаги трансформации появились спустя 3 недели после заражения таких клеток вирусом висны. Но при этом инфекционный вирус не удавалось обнаружить ни в самих трансформированных клетках, ни в окружающей их питательной среде. Положение казалось безвыходным — ученые не могли даже выявить в измененных клетках каких-либо вирусных структур, например, антигена.

Такие «безмолвствующие» клетки уже трижды пересевали с одного матраса на другой, но... стоило смешать их с культурой клеток овец, как сразу же обнаружился инфекционный вирус висны. А если трансформированные вирусом висны «безвирусные» мышиные клетки вводили в организм мышат, предварительно облученных рентгеновскими лучами, то у таких мышат вскоре развивались большие опухоли, представлявшие собой типичные фибросаркомы, которые потом можно было сколько угодно раз перевивать от одного животного другому.

И вот здесь мы сталкиваемся еще с одним парадоксом возбудителей медленных инфекций: вирус висны имеет очень много общих черт с опухолевыми вирусами; он содержит в своем составе специальный «инструмент» — фермент обратную транскриптазу; он способен, как мы только что видели, вызывать развитие опухоли в искусственных условиях. А в естественных?

А в естественных условиях у зараженных вирусом висны овец никогда не было обнаружено опухолевых изменений.

Иными словами, несмотря на полную, если так можно выразиться, онкогенную готовность, наш знакомый вирус ведет себя не как опухолевый, а как инфекционный вирус. На этом основании родилось мнение, что вирус висны образует собой некий эволюционный мостик между инфекционными и онкогенными РНК-содержащими вирусами: в условиях естественной инфекции он вызывает медленное развитие патологических изменений, которые не сопровождаются и не приводят к опухолевому росту, однако вирус висны сам обладает явным онкогенным потенциалом, который он может реализовать в определенных специфических условиях.

В каких именно, покажут результаты дальнейших исследований.

 

Добавить комментарий

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.