Евгений Качаровский

Иммунитет умнее мозга: главная система нашего организма

© Евгений Качаровский, текст

© ООО «Издательство АСТ»

Процитирую работу доктора Унруха фон Штайнплаца о штаммах радиоактивных вирусов. Занимаясь такими известными вирусами, как бешенство, гепатит и оспа, он на протяжении многих поколений подвергал их воздействию радиоактивного излучения и получил штаммы необычайно высокой вирулентности, которые распространялись по воздуху и были способны уничтожать целые народы за считаные дни. Но у этого проекта был один недостаток – проблема утилизации миллиардов радиоактивных трупов, которые не годились даже на удобрения.

Уильям Берроуз, «Города красной ночи»

От автора

Наша жизнь все больше и больше зависит от вирусов, этих ничтожно маленьких структур, которые язык не поворачивается назвать «организмами». Если сто лет назад в научной фантастике правили бал инопланетяне, представлявшие главную угрозу человечеству, то сейчас балом правят вирусы, причем не только в фантастике, но и в реальной жизни. Мелкая ничтожная пакость по имени SARS-CoV-2 сумела сделать невероятное – закрыла на карантин всю планету, порушила все планы и биржи, превратила Homo sapiens mobilis (Человека разумного мобильного) в Homo sapiens domesticus (Человека разумного домашнего).

Вот кто бы мог подумать, что миром начнут править вирусы? Особенно после того, как в 1980 году Всемирная ассамблея здравоохранения торжественно объявила о тотальном и повсеместном уничтожении вируса натуральной оспы. В масштабе всей планеты при помощи вакцинации был уничтожен возбудитель опаснейшего заболевания! Радости было море и прогнозы создавались самые оптимистические. Сегодня мы победили оспу, завтра победим грипп, к началу нового тысячелетия разберемся с вирусами гепатита, а под конец добьем прочую разную мелочь, и вирусология (так, если кто не в курсе, называется наука о вирусах) станет частью истории медицины.[1]

Ха! Как бы не так!

Империя Зла тут же нанесла ответный удар – сбросила на человечество бомбу под названием «вирус иммунодефицита».

Вместо опасного, но хорошо знакомого врага – вируса натуральной оспы, нам стал угрожать враг неведомый, действующий скрытно и распространяющийся коварным половым путем. Против старого врага у человечества имелось надежное оружие в виде вакцины, а перед вирусом иммунодефицита оно оказалось беззащитным. И если уж говорить начистоту, остается беззащитным до сих пор. Отдельные оптимистические сообщения, которые периодически сулят нам победу над вирусом иммунодефицита, в расчет принимать не стоит. Вакцины против этого вируса нет и препаратов, которые могли бы полностью очистить от него организм, тоже нет. Есть только препараты, сдерживающие вирус. Разумеется, хорошо, что хоть это есть, но «сдерживать» и «уничтожать» – это разные слова, не так ли?

Но мало было нам вируса иммунодефицита… В новом тысячелетии к нему добавились какие-то коронавирусы, вирус гриппа стал особо зловредным, за что его заслуженно прозвали «свинским гриппом», а в полку вирусов гепатита, которых полсотни лет назад было известно всего два, произошло существенное прибавление… Расклад сил изменился – если раньше человечество наступало на вирусы, то сейчас вирусы наступают на нас. И как наступают! Единым, можно сказать, фронтом. Если уж говорить начистоту, то нам легче было бы победить каких-нибудь разумных марсиан или, скажем, центавристов. С крупными врагами нам бороться как-то привычно (между собой постоянно воюем), да и договориться с пришельцами можно, потому что с разумным существом всегда можно договориться. А как прикажете договариваться с безмозглыми вирусами? Да у них не то, чтобы мозгов, у них кроме… Впрочем, это мы обсудим в первой главе.[2][3]

Но неправильно было бы считать вирусы только нашими врагами. Вирусы могут быть и помощниками. Знаете ли вы, как работают генные инженеры? Если ваше воображение рисует вам большие и светлые операционные, в которых, под контролем супермощных электронных микроскопов, генетики вырезают из клеток одни гены и вшивают вместо них другие, то вам нужно срочно приступать к созданию фантастических произведений, желательно – сценариев, потому что они приносят больше денег. Хорошее воображение нужно использовать на всю катушку, и вообще таланты не следует зарывать в землю.

На самом же деле, генетики помещают в пробирку клетки, которым нужно пересадить новый ген и добавляют туда вирусы, к которым они этот ген прицепили. Вирусы внедряются в клетку и оставляют там прицепленные гены… Мы об этом тоже поговорим подробно, а пока что знайте, что без вирусов-помощников современная генетика обойтись не может. Не вирусом единым она жива, конечно, но помощь от них очень большая.

И не только генетикам помогают вирусы. В сельском хозяйстве при помощи вирусов борются с бактериальными заболеваниями растений. Это очень экологичный метод борьбы – вирусы сжирают бактерии и сами тоже гибнут, не оставляя на растениях никаких следов, в отличие от химических препаратов. Широко используются вирусы для борьбы с бактериями в ветеринарии и пищевой промышленности.

Так что вирус вирусу рознь и нельзя мешать их все в одну кучу.

Интерес к вирусам растет примерно теми же темпами, которыми распространяются вирусы во время эпидемий. Написано о них много, но в этом море «вирусной» научно-популярной литературы не было «Вирусологии для чайников» – книги, созданной по принципу «с нуля и обо всем» и по правилу «о серьезном в простой, доступной форме». Какой-либо специальной подготовки для чтения этой книги не требуется, ну разве что усесться или улечься поудобнее. Те, кто дочитает ее до конца, будут знать о вирусах все, что может знать о них человек, не имеющий высшего медицинского образования. А если захочется узнать больше, то флаг вам в руки и семь футов под килем! Шесть лет в вузе, два года ординатуры – и вы станете дипломированным вирусологом, Истребителем Негодяев и Покровителем Добропорядочных (это о вирусах, если кто не понял).

Предупреждение – все, о чем рассказывается в этой книге, имеет под собой надежную научную основу. Домыслов, вымыслов и прочей псевдонаучной белиберды вы в ней не найдете. Точно так же, как и не найдете рецептов чудодейственных противовирусных средств, которые на протяжении столетий хранили сибирские колдуны, тибетские жрецы или шаманы культа Вуду. Но с научных позиций мы обязательно обсудим противовирусное лечение и его нюансы, потому что без этого наше руководство было бы неполным.

«Ad acta», как говорили древние римляне, – к делу!

Часть первая

Общая вирусология

Глава первая

Организмы на краю жизни

О кочанах и королях

Мы с вами поболтаем,

И отчего валы кипят

Как-будто чайник с чаем

И есть ли крылья у свиней

Мы это все узнаем.

Льюис Кэрролл, «Алиса в Зазеркалье»

(Перевод Т. Л. Щепкиной-Куперник)

Знакомство с вирусами надо начинать с… клетки. Да – с живой клетки, которая служит вирусам домом. Впрочем, не просто домом, а родильным домом, сборочным цехом, складом ресурсов и чем-то вроде крепости, надежно защищающей от врагов.

У любой клетки, растительной или животной, непременно должны быть три составные части – наружная оболочка, называемая клеточной мембраной, хранилище наследственной информации и внутренняя среда – полужидкая цитоплазма, в которой расположены клеточные органы и запасы различных нужных клетке веществ – кристаллы солей, капельки жира, зерна крахмала.

Наследственную информацию, определяющую развитие и вообще всю жизнедеятельность клетки, хранят молекулы особых веществ – нуклеиновых кислот. Название «нуклеиновая» происходит от латинского слова «nucleus», означающего «ядро». Дело в том, что у высокоразвитых клеток, имеющих много органов, наследственный материал упакован в ядро, которое можно сравнить со шкафом, а то и с сейфом. Согласитесь, что в шкафу или сейфе ценности будут сохраннее, верно? Молекулы нуклеиновых кислот, находящиеся в ядре, лучше защищены от повреждения, нежели их «сестры», плавающие в цитоплазме. А чем опасно повреждение молекулы, хранящей наследственную информацию? Изменением этой информации оно опасно. Молекулы нуклеиновых кислот могут восстанавливаться после повреждения (мать-природа дала им такую возможность), но любое восстановление чревато ошибками. С одной стороны, эти ошибки могут оказаться полезными, если приведут к возникновению каких-то полезных признаков, повышающих приспособленность организма к окружающей среде, а с другой – это еще бабушка надвое сказала, полезной окажется ошибка или же нет. Так что лучше не рисковать и хранить информацию в сейфе.

Клетки-эукариоты, наследственная информация которых упакована в ядро, в эволюционном отношении являются более молодыми, чем клетки-прокариоты, у которых ядер нет. Чем проще строение организма, тем он древнее – это общее эволюционное правило. Мы с вами, а также большинство живых организмов, кроме одноклеточных бактерий и близких к ним архей, относимся к эукариотам. Впрочем, вирусам совершенно безразлично, в каких клетках обитать – ядерных или безъядерных. Главное, чтобы был домик, а при нем – амбар с запасами всего необходимого.

Молекулы нуклеиновых кислот могут содержать остатки одного из двух сахаров – рибозы или дезоксирибозы. Разница между двумя сахарами небольшая – всего в один атом кислорода. «Дезокси-» переводится с латыни как «отсутствие атома кислорода», то есть дезоксирибоза – это рибоза без одного атома кислорода. От названия сахарного остатка образуются названия кислот – дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). С химической точки зрения разница между ДНК и РНК заключается в наличии или отсутствии одного атома кислорода в сахарном остатке. Не такая уж и большая разница, верно? Но с генетической точки зрения разница между ДНК и РНК огромна. Молекула ДНК – хранитель наследственной информации и организатор ее передачи по назначению. Да, и организатор тоже, поскольку именно в молекуле ДНК записан процесс считывания закодированной в ней информации. А молекулы РНК играют вспомогательную роль – служат матрицами для синтеза белков, проявляют ферментативную активность, занимаются транспортом белков внутри клетки. Но у многих вирусов РНК играет роль ДНК, то есть является хранителем наследственной информации. По типу хранилища вирусы подразделяются на РНК-содержащие и ДНК-содержащие. Подавляющее большинство вирусов содержат РНК.

Что конкретно понимается под словами «наследственная информация»? Это информация о строении всех клеточных белков и РНК, а также информация о системах регуляции их синтеза.

Молекулы ДНК и РНК состоят из повторяющихся блоков, которые называются нуклеотидами. Нуклеотиды можно сравнить с буквами, которыми записывается наследственная информация. Всего букв пять, три из них универсальные, то есть – содержатся и в молекулах РНК, и в молекулах ДНК, четвертая присутствует только в ДНК, а пятая – только в РНК. Посмотрите на себя в зеркало и представьте, что вся информация о вас, таком симпатичном, умном, совершенном во всех отношениях и абсолютно уникальном человеке, записана при помощи четырех букв.

Но этого вполне достаточно, ведь комбинация из четырех элементов дает десять тысяч вариантов, вдобавок эти четырехэлементные комбинации комбинируются друг с другом в различных сочетаниях, что дает невероятно большое, можно сказать – стремящееся к бесконечности, количество вариантов.

Молекулы ДНК не просто огромные, они гигантские. Число атомов в молекуле ДНК может доходить до десяти миллиардов. Природа стремится к компактности, поэтому гигантская молекула ДНК состоит не из одной, а из двух цепочек, которые закручены вокруг своей оси в спираль, образуя что-то вроде двойной пружины. Молекулы РНК гораздо меньше и, в большинстве своем, состоят из одной цепи.

Вам, наверное, доводилось слышать слово «хромосома». Хромосомой называется комплекс из молекулы нуклеиновой кислоты и нескольких молекул белка. В этом комплексе молекула нуклеиновой кислоты выступает в роли госпожи, а белковые молекулы – в роли обслуживающего персонала.

В «ядерных» клетках-эукариотах хромосомы, имеющие вид длинных тонких нитей, собираясь вместе, образуют ядро. Изначально этот термин был предложен для обозначения структур, выявляемых в клетках-эукариотах, но в последнее время все чаще говорят о бактериальных или вирусных хромосомах. Давайте договоримся, что мы слово «хромосома» вообще употреблять не станем, а станем просто говорить о молекулах ДНК и РНК. Сейчас мы упомянули о хромосомах только для того, чтобы это слово, встреченное в других источниках знаний, не ставило бы вас в тупик.

Участок молекулы ДНК или РНК, содержащий информацию об одном отдельном белке, то есть – об одном признаке организма, называют геном. Чем сложнее организм, тем большее количество генов содержится в его «досье», которое называется геномом. Геном человека содержит около 28 000 генов, а у крошки-цирковируса (вируса из семейства цирковидовых) – генов всего два. Кстати говоря, название семейства происходит не от слова «цирк», а от латинского слова «circus», означающего «круг». Дело в том, что одноцепочечная молекула ДНК этих вирусов замкнута в кольцо. В цирках же если и обитают какие-то вирусы, то это вирусы хорошего настроения, до изучения которых у вирусологов пока еще руки не дошли.

Считывание информации с молекулы нуклеиновой кислоты происходит довольно просто – по молекуле «ползет» молекула специально уполномоченного фермента, которая считывает информацию и на ее основании синтезирует молекулу белка или же РНК-матрицу для синтеза белковых молекул. На небольшой РНК-матрице удобнее производить молекулы белка, чем на огромной ДНК-матрице, опять же молекула ДНК, кодирующая данный белок, присутствует в клетке в единственном экземпляре, а РНК-матриц можно «наштамповать» сколько угодно.

В любой живой клетке на основе наследственной информации постоянно что-то да синтезируется.

Сказки про Кощея Бессмертного все помнят? «На море на океане есть остров, на том острове дуб стоит, под дубом сундук зарыт, в сундуке – заяц, в зайце – утка, в утке – яйцо, в яйце – игла, смерть Кощея». Игла – это ДНК, яйцо – клеточное ядро, заяц и утка обозначают цитоплазму, а сундук – это клеточная мембрана, которая ограничивает содержимое клетки и отделяет клетку от внешней среды. Есть клетки, не имеющие ядра и каких-либо клеточных органов, называемых органеллами или органоидами. Но без оболочки, внутренней среды и досье с наследственной информацией клетки быть не может.

Клеточная мембрана – это «умная» оболочка, которая пропускает в клетку нужные вещества и не пропускает ненужные или вредные. По-научному это явление называется избирательной проницаемостью.

Клеточные мембраны образованы двойным слоем фосфолипидов. Давайте вспомним из курса химии, что липидами называются жиры и жироподобные вещества, а фосфолипидами называются липиды, молекулы которых содержат остатки фосфорной кислоты.[4]

Через двойной слой фосфолипидов в клетку самостоятельно, без посторонней помощи, могут проникать только жирорастворимые вещества – жиры или, к примеру, спирты. Вода и все водорастворимые вещества, в том числе и любые ионы, сами по себе проходить через мембрану не могут, для них нужны специальные транспортные каналы. Каналы образуются белковыми молекулами, которые находятся в толще клеточных мембран. В фосфолипидных оболочках без участия белков канал устроить невозможно – простое отверстие тут же затянется подобно тому, как затягивается отверстие, сделанное в пленке жира на поверхности воды.

Белковые молекулы могут образовывать пору или канал для прохождения водорастворимых веществ или же занимаются активным транспортом – захватывают нужные молекулы на одной стороне мембраны и переносят к другой стороне. Молекулы-транспортники пронизывают всю толщу клеточной мембраны, выходя обеими своими концами за ее пределы.

На наружной поверхности мембран находятся рецепторы – белковые молекулы, способные связываться с молекулами определенных веществ. Через рецепторы эти вещества оказывают на клетку определенное воздействие. Существуют особые рецепторы, называемые маркерами, которые представляют собой нечто вроде «визитной карточки» клетки. По маркерам клетки опознаются другими клетками, а также вирусами.

Рибосомы – это сферические образования, не имеющие своей отдельной мембраны. По сути рибосомы являются скоплением молекул РНК, синтезирующих белки из аминокислот, в соответствии с информацией, записанной в РНК-матрице. Молекула ДНК – слишком громоздкая матрица, гораздо удобнее для синтеза белковых молекул маленькие матрицы РНК, и это удобство оправдывает затраты на их изготовление на основании той информации, что записана в молекуле РНК. К тому же матрица-ДНК в клетке всего одна, а РНК-копий можно изготовить сколько угодно, в результате чего синтез белков будет более интенсивным. Рибосомы присутствуют во всех без исключения клетках, они есть и у эукариот, и у прокариот. Количество рибосом в клетке может достигать десятков миллионов. Иначе и быть не может, ведь живой клетке постоянно нужны белки.[5]

В цитоплазме находится множество рибосом – сферических образований, не имеющих своей отдельной мембраны. Рибосомы образованы скоплениями молекул РНК, которые занимаются синтезом белков по РНК-матрицам. Рибосомы присутствуют во всех без исключения клетках. Количество рибосом в одной клетке зависит от потребности в белках и может достигать нескольких миллионов.

На этом наше беглое знакомство с клеткой можно считать завершенным. Многое, разумеется, осталось за рамками, но нам с вами, как вирусологам, бо2льших знаний пока не требуется. А если что и нужно будет дополнить, то мы сделаем это по ходу разговора.

Важно понимать следующее:

➢ в любой клетке есть молекулы ДНК, в которых записана наследственная информация;

➢ у любой клетки есть защитная оболочка – клеточная мембрана, обладающая избирательной проницаемостью;

➢ на поверхности клеточных мембран расположены маркеры – белковые молекулы, служащие для распознавания клеток.

Та-да-да-дам!

Дорогие друзья! Наступил торжественный момент, которого многие из вас давно ждали. Начинается ваше путешествие в неповторимый и прекрасный мир вирусов! Помните о том, что вы вступаете на чужую территорию, часть населения которой может быть настроена враждебно по отношению к вам. Будьте внимательны и осторожны! Следуйте инструкциям и, что бы ни произошло, не поддавайтесь панике. И берегите себя. Ведь лучше вас с этой задачей никто не справится.

Возможно, вас удивило название этой главы. «Организмами на краю жизни» называют вирусы самые осторожные из ученых, которые, с одной стороны, не могут признать вирусы живыми существами, а, с другой, не могут назвать их неживыми.

«Живые или неживые?» это вопрос посложнее, чем гамлетовское «быть или не быть?». Несмотря на столетнее знакомство, ученые до сих пор не пришли к единому мнению о том, можно ли считать вирусы живыми.

«Они живые! – убеждают левые радикалы. – Вирусы способны размножаться? Способны! Способны приспосабливаться к условиям окружающей среды? Способны! Наследственностью обладают? Обладают! Значит – они живые!». К месту можно вспомнить и то, что некоторые бактерии, например – большинство риккетсий и хламидии, не способные размножаться вне клеток-хозяев, «единогласно» считаются живыми организмами.

«Ну какие же они живые? – возражают правые консерваторы. – Самостоятельно, без использования чужих ресурсов, вирусы воспроизводиться способны? Не способны! Собственный обмен веществ и энергии они имеют? Не имеют! Значит, живыми их считать нельзя! Вирусы – это не форма жизни, а комплексы органических молекул, взаимодействующие с живыми организмами. Точка!»[6]

«Они живые, но не совсем», – шутят те, кому давно надоели эти споры. Но, как вы понимаете, быть не совсем живым это все равно что быть не совсем беременной.

Давайте разбираться. К концу этой главы вы сможете вынести собственное суждение о вирусах и о том, к какой фундаментальной науке следует отнести вирусологию – к биологии, которая изучает все живое, или же к химии, которая занимается молекулами.

Вирусы бывают разными, простыми и сложными, мелкими и крупными, стойкими и не очень, но обобщенно можно сказать, что любой вирус представляет собой наследственную информацию – молекулу ДНК или РНК, упакованную в защитную белковую оболочку, называемую капсидом.

Обратите внимание на то, что вирусы содержат нуклеиновую кислоту одного типа – или ДНК, или РНК. Этим вирусы отличаются от клеточных организмов, которые содержат нуклеиновые кислоты обоих типов и у которых носителем наследственной информации является только ДНК.

Вирусы, не имеют клеточного строения и этим отличаются от всех других организмов.

У вирусов нет органоидов.

У вирусов нет собственного обмена веществ и энергии. Вирусы не способны самостоятельно мобилизовать энергию и синтезировать белки, у них отсутствуют соответствующие системы.

➢ У вирусов нет запасов питательных веществ.

➢ У вирусов нет структур, обеспечивающих их размножение.

➢ Вирусы не способны к росту и бинарному (двоичному) делению.

Вирус – это «матрица в шкатулке», молекула нуклеиновой кислоты в капсиде. И ничего больше (за исключением структур, обеспечивающих внедрение вирусной нуклеиновой кислоты в клетку).

Вирус – не клетка, запомните это раз и навсегда. Но вирус можно называть «микроорганизмом» или «микробом». Разумеется, при условии, что вы считаете вирусы живыми существами.

Вирусы

Вирусы являются абсолютными внутриклеточными паразитами. Ключевое слово «абсолютными». Вне клетки вирус не способен размножаться. Можно сказать, что вирус живет только тогда, когда находится в клетке. Вирус вне клетки – это просто молекула нуклеиновой кислоты в белковой оболочке. Те, кто склонен считать вирусы живыми существами, делают акцент на их внутриклеточном паразитизме, а те, кто считает вирусы комплексами органических молекул, выдвигают на передний план их внеклеточное существование. Или, может, лучше сказать – внеклеточное нахождение?

Знакомо ли вам слово «вирион»? И, если знакомо, то знаете ли вы, что оно означает? В наше время научные термины в моде, в тренде. Зачем говорить «повышение цены снижает объем продаж товара», если можно сказать звучно: «повышение цены отрицательно коррелирует с объемом продаж товара»? Отр-р-рицательно кор-р-релирует! Кр-р-р-р-расота!

В средствах массовой информации и частных беседах можно встретить словосочетания вроде «вирион холеры», «вирусы и вирионы гепатита С» или «вириональная устойчивость».

Запоминайте, если не знаете.

Холерными виБрионами называются бактерии, вызывающие холеру. Вибрион – это бактерия, имеющая вид слегка изогнутой палочки.

А вирионом называется полноценная вирусная частица, состоящая из нуклеиновой кислоты и капсида, и находящаяся вне живой клетки.

Почему полноценная? Потому что с капсидом. Внутри капсида нуклеиновая кислота вируса неактивна, то есть – не служит матрицей для синтеза своих копий. В зависимости от вида вируса, капсид может остаться снаружи, а может разрушиться уже внутри клетки. Но в любом случае внутри клетки он уже не нужен. Клетка защищает вирус лучше, чем любой капсид.

Нужно оговорить вот что.

Вне клетки вирусы существуют в виде вирона – нуклеиновой кислоты, упакованной в капсид (а то и в двойной капсид, но об этом будет сказано позже). В клетке вирус существует в виде свободной нуклеиновой кислоты, которая служит матрицей для синтеза новых вирусов. Новые вирусы образуются «в полном комплекте», в виде вириона – с наличием капсида и всех прочих наворотов, присущих данному виду вирусов. Новые вирионы покидают клетку и отправляются на поиски других клеток-жертв.

Таков цикл размножения вирусов. Но ради простоты мы не будем постоянно уточнять «в виде вириона», «в виде нуклеиновой кислоты», а будем просто говорить о вирусах. Вы же можете самостоятельно понимать, о чем в данном случае идет речь – о вирионе или же о свободной от оков капсида нуклеиновой кислоте.

Вирусы поражают все типы организмов – растения, животных, простейших, грибы, бактерии и археи. Грубо говоря, если существует клетка, то найдется и вирус, способный в ней паразитировать. На сегодняшний день известно несколько тысяч вирусов, но этот перечень далеко не полон, к нему постоянно добавляются новые виды. Есть мнение, что вирусы представляют собой самую многочисленную биологическую форму на нашей планете и счет их видам идет на сотни тысяч, если не на миллионы.

В биологии паразитом называется организм, использующий другой организм (который называется хозяином) в качестве источника питания и среды обитания. Паразит всегда наносит вред своему хозяину, поскольку в лучшем случае крадет у него часть питательных ресурсов. А в худшем случае паразит может отравлять организм хозяина продуктами своей жизнедеятельности или разрушать клетки, в которых он паразитирует, как это делают вирусы.

Вся вредоносность вирусов заключается в том, что паразитируя в клетке, они используют клеточные ресурсы для самокопирования, а такая эксплуатация обычно приводит к гибели клетки. Если же пораженная вирусом клетка не гибнет, что случается относительно редко, то нормально функционировать она не может. Куда ни кинь, а все клин – в результате поражения клеток вирусами развиваются различные заболевания.

Кстати говоря, разбираетесь ли вы в тонкостях взаимоотношений между организмами?

Форма взаимно полезного сожительства, когда наличие партнера становится обязательным условием существования каждой из сторон, называется мутуализмом. Так, например, в пищеварительном тракте коров и других жвачных животных обитают микроорганизмы, способные переваривать целлюлозу. Пищеварительная система хозяев на такие подвиги не способна, целлюлозу разрушают микробы-квартиранты. Жвачные животные не могут жить без этих микробов, потому что тогда они не смогут полноценно питаться, а микробы не могут жить вне организма своих хозяев. Коровы и разрушающие целлюлозу микробы навеки связаны одной цепью и от этой связи обоим видам нет ничего, кроме пользы.

Взаимная польза – это мутуализм. Ты – мне, я – тебе.

Односторонняя польза без причинения вреда другой стороне – это комменсализм. Примером комменсализма могут служить рыбы-прилипалы, которые прикрепляются к крупным морским животным и совершают вместе с ними длительные миграции, не нанося никакого вреда своим хозяевам.

Ты мне приносишь пользу, а я тебе не делаю плохого – это комменсализм.

Если же один вид в течение определенного времени использует другой вид в качестве источника питания и среды обитания, то такие отношения называются паразитизмом.

Я тебя использую и причиняю тебе ущерб – это паразитизм.

Межвидовые отношения, вредные представителю одного вида, но безразличные представителю другого вида, называются аменсализмом. Аменсализм можно назвать «бескорыстным паразитизмом». Да, представьте, в природе встречается и такое. Примером аменсализма могут служить отношения деревьев с травами и мхами, растущими под сенью их крон. Кроны деревьев заслоняют находящиеся под ними растения от солнечного света. Вред налицо, но никакой пользы от нанесения этого вреда деревья не получают – им безразлично, что растет внизу и вообще растет ли там хоть что-нибудь.

В целом же взаимоотношения между организмами разных видов, при которых хотя бы один из них получает для себя пользу, называются симбиозом, что в переводе с греческого означает «совместная жизнь».

Вирусы можно называть не просто «паразитами», а «суперпаразитами».

Проникнув в клетку, вирус полностью подчиняет жизнедеятельность клетки своим интересам и осуществляет собственное воспроизводство с помощью синтезирующей системы клетки и ее запасов энергии. «Простые» паразиты, такие, например, как гельминты, хотя бы размножаются самостоятельно, не привлекая к этому процессу своих хозяев.

Размеры вирусов очень малы, их выражают в нанометрах (один нанометр это 10-9 метра). «Мелкий» вирус полимиелита имеет размер около двадцати нанометров, а «гигантский» вирус желтухи свеклы вымахал до полутора тысяч нанометров. Благодаря столь малым размерам, в одной клетке могут одновременно жить несколько десятков вирусов одного и того же вида, места всем хватит, ведь размеры большинства клеток варьируют от 0,5 до 100 микрометров, а микрометр, если кто забыл, в тысячу раз больше нанометра.

Даже совершенно далекие от медицины люди знают о том, что вирусные заболевания с трудом поддаются лечению, а многие из них на сегодняшний день считаются неизлечимыми. Казалось бы, парадокс налицо. По логике избавить организм от столь просто устроенных вредителей должно быть очень легко. Но у природы своя логика. Вирусы очень малы и имеют простейшее строение, поэтому очень трудно вызвать их гибель. Вне клетки вирус находится в неактивном состоянии, в нем не происходит никаких биологических процессов. А что представляют собой те же антибиотики? Вещества, нарушающие нормальное течение жизненно важных процессов у бактерий или других одноклеточных микроорганизмов. Нарушение важного процесса приводит к гибели организма. А что можно нарушить у вируса? И разрушить его очень сложно – мелок вирус, да крепок. Вдобавок борьбу с вирусами сильно осложняет то обстоятельство, что они обитают внутри клеток, которые служат им защитой. Некоторые вирусы настолько коварны, что не оставляют снаружи никаких следов своего проникновения в клетку – ни капсида, ни остатков его (отдельных белковых молекул) и подавляют сигналы опасности, которые клетка может отправлять своим соседкам. В таком случае иммунная система не будет уничтожать пораженную вирусом клетку, поскольку клетка будет считаться нормальной.

Первоначальное знакомство с вирусами состоялось. Прежде, чем вы примете решение относительно того, считать их живыми организмами или нет, автор считает нужным высказать свою собственную точку зрения.

Автор целиком и полностью разделяет мнение тех биологов, которые считают вирусы особой формой жизни, а не комплексом органических молекул, взаимодействующих с живыми организмами. «Комплекс органических молекул» – понятие расплывчатое. Бульон – это тоже комплекс органических молекул и когда вы едите бульон, он взаимодействует с вашим организмом. Разве не так?

Как ни крути, с какой стороны не гляди, а главной особенностью всего живого является способность к размножению, пусть даже и внутри клеток-хозяев. Если нечто обладает способностью к размножению, то оно заслуживает почетного звания живого организма.

Глава вторая

Крестные отцы и их приспешники, или О типах вирусных инфекций

«Опасность не всегда бывает реальна, но реальность всегда опасна.»

Лао-цзы

Дайте, пожалуйста, свое определение вирусной инфекции, желательно краткое. Вирусная инфекция, это…

…Пауза для размышления…

Если в вашем определении были слова «болезнь» или «заболевание», то оно неверное. Инфекцией называется заражение организма-хозяина инфекционным агентом, в нашем случае – вирусом. Только заражение! Заражение может привести к развитию болезни, а может и не привести. О бессимптомном носительстве все слышали?

Взаимодействие вируса с клеткой может протекать по-разному и вызывать различные клинические проявления. Видный советский микробиолог и эпидемиолог Владимир Тимаков считал, что «состояние вирусного носительства является, пожалуй, наиболее распространенной и общей формой взаимодействия вируса с клеткой, а острое вирусное заболевание – лишь проявлением нарушения этого характерного равновесия».

А теперь давайте займемся биологическим крючкотворством. Не одним же юристам можно к словам придираться да уточнений по любому поводу требовать. Биологи тоже не лыком шиты, отнюдь.

Как по-вашему, «латентная инфекция» и «бессимптомная инфекция» – это синонимы?

Тот, кто ответил «да», – прав.

Тот, кто ответил «нет», – абсолютно прав.

Дело в том, что бессимптомная инфекция или бессимптомное носительство может наблюдаться как при непродолжительном, так и длительном пребывании вируса в организме. «Латентной» называется бессимптомная длительная инфекция. Нельзя говорить о латентной острой респираторной вирусной инфекции, это будет неграмотно. А вот о латентной туберкулезной инфекции – можно. А бессимптомные острые вирусные инфекции, которые отличаются от хронических недолгим пребыванием вируса в организме, называют инаппарантными вирусными инфекциями. Обратите внимание – «инаппараНТНыми», а не «инаппараТНыми». В переводе с латыни слово «инаппарантный» означает «неочевидный».

Латентные инфекции протекают бессимптомно, но вирусы при этом могут вести себя двояким образом. Они могут размножаться в организме, который при этом внешне выглядит здоровым, с разрушением клеток и…

Напрашивается вопрос – как такое может происходить? Почему разрушение клеток проходит бессимптомно?

Все дело в количествах. Если гибель клеток не носит массового характера, то процесс может пройти незаметным. Обязанности погибших вирусом клеток возьмут на себя другие, и в целом, для организма, ничего не произойдет, ну разве что некоторые клетки будут работать с повышенной нагрузкой. Но если поражение примет массовый характер, то последствия не замедлят заявить о себе – разовьется инфекционное (вирусное) заболевание.

Если же образующиеся новые вирусы покидают клетку-хозяина «деликатно», не вызывая ее гибели, то такая вирусная инфекция может вообще никак не ощущаться организмом. Клетка быстро восполнит ресурсы, которые забрали у нее размножающиеся вирусы и продолжит функционировать в нормальном режиме.

Деликатный выход из клетки совершается посредством отпочковывания. Вирус подходит к клеточной мембране и давит на нее, формируя выпячивание. В конечном итоге от мембраны отделяется «пузырек», внутри которого находится вирус. Оболочка из клеточной мембраны может служить вирусу дополнительной защитой.

Крючкотворствуем дальше!

От латентных инфекций следует отличать медленные инфекции. Этим термином обозначают вирусные заболевания, характеризующихся продолжительным (зачастую и многолетним) инкубационным периодом, длительным прогрессирующим течением болезни и плохим концом – тяжелыми расстройствами здоровья или же смертью.

Типичным примером медленной инфекции является инфицирование организма вирусом иммунодефицита человека. НО медленные инфекции могут вызывать и вирусы, обычно вызывающие острые инфекции, например – вирус кори, который помимо кори способен вызывать такое тяжелое медленно прогрессирующее инфекционное заболевание, как подострый склерозирующий панэнцефалит.

Расшифровываем!

Энцефалит – заболевание, характеризующееся воспалением головного мозга.

Приставка «пан-», в переводе с греческого означающая «весь», свидетельствует о тотальности процесса (например, «пандемией», называют эпидемию, охватившую целые континенты или всю планету). Панэнцефалит – это воспаление всего головного мозга, а не отдельного участка его.

Склерозом по-научному называется не то, о чем вы сейчас подумали, а замещение рабочих, функционально активных клеток различных органов плотной (и не активной) соединительной тканью, проще говоря – волокнами белков коллагена и эластина.[7]

Подострым называется заболевание, которое прогрессирует быстрее, чем хроническое, но при этом не переходит в острую форму. Подострое – это нечто среднее между острым и хроническим.

Подострый склерозирующий панэнцефалит – это общее воспаление головного мозга, имеющее более активное течение, чем хронический процесс и вызывающее замещение нервных клеток соединительной тканью. Проще говоря – это тяжелое заболевание с крайне неприятными последствиями.

Для хронических вирусных инфекций и вообще для всех хронических заболеваний характерно чередование обострений и ремиссий (периодов существенного ослабления или полного исчезновения симптомов заболевания).

Графически хронические, медленные и латентные инфекции можно представить следующим образом:

На вертикали обозначить «Активность процесса», а на горизонтали – «Время».

С хроническими и медленными инфекциями все более-менее ясно. Медленная инфекция постепенно набирает обороты, наращивая сопротивление иммунной системе организма-хозяина. Хроническая инфекция то атакует, то переходит в оборону. В обоих случаях наличествует противоборство инфекционного агента с иммунной системой, бдительно охраняющей организм от чужаков. Но взаимоотношения агента и иммунной системы при латентных инфекциях при помощи логики объяснить невозможно. У войны не на жизнь, а на смерть (а ведь именно так воюет с возбудителями заболеваний иммунная система) есть два варианта исхода – победа одной или другой стороны. Перемирие может быть только временным вроде периода ремиссии при хроническом течении инфекционного процесса. А латентный период представляет собой длительное мирное сосуществование… Как так может быть? Почему иммунная система не уничтожает затаившийся в организме вирус? Ведь если он не способен вызывать заболевание, значит – он слаб, не так ли?

Латентные инфекции

Медленные инфекции

Хронические инфекции

Способность болезнетворных микроорганизмов к длительному выживанию (переживанию) в организме хозяина называется персистенцией. Хронические, медленные и латентные инфекции относятся к персистирующим инфекциям.

Ключевое слово – «затаившийся». При латентных инфекциях вирусы не привлекают внимания иммунной системы точно так же, как не привлекают к себе внимания шпионы. Иначе иммунная система начнет вырабатывать против вируса антитела (в свое время мы поговорим об этом).

Бывает так, что вирус находится в организме в измененном, можно сказать – дефектном состоянии, при котором он не способен активно размножаться, а также не способен вызывать иммунный ответ – реакцию иммунной системы на присутствие чужеродного агента. Присутствует в организме какой-то чужак, но вреда от него нет никакого, в том числе и потенциального, ни на одного из опасных агентов он не похож. Какой смысл с ним бороться, тратить на это средства? Пускай себе живет. Это один вариант, или, если точнее, механизм латентного носительства.

Вирус может коварно укрыться в клетке в виде свободной от оболочки молекулы нуклеиновой кислоты. У иммунной системы есть один существенный недостаток, который в то же время можно считать и достоинством – она не способна бороться с вирусными нуклеиновыми кислотами, проникшими в клетки организма. Иммунная система может вырабатывать белки-антитела против вирусных белков, которые образуют оболочку вируса или же служат инструментом для проникновения в клетку. Но как только вирусная ДНК или РНК попала в клетку и полностью освободилась от капсида, она становится неуязвимой для иммунной системы. Иммунная система может только стоять на страже у ворот и пытаться уничтожать новые вирусы, выходящие из клетки.

Почему этот недостаток можно считать достоинством? Да потому что если бы иммунная система могла бы уничтожать молекулы нуклеиновых кислот, то в случае каких-либо сбоев она начинала бы борьбу с собственными ДНК и РНК организма, подобно тому, как при аутоиммунных заболеваниях она борется с собственными белками. Страшно представить, что в таком случае могло бы происходить… Нет, лучше даже и не пытайтесь представить!

Затаившаяся, а если точнее, то «заснувшая» в клетке вирусная нуклеиновая кислота в любой момент может «проснуться» и запустить процесс самокопирования. Латентные инфекции потенциально опасны.

Особо коварные вирусы не просто прячутся в клетке в виде нуклеиновой кислоты, а встраиваются в молекулу (одну из молекул) клеточной ДНК. Клетка живет, дышит, питается, делится и не знает, бедная, что в ней заложена бомба… Перед делением клетки молекулы ее ДНК удваиваются для того, чтобы каждая дочерняя клетка получила от материнской по полному комплекту наследственной информации. При копировании молекулы со встроенным вирусным фрагментом копируется и фрагмент, иначе говоря, зараженная вирусом клетка при делении передает вирус дочерним клеткам. Но никто этого не замечает, до определенного момента. А когда этот момент настанет, с вирусного фрагмента кислоты скопируются РНК-матрицы, на которых начнется массовое производство новых вирусов – бомба взрывается, клетка погибает.[8]

Что дает вирусу способность встраиваться в ДНК клетки-хозяина?

Бессмертие! Или что-то в этом роде. Вирус, ставший частью ДНК хозяйского организма, будет жить, пока жив организм и будет передан потомству. Если какому-то вирусу удастся заразить значительную часть особей какого-то биологического вида, то этот вирус будет существовать столько же, сколько просуществует данный вид. А биологические виды потенциально бессмертны. Смертны только отдельные представители видов. Но если вид в целом будет хорошо приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям внешней среды, то он будет существовать вечно. Вполне возможно, что даже сможет пережить конец Солнечной системы, когда Солнце сначала сожжет все окружающие его планеты, а затем погаснет. Как можно пережить такое? Да очень просто – переселиться заранее на другие планеты в других планетных системах.[9]

Вирусная нуклеиновая кислота (геном вируса), встроенная в молекулу ДНК клетки-хозяина, называется провирусом. Это название можно перевести как «будущий вирус» или «изначальный вирус». Стадию провируса имеет в жизненном цикле вирус иммунодефицита человека. Этот вирус – первый кандидат в Великие Бессмертные Вирусы.

Осталось разобраться с упомянутыми в названии этой главы крестными отцами, а заодно и с их приспешниками, и можно будет переходить к следующей главе.

Разумеется, речь идет не о лидерах и рядовых членах преступных группировок, а о вирусах. Среди вирусов существуют так называемые вирусы-сателлиты, которые имеют очень короткие геномы, содержащие малое количество генов. Точнее – не малое, а недостаточное для создания вирусного капсида.

Вы представляете всю отчаянность положения этих малюток с неполным наследственным досье? Им хочется размножаться, хочется покорять миры, то есть – организмы хозяев, но как можно сделать это, не имея надежной защиты?

Молекула нуклеиновой кислоты, отправившаяся в самостоятельное плавание по крови или, скажем, по межклеточной жидкости, невероятно уязвима. К ней в любую секунду могут пристать какие-нибудь хулиганы – молекулы или ионы других веществ. Эти хулиганы вступят в конфликт, то есть – в химическую реакцию с одинокой беззащитной молекулой, оторвут у нее какой-либо фрагмент или же, напротив, прицепятся к ней накрепко. Хрен, как известно, редьки не слаще. Несанкционированный отрыв фрагмента молекулы нуклеиновой кислоты или же несанкционированное добавление к ней какого-либо фрагмента, портят хранилище наследственной информации, изменяют информацию или же вовсе делают невозможным ее считывание. Но хуже всего, если одинокая беззащитная молекула столкнется с монстром из банды свободных радикалов. Свободные радикалы, если кто не в курсе, это молекулярные частицы, имеющие на внешней электронной оболочке один или несколько непарных электронов, что делает их особо активными, можно сказать – агрессивными. Свободные радикалы всячески стремятся раздобыть партнеров своим непарным электронам. Ради этого они идут на разбойные действия – отнимают электроны у других молекул. Несчастные жертвы при этом могут погибнуть – разорваться на фрагменты, но когда это радикалов волновали последствия их действий?

Но капсид это не только защита, а еще и инструмент для внедрения вируса в клетку. Капсид прикрепляется к клетке-жертве и делает возможным проникновение нуклеиновой кислоты внутрь ее. Свободная вирусная нуклеиновая кислота в клетку никогда не попадет и растиражировать свои копии не сможет, вот даже надеяться на это не стоит.

Но если вирусы с неполным «досье» существуют, значит, они смогли найти какой-то выход…

Разумеется – смогли. Эти вирусы используют для своего размножения, то есть для строительства капсидов, белки и ферменты, которые клетка производит по приказу другого вируса. Вирусы-сателлиты, эти мелкие преступники, получают подачки от более влиятельных преступников, которых можно сравнить с крестными отцами. И если вам не нравится сравнение вирусов с преступниками, то подумайте сами – с кем еще можно сравнивать беззастенчивых грабителей и безжалостных убийц? С банкирами? Или, может, с налоговыми инспекторами? Нет, кроме бандитов в данном случае и сравнивать не с кем.

Вирусы-сателлиты бывают разными – совестливыми и бессовестными. Совестливые пользуются понемногу щедротами своих покровителей, но сильно не наглеют, знают свое место. А вот бессовестные творят настоящий беспредел – норовят захапать себе как можно больше добра и с этой целью частично подавляют производство вирионов вируса-покровителя. По сути дела, такое поведение можно расценивать как сверхпаразитизм, поскольку один паразит паразитирует на другом паразите.

Сверхпаразиты называются вирофагами – пожирателями вирусов. И если в вашем воображении начали рисоваться радужные картины борьбы с вирусными заболеваниями при помощи бактериофагов (клин клином вышибают!), то не спешите радоваться и надеяться. Далеко не у каждого вируса есть свой вирофаг. На сегодняшний день известно только три вида вирофагов, и для всех их вирусами-хозяевами являются гигантские вирусы из семейства мимивирусов. Несмотря на свое «няшное» название, мимивирусы ужасающе огромны. Диаметр капсидов некоторых представителей этого семейства доходит до 500 нанометров, благодаря чему их можно разглядеть в световой микроскоп.

Но мимивирусы интересны не только своими размерами и тем, что на них (образно говоря) способны паразитировать вирофаги. Мимивирусы и другие гигантские вирусы наряду с ДНК, в которой содержится наследственная информация, имеют вспомогательные молекулы РНК, то есть составляют исключение из правила, гласящего, что вирус может содержать только один тип нуклеиновых кислот. Особенности гигантских вирусов породили несколько интересных гипотез, касающихся их происхождения и эволюции.

Согласно одной из этих гипотез, гигантские вирусы представляют собой переходное звено между вирусами и клеточными организмами. Это очень и очень смелая гипотеза, отрицающая общепринятую версию, согласно которой жизнь на нашей планете началась с клетки – с одноклеточного существа, обитавшего в водах Мирового океана.

«Хорошо, пусть так», – говорят сторонники клеточного происхождения жизни. – «Пусть клетки произошли от гигантских вирусов, а те, в свою очередь, от более мелких вирусов. Но где они жили, эти вирусы, когда не существовало клеток? Как они размножались? Друг на дружке паразитировали? Ай, не смешите – ведь даже вирофаг может паразитировать на другом вирусе только внутри клетки!».

«Пути эволюции темны и неисповедимы, – отвечают оппоненты, делающие ставку не на Клетку-Праматерь, а на Вируса-Праотца. – Возможно, что вирусы изначально были способны к самостоятельному образу жизни, а с появлением клеток перешли к паразитизму и сильно от этого упростились».

«Изначально были клетками, а после превратились в вирусы, деградировав вследствие своего паразитического бытия, – уточняют «клеточники». – Как ни крути, как ни верти, а от клетки нам никуда не уйти!».

Следите за новостями! Рано или поздно тайное станет явным. Главное – дожить до этого знаменательного момента.

Другая гипотеза считает мимивирусы деградировавшими клетками, которые приспособились паразитировать в других клетках и потому упростились.

Надо сказать, что эволюция представляет собой бессистемный процесс, не имеющий ни программы, ни целей. Все происходит только здесь и сейчас, без какого-либо прицела на будущее – полезные признаки, повышающие приспособление организма к условиям окружающей среды, закрепляются и передаются потомству, а бесполезные или вредные не закрепляются. В основном эволюция идет по направлению «от простого к сложному», от одноклеточного организма – к Человеку разумному, поскольку усложнение строения чаще всего превышает приспособляемость организмов к окружающей среде. Но у паразитов, приспособившихся к обитанию в других организмах и питающихся за счет хозяев, строение обычно упрощается. Так, например, черви, паразитирующие в пищеварительном тракте различных животных, не нуждаются в сложно устроенной пищеварительной или, скажем, в сложной нервной системе. Из кишечника организма-хозяина можно поглощать питательные вещества в готовом виде, то есть уже пережеванные и переваренные. Врагов в хозяйском кишечнике нет, внимательно следить за обстановкой и быстро реагировать на чье-то появление нет необходимости. Быстро передвигаться тоже нет необходимости. Нужно только одно – удержаться в кишечнике хозяина. В результате строение и физиология червей-паразитов предельно упрощается, развиваются только органы, позволяющие надежно крепиться к стенке кишки – присоски или крючки.

Впрочем, происхождение вирусов – это тема следующей главы, а эту пора заканчивать.

Глава третья

Гипотезы происхождения вирусов и оптимистическая теория коэволюции

Морю какому, какой стране Арион не известен,

Волны морские смирять песней умевший своей?

Часто при пенье его и волк за овцою не гнался,

Часто, от волка бежав, бег прекращала овца,

Часто под сенью одной и собаки, и зайцы лежали,

Часто была на скале рядом со львицею лань…

С коршуном вместе могла дружно голубка сидеть.

Овидий, «Фасты»

(Перевод Ф. А. Петровского)

«И с чего это вдруг автора занесло в античную древность? – удивились сейчас некоторые читатели, прочитав эпиграф. – Неужели легендарный древнегреческий кифаред Арион был автором гипотезы о происхождении вирусов? Или древнеримский поэт Публий Овидий Назон на досуге развлекался изучением вирусов?».[10]

Разумеется, нет. Ни легендарный Арион, ни реально существовавший Овидий о вирусах даже понятия не имели. Человечество познакомилось со этими мельчайшими паразитами только в ХХ веке. Эпиграф ценен для нас последствиями, которые вызывали песни Ариона – и волк за овцою не гнался, и собаки вместе с зайцами лежали, и лань рядом со львицею сидела, и голубка рядом с коршуном… Так и подмывает дополнить этот идиллистический ассоциативный ряд следующим примером: «и вирус клетки убивать переставал, и тихо-мирно в них существовал». А что? Там, где лань сидит рядом с львицей, не опасаясь быть съеденной, вирусам положено вести себя мирно.

Если кто не понял, а, скорее всего, не поняли многие, это был камень в огород горе-теоретиков, предрекающих человечеству вечный и нерушимый мир с вирусами. Поймите правильно – в самой идее такого мира нет ничего плохого, она невероятно замечательна, ужасно привлекательна и не по-детски духоподъемна. Но идеи должны быть привязаны к реальности, и только в этом случае они чего-то стоят. Идеи, начисто от реальности оторванные, годятся только для фантастических произведений.

Но давайте уж по порядку, тем более что мы вплотную подошли к происхождению вирусов в предыдущей главе и прерываться было бы неуместно.

На сегодняшний день мы имеем три классические или, если хотите, три основные гипотезы происхождения вирусов (не гигантских вирусов, а всех вирусов вообще).

Первая гипотеза вам уже известна – это гипотеза деградировавших клеток-паразитов, которые выродились, упростились по причине своего паразитического образа жизни.

Вторая гипотеза – гипотеза первичности вирусов, тоже приводилась в предыдущей главе. Где-то когда-то случайно возникшие в водах Мирового океана молекулы белков и нуклеиновых кислот взялись за руки и так появился первый вирус – Вирус-Праотец… Со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Где-то когда-то случайно возникшие в водах Мирового океана молекулы белков и нуклеиновых кислот – это не сказочка, а реально доказанный факт.

Возможность абиогенного, то есть – происходящего вне живых организмов, синтеза высокомолекулярных органических веществ была экспериментально доказана в 1953 году американскими учеными Стэнли Миллером и Гарольдом Юри.

Для проведения эксперимента по абиогенному синтезу ими был создан аппарат, состоявший из двух стеклянных колб, соединенных в замкнутую цепь. В одну из колб было помещено устройство, имитирующее грозовые эффекты – два электрода, между которыми регулярно происходил электрический разряд напряжением примерно в 60 000 вольт. В другой колбе постоянно кипела вода. Аппарат был заполнен смесью газов, соответствовавшей тогдашним представлениям о составе атмосферы ранней Земли. Смесь эта состояла из метана (CH_4), аммиака (NH_3), водорода (H_2) и монооксида углерода (CO).

После двух недель непрерывной работы в колбе с водой были обнаружены такие вещества, как уксусная и муравьиная кислоты, мочевина и несколько аминокислот. Аминокислоты в данном эксперименте имели первостепенное значение – раз уж они образовались «из ничего», то рано или поздно начнут соединяться в цепочки и таким образом превратятся в белки, основу жизни на нашей планете. Эксперимент можно было не продолжать до образования первых белковых цепочек, все было ясно и так – в соответствующих условиях при наличии определенных исходных продуктов из неорганических веществ в случайном порядке могут образовываться высокомолекулярные органические соединения.

Но эксперимент Миллера – Юри все же продолжили другие ученые, которые дошли до «конца первой серии» – получили все виды биологических молекул, в том числе сложные белки, аналогичные белкам живых клеток, и липиды, способные образовывать клеточные мембраны.

Что же касается второй части Марлезонского балета – перехода от сложных органических соединений к живым организмам, то с ней вышла загвоздка. Несмотря на многократные попытки ученых, создать живую клетку из сгустка белков, нуклеиновых кислот и полисахаридов пока еще никому не удалось. Правда, в 2011 году повеяло надеждой, когда ученые из Токийского университета смоделировали подобие протоклеток, способных производству копий собственной ДНК и, следовательно, к самовоспроизведению. Но (как тут не вспомнить классическое: «все что говорится до слова «но» – не имеет значения») этот эксперимент был поставлен с участием посторонней ДНК, которую ввели в протоклетки на начальной стадии эксперимента. Вот если бы ДНК протоклетки возникла бы сама по себе, то было бы совсем другое дело…[11][12]

Если уж говорить начистоту, то в Клетку-Праматерь верится как-то больше, чем в Вируса-Праотца.

Согласно третьей гипотезе, гипотезе беглой ДНК, вирусы произошли от «сбежавших» фрагментов молекул ДНК клеточных организмов.

Допустить подобное вполне возможно, кроме шуток.

Известно ли вам, что существуют прыгающие гены? По-научному они называются транспозонами. По разным оценкам, транспозоны составляют от трети до половины человеческой ДНК. Транспозоны обладают способностью менять свою локализацию, то есть они способны «перепрыгивать» с одного места в молекуле ДНК на другое. Эти «попрыгунчики» делятся на два типа в зависимости от механизма прыжка. Одни транспозоны вырезаются из одного места и врезаются в другое (механизм «вырезать и вставить»), а другие создают РНК-матрицу для самокопирования (механизм «копировать и вставить»). Зачем нужны прыгающие гены, пока еще не ясно. Гипотез существует множество, но мы в них вникать не станем, чтобы не отвлекаться от основной темы. Нам сейчас важно знать о существовании транспозонов. А раз уж они существуют, то кто мешает им обособиться от клеточной ДНК и зажить самостоятельной жизнью – запустить процесс самокопирования внутри родной клетки? А затем отпочковываться от нее, получая при этом капсид, сделанный из клеточной мембраны, и «вперед – за цыганской звездой кочевой, на свиданье с зарей, на восток, где, тиха и нежна, розовеет волна, на рассветный вползая песок…».[13]

Конкретных вопросов возникает много, но в целом гипотеза беглой ДНК выглядит вполне убедительно, гораздо убедительнее, чем гипотеза первичности вирусов. Впрочем, при желании можно разбить в пух и прах любую из приведенных гипотез. Надо сказать, что гипотезы эволюционируют точно так же, как и все живое на нашей планете. Условия окружающей среды постоянно изменяются – оппоненты выдвигают все новые и новые критические замечания. Сторонникам гипотезы приходится приспосабливать ее к критике. Если они сумеют это сделать, то гипотеза будет жить дальше, если же не сумеют – гипотеза «умрет», то есть будет отвергнута научным сообществом.

Знаете ли вы, что такое коэволюция?

Коэволюцией или сопряженной эволюцией называется совместное эволюционное развитие биологических видов, взаимодействующих друг с другом. Теория коэволюции паразитарных систем обещает нам с вами, а также всем другим животным-хозяевам мир с их паразитами.

Внимательно следите за ходом мысли, и вы поймете, что в результате совместной эволюции паразитов и их хозяев рано или поздно они притрутся «друг к другу» и начнут сосуществовать мирно-дружелюбно.

У любого организма есть экологическая ниша, определенное место в биоценозе (так называется совокупность организмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство). Любой организм заинтересован в сохранении своей ниши, верно?

Уточнение – «заинтересован» с точки зрения эволюционного развития. Разумеется, вирусы не осознают того, что им нужно беречь свои ниши, то есть своих хозяев. У вирусов нет разума. Но те вирусы, которые в силу определенных мутаций начнут более мягко относиться к своим хозяевам (перестанут быстро их убивать) получат эволюционное преимущество и смогут размножаться более интенсивно, чем их «жестокие» собратья, ведь после гибели организма-хозяина все вирусы, которые находятся в нем, погибают. В мертвых клетках вирусам, образно говоря, нечего ловить.

Мутации у вирусов происходят самые разнообразные (как и у всех других организмов), и среди них обязательно будут такие, которые смягчают жестокий характер вируса. Ввиду того что эти мутации обеспечивают эволюционно выгодный признак, они будут закрепляться в потомстве и когда-нибудь вирусы вообще перестанут убивать тех, в чьем организме они паразитируют…

До сих пор все логично, не так ли?

Идем дальше.

Хозяева перестали умирать от вирусных заболеваний – ура! Но их иммунные системы, тем не менее, продолжают борьбу с вирусами. В такой ситуации эволюционное преимущество получают те вирусы, которые привлекают меньше внимания иммунной системы и вызывают более слабый иммунный ответ, то есть – менее патогенные.[14]

С этим тоже нельзя не согласиться, верно?

Вектор эволюции – вектор естественного отбора, сохраняющего только полезные признаки – направлен на уменьшение патогенности вирусов, ведь чем меньше вреда вирус наносит своему хозяину, тем лучше, спокойнее и дольше, он в организме хозяина живет. В конечном итоге вирусы от паразитизма перейдут к комменсализму, а там, глядишь, и полный мутуализм наступит (вспомните, что это такое).

Сделайте, пожалуйста, паузу, прочтите все, начиная со слов «внимательно следите за ходом мысли» заново и «приценитесь» к сказанному с радикально критических позиций. Проще говоря – попробуйте хоть что-то опровергнуть. Только, чур, не голословно по типу «такого не может быть, потому что такого не может быть никогда», а с доводами.

Скорее всего, у вас ничего опровергнуть не получилось. А если вы отправились за дополнительной информацией во Всемирную паутину, то непременно наткнулись на убойный в своей убедительности пример с кроликами и окончательно убедились в том, что благодетельница наша Коэволюция рано или поздно приведет к исчезновению всех инфекционных заболеваний, а не только вирусных. Инфекционистам и вирусологам, а также венерологам придется переквалифицироваться в управдомы, пардон – в терапевты.

Если вдруг кто не в курсе, то самой большой головной болью австралийцев вот уже на протяжении полутора столетий являются невероятно расплодившиеся кролики, предков которых в середине XIX века выпустили на волю безответственные фермеры, желавшие иметь «под рукой» удобный объект для охоты.

Отсутствие естественных врагов, большое количество пищи и теплые зимы привели к невероятному росту кроличьего поголовья. На волю было выпущено то ли несколько десятков кроликов, то ли пара сотен, а спустя несколько лет по Австралии уже бегали миллионы длинноухих прыгунов, которые стали причиной вымирания многих видов австралийских животных, питавшихся растительной пищей – кролики сметали всю еду, подчистую.

Кроме того, кроличьи стада наносят огромный вред сельскому хозяйству – съедая всю растительность, они оставляют верхний слой почвы беззащитным. Почва выветривается и плодородные земли становятся бесплодными. Знаете, какими темпами нарастает почва? В среднем по сантиметру за столетие. А еще кролики обгрызают кору на молодых деревцах, да так обстоятельно, что те погибают.

Австралийцы боролись с кроликами различными способами, но ничего не получалось. И вот в начале пятидесятых годов прошлого века кроликов попытались истребить при помощи вируса, вызывавшего смертельную для них болезнь под названием миксоматоз.

Оружие было выбрано очень умно.

Во-первых, возбудитель миксоматоза – ДНК-содержащий вирус миксоматозис куникулорум поражает только млекопитающих отряда зайцеобразных, к которому относятся кролики, а у человека и других видов животных заболевания не вызывает.

Во-вторых, миксоматоз – однозначно смертельное заболевание. У зараженного животного развиваются множественные опухоли, и оно погибает.

На первый взгляд вроде бы все получилось, как нужно, – вирус снизил численность австралийской кроличьей популяции на целых 95 %. Казалось бы, дело за малым – ну что там какие-то 5 % против 95 %? Однако тут вирус «забуксовал». Одновременно пошли два процесса – патогенность вируса снизилась настолько, что вообще перестал убивать кроликов, а у кроликов, в свою очередь, выработалась к нему устойчивость. Спустя десять лет численность диких австралийских кроликов вернулась к исходному значению.[15]

Коэволюционное сотрудничество налицо – кролики и вирусы миксоматоза заключили мировое соглашение!

Но, прежде чем делать выводы, давайте перенесемся в противоположную точку земного шара и посмотрим, что происходило там. Австралийский опыт, дающий 95-процентное снижение поголовья кроликов, применили в Великобритании, где дикие кролики тоже создавали проблемы фермерам, но, правда, не такие огромные, как в Австралии.

Вирус миксоматоза кардинально сократил поголовье диких британских кроликов и, что самое интересное, никакого восстановления численности здесь не произошло. Неоднократные исследования не выявили в Великобритании ни ослабленного вируса в кроличьих популяциях, ни устойчивых к вирусу кроликов.

Как это объяснить?

Давайте сразу уточним, что эволюция и коэволюция – это природные процессы, подчиняющиеся объективным законам. Объяснения вроде «ну, Англия же совсем другая, это вам не Австралия» не принимаются. И еще одно уточнение – данные по Великобритании и Австралии абсолютно верны. В Великобритании взаимное приспособление кроликов и вируса не имело места, а в Австралии оно наличествовало.

Все дело в переносчиках вируса миксоматоза, которым кролики заражаются не друг от друга, а с помощью кровососущих насекомых. В Австралии вирус переносили комары, не способные переносить даже теплые австралийские зимы. В зимние месяцы, когда комаров становилось значительно меньше или они исчезали совсем (это зависело от климата конкретной местности), оставшиеся в живых, то есть – устойчивые к воздействию вируса кролики, активно размножались. Спустя несколько зим в австралийской популяции стали преобладать кролики, не чувствительные к вирусу миксоматоза. Все дело в зимних перерывах, в местных условиях, а не в коэволюции как таковой. Снижение патогенности вируса и повышение устойчивости к нему произошло из-за определенных местных особенностей, а не как закономерное эволюционное явление.

В Великобритании же все было иначе. Во-первых, вирус миксоматоза здесь переносили не комары, а блохи. Во-вторых, британские кролики жили в норах, а не на поверхности земли, как их австралийские собратья, ведь британский климат гораздо суровее австралийского. В теплых норах блохи круглогодично были активными и заражали кроликов без передышки. В результате никакой «коэволюции» (кавычки не случайны) в Великобритании не произошло. Здесь смогла выжить лишь небольшая часть кроликов, покинувших норы, и ставших жить на земле, подобно австралийским собратьям. Но эти кролики не были устойчивыми к действию вируса миксоматоза, просто вне нор их реже кусали блохи.

Что же касается теории коэволюции паразитов и хозяев как таковой, то у нее есть несколько слабых мест. Прежде всего надо сказать, что патогенность микроорганизма может не только уменьшаться, но и увеличиваться. Патогенность не является простым следствием сожительства возбудителя и его хозяина, это гораздо более сложное явление. В противном случае многие болезнетворные микроорганизмы, существующие с древнейших пор (например – туберкулезная палочка), могли бы уже сто раз коэволюционировать с человеком, однако этого не произошло.

У повышения патогенности есть не только мелкий обывательский, но и большой государственный смысл. Если серьезно, то высокая патогенность обеспечивает не только быстрое размножение вируса в организме хозяина, но и делает стабильнее экологическую систему, в которой они обитают.[16]

Любая экологическая система эволюционно стремится к разнообразию, поскольку чем разнообразнее система, тем она стабильнее. Чем больше биологических видов образуют экосистему, тем выше шансы системы на существование. Высокая патогенность паразитов способствует сохранению видового разнообразия в экосистеме. Проще говоря, чем патогеннее возбудитель болезни, чем быстрее он убивает своего хозяина, тем меньше представителей других видов сможет уничтожить (съесть) хозяин.

Так что давайте не будем сводить отношения между паразитом и хозяином к банальному «квартирант в доме», все гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд.

Глава четвертая

Нет недостижимых целей, есть плохие стратегии

Наша стратегия состоит в том, чтобы одному биться против десяти, наша тактика – в том, чтобы десяти биться против одного.

Это – один из основных законов, обеспечивающих нам победу над врагом.

Мао Цзэдун

Если вы думаете, что вирусы действуют просто так, наобум, то сильно ошибаетесь! У вирусов (и вообще у всех паразитов) есть стратегии выживания, и разным видам свойственны разные стратегии.

Давайте на всякий случай уточним, что под стратегиями в данной главе и в данном контексте подразумеваются не программы действий, разработанные Всемирным Вирусным Правительством, а разновидности приспособительных реакций различных возбудителей инфекционных заболеваний. Эти приспособительные реакции сформировались не осознанно, а случайно, под действием Его Высочества Естественного отбора.

На сегодняшний день различают три стратегии паразитизма, причем две из них существуют в реальности, а третья – в виде гипотезы, но гипотезы довольно убедительной и однозначно заслуживающей внимания.

Первую стратегию паразитизма можно назвать суворовской, потому что она учит «воевать не числом, а уменьем». Точнее не столько числом, сколько уменьем. Для первой стратегии характерны такие особенности, как короткий инкубационный период, выраженные клинические проявления и быстрое течение болезни, нередко заканчивающееся гибелью организма-хозяина. Такая стратегия по силам только высокоагрессивным, хорошо обученным и превосходно оснащенным бойцам. Попав в организм, они быстро разбираются с иммунной системой и вызывают яркое, тяжелое заболевание. Клеткам иммунной системы остается только наблюдать за происходящим и уныло петь бодрые песни: «Но, если вдруг нагрянет враг матерый, мы не допустим снова быть беде…». Да, не допустят, если организм-хозяин выживет, и в том случае, если иммунная система сможет выработать иммунитет против данного возбудителя. Но ключевое слово – «если», ведь организм может и не выжить.

В чем стихийно-эволюционный смысл агрессивной «суворовской» стратегии?

Смысл в том, чтобы за счет выраженного проявления клинических признаков, например – чихания, кашля или диареи, распространить возбудителя среди максимально возможного количества новых хозяев. Чем агрессивнее паразит поражает хозяйский организм, тем выраженнее будут клинические признаки, тем интенсивнее станет распространяться паразит. Это первое. И второе – размножение любого паразита, будь то вирус, бактерия или кишечный червь, происходит за счет ресурсов хозяина, чему иммунная система хозяина всячески сопротивляется. Чем выше патогенность возбудителя, тем сильнее будет ослаблен организм хозяина, тем сильнее будет подавлена иммунная система, и тем проще будет пользоваться хозяйскими ресурсами. А чем больше ресурсов будет усвоено паразитом, тем интенсивнее он станет размножаться. Если кто не в курсе, то произведение потомства, с биологической точки зрения, является главной целью жизни любого организма.

При первой стратегии длительность и степень выраженности инфекционного процесса ограничивает иммунная система хозяина. Вариантов развития событий всего два – либо иммунная система уничтожит (подавит) возбудителя, либо погибнет организм-хозяин.

Если вас удивило то, что паразиты, способные существовать только в организме хозяина, своими же руками приближают свой конец – гибель хозяина, то учтите следующее: у микроорганизмов нет присущего нам с вами, а также многим другим животным инстинкта самосохранения. Ни одна бактерия и ни один вирус не ощущают себя единственными и неповторимыми и не задумываются о том, что будет с ними после гибели организма-хозяина. Они иначе устроены. У микроорганизмов есть только биологическая установка на самовоспроизведение, которая записана в их генетической программе. В процессе эволюции выживают наиболее приспособленные, то есть те, кто благодаря своим особенностям, размножается лучше других.

К паразитам, реализующим стратегию первого типа, относятся виновники эпидемий – вирусы гриппа, натуральной оспы, чумная палочка, холерный вибрион.

Вторая стратегия паразитизма более «мягкая», более сдержанная. Ее условно можно назвать макиавеллиевской, в честь флорентинца Никколо Макиавелли, автора знаменитого трактата «Государь».

Паразиты, придерживающиеся «макиавеллиевской» стратегии, берегут своих хозяев, расходуют их ресурсы рачительно, чрезмерно ярких клинических проявлений не вызывают и вообще не лезут на рожон, то есть всячески стремятся избегать конфликтов с иммунной системой организма-хозяина. Стратегию второго типа можно сравнить со стратегией разведчика, действующего во вражеском тылу, которому приказано выжить, а не победить. Стратеги второго типа менее патогенны, чем стратеги первого типа, и способны эффективно существовать при невысокой интенсивности передачи возбудителя.

Передача возбудителя от одного хозяина к другому при стратегии номер два преимущественно происходит половым путем.

Половой путь – не очень быстрый, но весьма надежный способ распространения возбудителя. Отдельные организмы могут быть «аскетами», избегающими половых отношений, но в целом вид-хозяин не может не размножаться, это святое. В качестве примера можно привести вирус иммунодефицита человека или вирус гепатита B, это самые «популярные» стратеги второго типа, ползучие гады, стремящиеся тихой сапой покорить мир.

Хотите конспирологическую теорию? Без таких теорий в наше время не обходится ни одна научно-популярная книга, даже если она посвящена такой неконспирологической теме, как античная скульптура или проблема политональных наложений в творчестве британского композитора Бенджамина Бриттена.

Так вот, существует гипотеза, объясняющая широкомасштабное распространение вируса иммунодефицита человека как занятие стратегом номер два экологической ниши, освобожденной стратегом номер один – вирусом натуральной оспы. Ниша пустовать не может, ее обязательно кто-то займет, ведь на нашей перенаселенной планете с жилплощадью дело обстоит плохо. Ушел более патогенный, более агрессивный, более жизнеспособный вирус – и его место занял менее агрессивный вирус, который раньше об этой нише даже и мечтать не смел.

Эту гипотезу нельзя понимать примитивно, рассматривая организм человека как некую единую экологическую нишу, за которую напрямую конкурируют вирусы. Ниши-то на самом деле разные – вирус иммунодефицита поражает клетки иммунной системы, а вирус натуральной оспы «специализируется» на клетках кожи. Обитатели различных экологических ниш не могут ни сменять, ни вытеснять друг друга, поскольку они живут в параллельных, не пересекающихся друг с другом мирах, в разных клетках, пускай и принадлежащих одному и тому же виду организмов.

Когда ученые говорят о занятии вирусом иммунодефицита ниши, которую освободил вирус натуральной оспы, то имеют в виду не простую смену обитателей в нише (как это представляют журналисты, а с их подачи и все просвещенное человечество), а совсем другое.

Уничтожение агрессивного стратега первого типа создает благоприятные условия для размножения стратега второго типа, которому раньше стратег номер один не позволял развернуться во всю силу.

В сравнении с натуральной оспой вирус иммунодефицита медленно распространяется по организму хозяина и передается от одного хозяина к другому далеко не так интенсивно. Ну а чего вы хотите от вируса, который передается половым путем, а не воздушным и не фекально-оральным?

Давайте уж к месту быстренько разберемся с механизмами передачи возбудителей инфекционных заболеваний. Эти механизмы (они же – способы заражения) подразделяются на четыре большие группы – воздушный, фекально-оральный, кровяной и контактный.

При воздушном механизме заражения инфекция может передаваться не только воздушно-капельным путем, но и воздушно-пылевым. Между двумя путями существует принципиальная разница. Возбудители некоторых инфекционных заболеваний, таких, например, как ветряная оспа или корь, способны распространяться словно пыль с потоками воздуха на значительные расстояния от больного человека. А при воздушно-капельном механизме, когда микробы выделяются в воздух из носоглотки больного человека с капельками слюны и носоглоточной слизи, «дальность поражения» ограничивается несколькими метрами.

При воздушном распространении возбудитель попадает в организм преимущественно через слизистые оболочки верхних дыхательных путей, но может внедряться и через пищеварительный тракт.

Фекально-оральный[17] механизм заражения подразумевает, что возбудитель инфекции выделяется в окружающую среду из организма больного человека или носителя с калом, а затем через посредство зараженной воды, пищевых продуктов, предметов обихода или грязных рук проникает в организм здорового человека через рот. Болезни, распространяющиеся таким образом, имеют неофициальное название «болезнь немытых рук». Самой опасной из таких болезней является холера.

При кровяном механизме заражения фактором распространения инфекции служит кровь, содержащая возбудителя заболевания. Зараженная кровь может проникнуть в кровяное русло здорового человека различными путями – при переливании крови, с медицинскими инструментами многоразового использования, внутриутробным путем от беременной к плоду, через укусы кровососущих насекомых, при половых контактах.

Вернемся к вирусу иммунодефицита человека, который дальше, для краткости, станем обозначать широко известной аббревиатурой ВИЧ.

Если в популяции время от времени возникают вспышки натуральной оспы, которая косит людей, словно косарь траву, то среди умерших окажется значительное количество носителей ВИЧ, на момент своей смерти еще не успевших выполнить возложенную на них задачу по распространению этого вируса. Разумеется, никаких задач никто ни на кого не возлагает, речь идет о том, что среди жертв вируса оспы будут ВИЧ-инфицированные, которые могли бы передать ВИЧ множеству людей, если бы остались в живых.

Не в интересах ВИЧ, чтобы его носители умирали массово при ярких симптомах заболевания. Ему от этого нет никакой эволюционной пользы. Возбудитель, передающийся половым путем, заинтересован в том, чтобы организм-хозяин жил долго и долго сохранял половую активность. Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) развивается не вскоре после попадания ВИЧ в организм, а спустя несколько лет. Третичный сифилис, при котором наблюдаются выраженные изменения органов и тканей, развивается спустя 5–10 лет после заражения бледной трепонемой (если кто не в курсе, то это не вирус, а бактерия). Гонорея и прочие инфекционные воспаления мочеполовой системы возникают вскоре после заражения, но острое воспаление быстро затухает и болезнь переходит в хроническую форму, нередко – бессимптомную.

Как только вирус натуральной оспы исчез, ВИЧ получил возможность «ползучей интервенции» – неторопливого распространения. Именно в этом смысле нужно понимать выражение «ВИЧ занял экологическую нишу, освобожденную вирусом натуральной оспы». И, вообще, давайте выражаться грамотно, правильно. А правильная формулировка, не создающая превратного впечатления, звучит следующим образом: «исчезновение вируса натуральной оспы создало благоприятные условия для распространения ВИЧ».

Стратегия определяет тактику – это аксиома.

Предупреждение – на фундаменте разных стратегий паразитизма не следует выстраивать теорию о грядущем мирном сожительстве людей и вирусов. В первую очередь потому, что не существует и не может вообще существовать эволюционного механизма снижения патогенности в целях лучшего приспособления к условиям окружающей среды.

Непонятно? Сейчас проясним.

Паразиту, придерживающемуся стратегии первого типа, нет смысла (эволюционного смысла) снижать свою патогенность ради мирного сосуществования с хозяином в целях сохранения своего вида. Есть смысл делать прямо противоположное – повышать свою патогенность, чтобы заразить больше хозяев и максимально использовать их ресурсы для размножения.

То же самое можно сказать и о стратегах второго типа, которым невыгодно повышать свою патогенность выше определенного предела, вызывающего быструю гибель хозяев, но еще более невыгодно сводить ее к нулю, ведь все паразиты пребывают и размножаются в организме хозяина именно благодаря своей патогенности.

Это люди, как разумные существа, могут вступить в переговоры и договориться о взаимных уступках, например – о паритетном отказе от каких-то видов оружия массового поражения или же о прекращении боевых действий. Вирус же не может сказать человеку: «Друг, у меня есть предложение, от которого ты не сможешь отказаться. Давай я не буду вызывать болезнь, а ты за это позволишь мне и моим потомкам жить в твоей крови и питаться теми веществами, которые в ней находятся. Ну, что – по рукам?».

У паразитов нет разума и, вообще, естественный отбор не умет заглядывать в будущее, он действует только здесь и сейчас.

Патогенность обеспечивает паразиту защиту. Если патогенность снижается ниже каких-то биологически значимых пределов, то организм-хозяин избавляется от паразита и вскоре такие непатогенные паразиты могут исчезнуть как биологический вид.

Кстати говоря, ВИЧ можно считать образцовым представителем стратегии второго типа, самым «миролюбивым» из всех вирусов, способных паразитировать в организме человека. Сам по себе ВИЧ не вызывает какой-либо болезни, он только лишает организм естественной защиты от других болезней, образно говоря – распахивает ворота перед другими инфекциями. Поэтому следствие инфицирования ВИЧ называется «синдромом приобретенного иммунного дефицита», а не «иммуннодефицитной болезнью». Болезни, как таковой нет, нет клиники, есть только определенное, «иммуннодефицитное» состояние организма. Хорошего для организма-хозяина в этом мало, но формально ВИЧ выглядит белым и пушистым.

Третья стратегия паразитизма пока что существует лишь в виде теории и хотелось бы, чтобы такой она и осталась.

Давайте представим такую ситуацию, как накопление стратегов второго типа в больших количествах, которые делают обычную конкуренцию между микроорганизмами яростно-ожесточенной. Выживает, как известно, сильнейший, слабых уносят с арены.

Как можно выжить в условиях ожесточенной конкуренции между не самыми патогенными вирусами?

Как уже было сказано выше, некоторые вирусы обладают способностью вставлять свою нуклеиновую кислоту в молекулы ДНК клеток-хозяев. Одна успешная операция по внедрению нуклеиновой кислоты в ДНК обеспечивает вирусу вечную (условно) жизнь. Кстати говоря, есть мнение, что многие клеточные органы, за исключением ядра, оболочки и цитоплазмы, возникли именно в результате такого стороннего внедрения чужеродной генетической информации.

Не надо считать, будто третья стратегия не может нанести организмам-хозяевам вреда. Очень даже может, и вред этот проявится в виде различных болезней, причем – болезней наследственных, лишенных явных признаков инфекционного процесса. Такая «ползучая» эпидемия может растянуться на несколько веков, и чем она закончится, это еще бабушка надвое сказала. Нельзя исключить такой фатальный вариант, как исчезновение человеческой популяции (простите автору, если он кого-то огорчил, но это была не злая шутка, а рассмотрение научной гипотезы).

Настанет день, когда паразит и хозяин его сольются воедино, и станет тот день…

Продолжение придумайте сами. Возможно, это продолжение станет вашим первым шагом на пути к Букеру или Оскару. В добрый, как говорится, путь!

Следующая глава будет посвящена теме слияния вируса с его хозяином, но не в философско-фантастическом, а в самом прямом смысле. Мы поговорим о том, как вирусы проникают в клетки и запускают в них процесс самокопирования.

Глава пятая

Нюансы глубокого внедрения

Уверен, что все в порядке, поздравляю с успешно проведенным первым этапом операции. Теперь главное – прочно закрепиться, завоевать их доверие. Одновременно изучайте окружающие вас кадры.

Василий Ардаматский, «Сатурн» почти не виден»

Жизнь человека начинается в момент рождения или же в момент оплодотворения яйцеклетки – считайте так, как вам больше нравится. Что же касается вируса, стремительно несущегося через мировое пространство, то тут двух мнений быть не может – жизненный цикл любого вируса начинается с момента прикрепления к оболочке клетки-мишени.

Клетке-мишени в скором времени предстоят тяжелые испытания, но пока еще у нее есть шанс. Вирус, прикрепившийся к мембране, может быть уничтожен иммунной системой. Но счет идет буквально на доли секунды, потому что вирусы обычно не тянут с внедрением в клетку – не успел прикрепиться, как уже внутри.

Напрашивается вопрос – а когда заканчивается жизненный цикл вируса? Условно он заканчивается в тот момент, когда новенькие вириончики выходят из клетки на поиски новых мишеней. С момента выхода из «материнской» клетки и до момента прикрепления к клетке-мишени, вирус считается неживым. Он абсолютно пассивен и никак себя не проявляет.

Мы с вами и вообще все клеточные организмы постоянно проявляем активность. Даже во время отдыха или сна наши клетки работают, в них происходит множество реакций. На эту тему есть известный анекдот:

«Жена пилит биолога:

– Все выходные валяешься на диване! Дома столько всего надо сделать, а ты пальцем о палец не ударишь! Бездельник!

– Дорогая, ты ошибаешься, – отвечает биолог. – Я не бездельник. Даже когда я лежу на диване, на клеточном уровне я делаю множество дел».

Но с вирусами дело обстоит иначе. Своего обмена веществ у вирусов нет. Размножаться они способны только в клетках-жертвах. Вне клетки вирус представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты в белковой оболочке. Или же в двух оболочках, потому что у некоторых вирусов, например – у вируса гриппа и ВИЧ, поверх капсида находится оболочка, состоящая из фрагментов мембраны клетки-хозяина и вирусных белков, которые служат для прикрепления к клетке-мишени.

Двойная оболочка дает вирусам тройную выгоду.

Во-первых, дополнительная оболочка повышает устойчивость вирионов, существенно увеличивает время их жизни вне организмов-хозяев. Вирусы с одной оболочкой обычно передаются непосредственно от хозяина к хозяину, а вирусы с двойной оболочкой могут некоторое время сохранять свою вирулентность во внешней среде, на каких-либо поверхностях или предметах.

Во-вторых, дополнительная оболочка, во многом схожая с клеточной мембраной, позволяет вирусам обманывать иммунную систему организма, выдавая себя за обычные клетки. Это не всегда получается, поскольку дополнительная оболочка содержит и специфические вирусные белки, по которым иммунная система распознает чужаков, но шансов выжить в хозяйском организме вне клетки у обладателей дополнительной оболочки больше.

В-третьих, дополнительная оболочка облегчает проникновение вируса в клетку-мишень – она сливается с клеточной мембраной и вирус в капсиде проникает внутрь.

Вирусы, обладающие дополнительной оболочкой, называются оболочечными вирусами. Такое название может ввести несведущего человека в заблуждение – впору решить, что у других вирусов вообще нет оболочки. Разумеется, это не так – капсиды разной степени сложности есть у всех вирусов. Без капсида вирус вне клетки существовать не может. Но капсид принято называть только «капсидом» и никак иначе. А дополнительную оболочку называют просто «оболочкой» или же «суперкапсидом». Ничего «суперского» в бытовом понимании в оболочках нет, капсиды гораздо круче и навороченнее, но «супер» на латыни означает «над» или «сверху», а не «крутой» и не «бесподобный». Суперкапсид – это то, что расположено над капсидом, не более того.

Обзавестись суперкапсидом несложно – покидая хозяйскую клетку, вирионы уносят его «на своих плечах». Это просто верх паразитарного (или паразитического?) цинизма – мало того, что ограбили клетку, лишив ее честно накопленных ресурсов, мало того, что заставили работать на себя, так еще и оболочку утащили! Единственное, что нужно сделать вирусу, так это вставить в суперкапсид свои распознавательно-прикрепительные белки. Без них, конечно же, вирусу было бы спокойнее, потому что тогда он был бы полностью защищен от происков иммунной системы, но тогда бы он не смог найти клетку, а также найти на клетке нужный для прикрепления рецептор.

Все дело в рецепторах! Вирусу абсолютно безразлично, в какой именно клетке какого именно организма размножаться. Все клеточные организмы на нашей планеты произошли от одного предка – клетки-Праматери и потому их клетки имеют схожее строение и схожий обмен веществ. В любой клетке любой вирус найдет нужные ему ресурсы, потому что при всем разнообразии нуклеиновых кислот, белков, жиров и углеводов, их молекулы образованы из довольно ограниченного количества фрагментов-«кирпичиков», а вирусу именно «кирпичики» и нужны. Вирус же не отбирает у хозяйской клетки ее белки или ее нуклеиновые кислоты, а заставляет клетку собирать из фрагментов то, что ему требуется. Но белковые рецепторы у разных клеток разные, и у разных вирусов они тоже разные. Вот здесь условный ключ должен подходить к условному замку, и потому каждый вирус способен паразитировать только в определенных клетках, к «замкам» которых подходит его «ключ».

Но каждая клетка имеет много разных рецепторов, поэтому к одним и тем же клеткам могут прикрепляться (и поражать их) разные вирусы. Вирусы – однолюбы, а вот клетки – нет.

Капсид и суперкапсид раздирают два противоречия. С одной стороны, защитные оболочки должны быть крепкими, чтобы надежно защищать молекулу нуклеиновой кислоты, дороже которой у вируса ничего нет и быть не может. С другой стороны, в нужный момент эти оболочки должны быстро разрушаться, освобождая вирусную нуклеиновую кислоту. Вирусы не могут обладать суперпрочными капсидами, потому что такие капсиды не смогут разрушаться при покорении клетки. Как говорится, хорошего должно быть в меру.

А теперь давайте ненадолго отвлечемся от вирусов и вспомним из школьного курса о фагоцитозе, пиноцитозе и экзоцитозе.

Клеточная мембрана участвует в процессах поглощения и выведения наружу крупных частиц, капель жидкости или гигантских молекул, которые ни при каких обстоятельствах не способны пройти через мембранные каналы. Такие «громадины» надо поглощать или «выплевывать».

Процесс поглощения клеткой крупных частиц (а иногда – и других клеток целиком) называется фагоцитозом. Это название можно перевести как «поедание клеткой». Суть фагоцитоза заключается в том, что поглощаемые вещества окружаются впячивающейся клеточной мембраной с образованием пузырька, который по-научному называется вакуолью. Затем вакуоль перемещается в глубь клетки.

Если поглощаются жидкие вещества, то говорят не о фагоцитозе, а о «пиноцитозе» («питье клеткой»).

У фагоцитоза и пиноцитоза есть обобщающее название – эндоцитоз, которое переводится как «поглощение клеткой чего-то извне».

Эндоцитоз

Экзоцитоз («выведение из клетки наружу») представляет собой процесс, обратный эндоцитозу, – вывод ненужных веществ за пределы клетки. Внутриклеточные везикулы приближаются изнутри к клеточной мембране и сливаются с ней, в результате чего их содержимое попадает во внешнюю среду.

Экзоцитоз

Обратите внимание вот на что. Размножившиеся вирусы при деликатном выходе из клетки, когда не происходит ее разрушения, выходят наружу не посредством экзоцитоза, а иначе (об этом уже говорили). Они давят изнутри на клеточную мембрану и отпочковываются от нее в пузырьке, который может сохраниться в виде суперкапсида.

Выход вируса из клетки путем почкования

Многим оболочечным вирусам (не всем, а многим) не требуются особые приспособления для проникновения в клетку, ведь у них есть суперкапсид, который прекрасно справляется с этой задачей, решая ее двумя вариантами.

Вариант первый представляет собой классический пример эндоцитоза, который правильнее было бы назвать «насильственным эндоцитозом», поскольку он происходит без желания клетки, точнее – без активного участия ее мембраны. Мембрана не формирует впячивания вокруг вируса самостоятельно – вирус давит на нее снаружи, формируя везикулу, стенки которой становятся его третьей оболочкой. Везикула с вирусом перемещается внутрь клетки и пассивно передвигается с током цитоплазмы до тех пор, пока не встретится с лизосомой.

Настало время расширить знания о клеточном строении.

Лизосомами называются везикулы, заполненные ферментами, способными расщеплять органические вещества. Лизосомы – это органы пищеварения клетки.

При слиянии вирусной везикулы с лизосомой, вирус освобождается от третьей оболочки. Этот процесс происходит пассивно, без участия вируса. Оболочку растворяют ферменты, содержащиеся в лизосоме. Но сразу же после этого вирус начинает проявлять активность – вызывает слияние суперкапсида с мембраной лизосомы по типу экзоцитоза и, в результате, оказывается за пределами лизосомы, на свободе. Остается лишь добраться до ядра клетки и запустить процесс самокопирования. Таким образом проникает в клетку вирус гриппа.

Обратите внимание на то, что вирусам, не имеющим суперкапсида, такой метод проникновения в клетку недоступен. Без суперкапсида они не смогут выйти из лизосомы и будут переварены в ней.

Проникновение оболочечного вируса в клетку посредством эндоцитоза

А вот ВИЧ действует проще – после фиксации вируса на клеточной мембране его оболочка сливается с мембраной и в результате вирус оказывается в клетке. Про второй вариант можно сказать: все гениальное просто. Это поистине гениальное проникновение инфекционного агента, которому клетка не может ничего противопоставить, которому вообще ничто не может помешать, потому что вирус, образно говоря, открывает дверку «родным» ключом – оболочкой, созданной из клеточной мембраны.

Второй вариант проникновения оболочечного вируса в клетку

Что делать вирусам, у которых есть только капсид, образованный белковыми молекулами? Белковый капсид не может слиться с липидной клеточной мембраной. Как сказал поэт: «В одну телегу впрячь не можно коня и трепетную лань». Если кто-то из читателей думает, что можно, то пусть попробует поставить простейший эксперимент. Поместите в одну емкость яичный белок и пару ложек растительного масла, а затем несколько раз встряхните ее. Вы увидите, что белок и масло не образовали единую смесь.

Несчастным «безоболочечникам» приходится идти на различные ухищрения для того, чтобы внедрить свою нуклеиновую кислоту внутрь клетки. Кстати говоря, ухищрениями пользуются и многие оболочечные вирусы. Так, например, широко известный оболочечный коронавирус для проникновения в клетку пускается на обман вместо того, чтобы просто открыть дверцу ключом по примеру ВИЧ…

Знаете ли вы, от какой короны коронавирусы получили свое название. Художники любят изображать коронавирус с символом монархической власти на голове, но с этой короной данный вирус не имеет ничего общего. Название произошло от солнечной короны – самой внешней части солнечной атмосферы. Шиповидные отростки суперкапсида коронавируса под микроскопом в двумерной проекции напоминают нимб, окружающий Солнце.

Солнечная корона

Коронавирусы под микроскопом

По-научному отростки суперкапсида называются пепломерами. Это название не имеет ничего общего с пеплом. Оно образовано от греческого слова «пеплос», означающего «покров».

На пепломерах коронавирусов находятся молекулы белка, способные связываться с одним видом рецепторов клеточной мембраны, а именно – с рецепторами ангиотензинпревращающего фермента-2. Эти рецепторы представляют собой белковые молекулы, пронизывающие мембрану и служащие транспортными каналами.

Рецепторы принимают вирусный белок за свой, и связываются с ним, обеспечивая тем самым фиксацию вируса на наружной поверхности клеточной мембраны. Затем вирус продавливает рецептор внутрь клетки, а следом за рецептором в клетку проникает вирусная нуклеиновая кислота.

Напрашивается вопрос – зачем оболочечному вирусу нужен столь сложный механизм проникновения внутрь клетки? Есть ли эволюционный смысл у такого проникновения? Или Ее Величество Эволюция в данном случае изменило своему принципу «не усложнять понапрасну»?

Смысл есть. Коронавирусы внедряются в клетки очень быстро. Раз – и вирус уже внутри. Прикрепляться к какому-то рецептору обязательно нужно, ведь без фиксации на мембране никакого внедрения не будет. А сразу же после фиксации, буквально – в тот же миг, в клетке оказывается вирусная РНК (коронавирусы относятся к РНК-содержащим вирусам), причем – уже свободная от оболочек, полностью готовая к действиям. Благодаря наличию подобного механизма проникновения, коронавирусы могут позволить себе такую «роскошь», как прочный капсид. Комбинация прочного капсида с суперкапсидом позволяет коронавирусам сохраняться вне хозяйских организмов в течение нескольких часов, что увеличивает число зараженных.

«Альтернативные» методы проникновения оболочечных вирусов, в которых не происходит слияния суперкапсида с клеточной мембраной или же с мембраной лизосом, существуют постольку, поскольку они являются более эффективными, нежели два основных варианта. Иначе бы естественный отбор не подхватил и не закрепил бы их.

Некоторые оболочечные вирусы способны проникать в клетку двумя способами. Так, например, представители семейства пикорнавирусов, к которому относится вирус полиомиелита, проникают внутрь клетки как путем насильственного эндоцитоза, так и посредством продавливания своей РНК через клеточную мембрану. Трудно сказать, какой из способов возник раньше. Возможно, что изначально пикорнавирусы не имели суперкапсида и могли попадать в клетки только посредством продавливания своей РНК через мембрану, а затем в результате какой-то мутации получили суперкапсид, а в придачу к нему и эндоцитозное проникновение в клетку. Но могло быть и наоборот – мутация дала возможность вводить РНК в клетку без каких-либо «заморочек».

К слову будь сказано, что из всех РНК-содержащих вирусов, коронавирусы имеют самое большое генетическое досье, представленное однонитевой положительной молекулой РНК. Досье включает в себя сведения о 10 коронавирусных белках.

А вот у бактериофагов, которые пожирают, то есть – поражают бактерии, для введения нуклеиновой кислоты в клетку имеется нечто вроде «шприца». Вирион бактериофага состоит из головки и хвоста, длина которого обычно в 2–4 раза превышает диаметр головки. На конце хвоста находятся ножки, предназначенные для поиска жертвы и прикрепления к ней. Внешне бактериофаги выглядят как паучки с длинной вертикальной шеей и крупной головой.

Бактериофаг приближается к бактериальной клетке

Прикрепляется к ее поверхности

Впрыскивает ДНК в бактериальную клетку

Нащупав ножками бактерию, бактериофаг вонзает ножки в ее оболочку и прижимает к оболочке свой хвост. Затем наружная часть хвоста сокращается, проталкивая вперед поршень с иглой, протыкающей мембрану бактерии. Через поршень в бактерию вводится вирусная нуклеиновая кислота, хранившаяся в головке.

Игла у бактериофагов двойного действия – механического и химического. Надо сказать, что «голая» механика в биологии большая редкость. Практически все биологические процессы основаны на биохимических реакциях. Но бактериофаги представляют собой исключение из этого правила. Они начинают с механического прободения оболочки бактерии, используя для этого особый белок с очень плотной структурой, а завершают процесс химическим путем, при помощи фермента под названием лизоцим, который растворяет то, что не проткнула белковая игла.

Скажите, пожалуйста, а у вас до сих пор не возникло вопроса – откуда вирион, находящийся вне клетки, берет энергию? Собственного обмена веществ и энергии у вируса нет, и вне клетки он представляет собой скопище белковых молекул вокруг молекулы нуклеиновой кислоты. До клетки-хозяина вирус продвигается пассивно – с током крови, с проглатываемой слюной, с вдыхаемым воздухом. Но перфорация клеточной мембраны требует энергии, разве не так? Откуда она берется и как вообще вирус ее использует?

Запасами энергии и средствами ее генерации вирусы не обладают, это точно. Все необходимые им активные движения обеспечиваются изменениями конфигураций белковых молекул.

Вспомните из курса химии, что белковые молекулы имеют 4 уровня пространственной организации. Нитевидные белковые молекулы сворачиваются в спирали, имеющие вид растянутой пружины, спирали сворачиваются в клубочки, а клубочки могут объединяться друг с другом в комплексы. Все это происходит благодаря возникновению химических связей между атомами (группами атомов) и неравномерному распределению электрического заряда в молекулах.

При определенных условиях конфигурация белковых молекул может изменяться. Если сказать предельно просто, то отдельные белковые молекулы капсидов изначально «запрограммированы» на определенное изменения конфигурации, которые возникают при контакте капсида с мембраной клетки-мишени. Можно сравнить капсид вируса с заводной игрушкой, которая «заводится» в момент изготовления. Дальше в эту тему лучше не углубляться, потому что в ней можно накрепко увязнуть.

Каких-то специфических механизмов, направленных на предотвращение проникновения вирусов через мембраны, у клеток нет. У них есть только общая защита – двухслойная мембрана, обладающая избирательной проницаемостью. Мембрана не должна пропускать в клетку ничего ненужного и вредного, но против вирусов мембрана устоять не может.

Как таковой «внутриклеточной противовирусной службы» не существует. Можно к месту вспомнить про белки-интерфероны, которые клетка начинает вырабатывать в ответ на заражение вирусом, но интерфероны прямым противовирусным действием не обладают и вообще предназначены не для пораженной клетки, а для ее соседок.

Интерфероны выделяются зараженной клеткой в межклеточное пространство и оказывают влияние на соседние клетки, стимулируя в них выработку ферментов, способных разрушать вирусные белки и нуклеиновые кислоты. Также интерфероны оказывают стимулирующее действие на некоторые клетки иммунной системы.

Зараженная вирусом клетка посылает сигнал опасности соседним клеткам и заряд бодрости иммунной системе, но самой себе она помочь не в состоянии.

Попав в клетку, ДНК и РНК вирусов ведут себя по-разному.

РНК сразу внедряется в рибосомы, которые, как вы помните, представляют собой скопления клеточной РНК, где служит матрицей для синтеза вирусных белков. Параллельно с этим процессом идет копирование РНК. Копированием занимается фермент под названием РНК-полимераза, который тоже вырабатывается на матрице вирусной РНК. Какое-то время новые молекулы РНК тоже служат матрицами для синтеза белков, а затем начинается процесс упаковки. Вокруг новой молекулы РНК из белков собирается капсид – и новый вирус готов!

На молекуле вирусной ДНК сначала синтезируются РНК-матрицы, на которых затем синтезируются белки, а дальше все идет так, как было описано, только помимо РНК-полимеразы, копирующей матрицы, в образовании новых вирусов участвует фермент ДНК-полимераза, копирующий вирусную ДНК.

Если вирусу положено иметь суперкапсид, то образовавшиеся в клетке (на рибосомах) вирусные белки сначала устанавливаются на наружной поверхности клеточной мембраны в виде шипов-пепломер. При этом пепломеры вытесняют клеточные белки. И только после того, как все пепломеры будут установлены, вирион отпочковывается на этом участке от клетки. Образно говоря, вирус сначала шьет себе мантию-оболочку и надевает ее лишь после того, как она будет полностью готова.

Некоторые вирусы, как, например, представители семейства ретровирусов, наиболее известным из которых является ВИЧ, обладают способностью встраивать свою нуклеиновую кислоту в ДНК клетки-хозяина.

В ДНК можно вставить только ДНК, но не РНК. Оба этих вещества относятся к нуклеиновым кислотам, но в их состав входят разные сахара – рибоза или дезоксирибоза, а кроме того, есть разница в веществах, с которыми эти сахара связаны. Вещество под названием «тимин» присутствует только в ДНК, а вещество под названием «урацил» – только в РНК.[18]

У ВИЧ и других ретровирусов генетическая информация закодирована в молекулах РНК, которые необходимо перевести в ДНК. Для этой цели вирус использует фермент под названием обратная транскриптаза, превращающий РНК в ДНК, а если точнее – то синтезирующий молекулу ДНК на матрице РНК. После такого превращения нуклеиновую кислоту вируса в виде ДНК можно вставлять в ДНК клетки-хозяина.

Латинское слово «ретро» означает «обратный». Ретровирусы получили такое название, потому что их размножение зависит от обратной транскриптазы, а этот фермент называется «обратной» по причине «переделывания» РНК в ДНК, ведь обычно наблюдается противоположный процесс – на молекуле ДНК синтезируются молекулы РНК.

Что делать, если вирус внедрился в клетку?

Внедрившийся вирус из клетки не выковырять. Иммунной системе остается только одно – уничтожить пораженную вирусом клетку. Но пораженная клетка может покончить жизнь самоубийством. Регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, в результате которого клетка распадается на отдельные фрагменты, ограниченные плазматической мембраной, называется апоптозом.

Фрагменты погибшей клетки поглощаются другими клетками, расщепляются и используются в процессе жизнедеятельности. Апоптоз следует отличать от некроза, альтернативного процесса гибели клетки, во время которого одновременно с разрушением всех клеточных структур разрушается и клеточная мембрана. Разрушение мембраны приводит к выходу продуктов распада в межклеточное пространство, что вызывает воспалительную реакцию. При апоптозе же никакой воспалительной реакции не происходит и вреда организму не наносится.

Существует гипотеза, связывающая эволюционное появление апоптоза у одноклеточных безъядерных организмов, которые являются самыми древними клетками в качестве способа защиты клеточных популяций от поражения вирусами. До появления апоптоза инфицированные клетки погибали в процессе некроза, создавая при этом соседним клеткам крупные проблемы в виде воспалительной реакции. Апоптоз же позволил клеткам гибнуть «культурно», не нанося вреда окружающим клеткам и всей клеточной популяции в целом. Так что и от вирусов может быть польза, причем – немалая.

Глава шестая

True иммунитет

Я уверена в том, что когда нас бьют без причины, мы должны наносить ответный удар, и удар этот должен быть настолько сильным, чтобы навсегда отучить бить нас.

Шарлотта Бронте, «Джейн Эйр»

Иммунитетом называется способность организма защищаться от различных чужеродных агентов, начиная с многоклеточных паразитов (кишечные черви) и заканчивая молекулами органических веществ. Название это образовано от латинского слова «иммунитас», означающего «освобождение» – иммунитет освобождает организм от всего чужеродного.

Органы иммунной системы делятся на центральные и периферические. К центральным относятся красный костный мозг и вилочковая железа (тимус). К периферическим органам относятся селезенка, лимфатические узлы, миндалины, расположенные в области носоглотки и ротовой полости, и другие скопления лимфоидной ткани (например – узелки в тонком кишечнике, которые называются «пейеровыми бляшками»).

Красный костный мозг, производящий клетки крови, многие из которых работают на иммунную систему, можно назвать иммунной фабрикой организма. У фабрики есть склады – это вилочковая железа и селезенка. Про селезенку слышали все, а вот вилочковая железа мало кому известна. Эта небольшая (весом от 20 до 35 граммов) эндокринная железа расположена в верхней части грудной клетки, за грудиной. Селезенка и вилочковая железа являются местом созревания некоторых иммунных клеток, образовавшихся в красном костном мозге.

Лимфоидная ткань, скопления которой разбросаны по всему организму, образована клетками иммунной системы, находящимися в клеточно-волокнистой основе. Скопления лимфоидной и можно сравнить с блок-постами, препятствующими распространению инфекционных агентов по организму.

Иммунитет подразделяют на врожденный или наследственный и приобретенный в течение жизни вследствие контакта с возбудителем или его белками, как это бывает при вакцинации.

Задачей иммунитета является обеспечение структурной и функциональной целостности организма. Иммунитет можно назвать Генетическим Дозором или Генетическим Надзором, потому что разделение на своих и чужих происходит на основании генотипа. Клетки со своим генотипом считаются своими, а все остальное во всем его великолепном многообразии – чужим. Иммунитет обеспечивает генетическую чистоту организма.

К чужим относятся и собственные клетки, в которых произошли какие-то мутации. Теоретически в нашем организме постоянно присутствует около миллиона мутантных клеток, среди которых есть и способные к неконтролируемому размножению, то есть – раковые. Иммунная система занимается выявлением и уничтожением таких клеток. На место уничтоженных клеток приходят другие, которые тоже уничтожаются и так без конца. Развитие онкологического заболевания является следствием дефекта в работе иммунной системы, которая своевременно не уничтожила одну-единственную мутировавшую клетку.

Как иммунная система отличает своих от чужих?

По белкам. Свои вырабатывают свои белки, а чужаки – чужие. И мутировавшие клетки тоже начинают вырабатывать чужеродные белки, ведь мутации приводят к изменениям в синтезе белков.

Каждому биологическому виду присущ определенный видовой иммунитет – невосприимчивость к инфекционным агентам, обусловленная врожденными видовыми особенностями. Так, например, человек невосприимчив к чуме крупного рогатого скота или к чумке собак, а собаки, лошади или коровы невосприимчивы к холере.

Некоторые ученые считают термин «видовой иммунитет» неверным и употребляют другой: «естественная неспецифическая резистентность». Резистентность – это устойчивость, а «неспецифической» ее называют потому что врожденная видовая устойчивость не является избирательной, она не направлена против одного какого-то возбудителя.

Среди вирусов есть особо пронырливые или особо вредные, которые способны поражать представителей множества видов. Так, например, вирус бешенства, относящийся к семейству рабдовирусов, способен поражать всех теплокровных животных. Всех теплокровных, в том числе и птиц.

В организме имеется большое количество неспецифических приспособлений, обеспечивающих защиту от поражения патогенными микроорганизмами.[19]

Одно из этих приспособлений постоянно находится перед вашими глазами.

Можете угадать, о чем идет речь?

Ну, конечно же о коже! Здоровая неповрежденная кожа представляет собой непроницаемую преграду практически для всех микроорганизмов. Более того, здоровая кожа обладает противомикробной активностью в отношении тех микроорганизмов, которые не относятся к ее постоянным обитателям. Эту активность обеспечивают секреты сальных и потовых желез, в которых содержатся такие неприятные для микроорганизмов вещества, как перекись водорода, уксусная кислота, аммиак, жирные кислоты. Аналогичным защитным барьером служат слизистые оболочки.[20]

Другим защитным приспособлением служит нормальная микрофлора организма – те микроорганизмы, которые населяют кожу и слизистые оболочки, сообщающиеся с внешней средой. Нормальная микрофлора не наносит организму вреда, а приносит пользу. Главная польза «нормальных» микробов состоит в том, что они занимают ниши, в которых могли бы поселиться «ненормальные» микробы, способные вызывать заболевания. Нормальные микробы защищают свои ниши от чужаков, подавляя их сразу же после появления. Как говорил знаменитый русский биолог Илья Ильич Мечников, первооткрыватель фагоцитоза и внутриклеточного пищеварения: «Природа пользуется конкуренцией безобидных микробов, чтобы помешать поселению патогенных микробов».

Своеобразными биологическими фильтрами являются лимфатические узлы, задерживающие и уничтожающие различные болезнетворные организмы, доставляемые с током лимфы. Именно поэтому лимфатические узлы могут воспаляться при инфекционных заболеваниях. Воспаление – это процесс борьбы с инфекционными агентами. Смысл любой воспалительной реакции заключается в том, чтобы изолировать болезнетворные микроорганизмы в очаге воспаления, не давая им распространиться по всему организму, и уничтожить. Воспаление – это локальная антимикробная операция.

Что лучше всего сделать с врагом?

Сожрать и переварить (пардон муа за эту грубую прямоту). Съеденный враг никогда больше не создаст проблем.

Главными бойцами иммунной системы являются клетки-фагоциты, в обязанности которых входит пожирание всего чужеродного, в том числе и собственных переродившихся клеток. Против этих монструозных гвардейцев устоять трудно. Бороться с чужаками профессионалам помогают резервисты. Нет, это не шутка, фагоциты подразделяются на профессиональные и непрофессиональные. К профессиональным фагоцитам относятся те, которые имеют на поверхности мембран белковые рецепторы, позволяющие распознавать чужаков. Распознали – «привязали» к себе – съели – пошли за следующим! Непрофессиональные фагоциты менее активны, чем профессиональные и для них фагоцитоз не является «основной специальностью». К непрофессиональным фагоцитам относятся такие клетки крови, как эритроциты и лимфоциты, покровные клетки кожи, клетки, выстилающие изнутри кровеносные сосуды, клетки соединительной ткани. Роль непрофессиональных фагоцитов в обеспечении иммунной защиты незначительна. Основную работу, как и положено, делают профессионалы, к которым относятся нейтрофилы, моноциты, макрофаги, дендритные клетки и тучные клетки.

Какие названия! Одни «тучные клетки» чего стоят! На деле ничего «тучного» в этих клетках крови нет. В них находится много гранул, содержащих вещества, участвующие в воспалительном процессе. В 1878 году немецкий ученый Пауль Эрлих принял эти гранулы за запасы питательных веществ и решил, что эти клетки существуют для питания окружающих тканей. Эрлих назвал клетки «мастоцитами». «Маст» по-немецки означает «откармливать», а «цитос» – это «клетка» на греческом. На русский язык «мастоциты» перевели как «тучные клетки».

Нейтрофилы и моноциты – это тоже клетки крови, разновидности лейкоцитов. Нейтрофилы обладают способностью к фагоцитозу, причем они могут поглощать лишь относительно небольшие чужеродные частицы или клетки. Моноциты являются предшественниками макрофагов. Моноциты циркулируют в крови несколько суток, после чего мигрируют в ткани, где происходит их превращение в макрофаги.

Макрофаги присутствуют практически в каждом органе, в каждой ткани. Они занимаются фагоцитозом – захватывают и переваривают все ненужное и чужеродное. В отличие от нейтрофилов, макрофаги могут поглощать крупные частицы. Поэтому они и получили такое название, которое переводится как «пожиратель крупного».

Дендритные[21] клетки тоже разбросаны по всему организму. Основной функцией дендритных клеток является презентация антигенов Т-клеткам иммунной системы, а фагоцитоз для них является способом подготовки этой презентации.

Вы, конечно же, знаете, что такое антиген. Принято считать, что антиген – это нечто чужеродное, попавшее в организм.

На самом же деле, далеко не все чужеродное может считаться антигеном. Взять, хотя бы, хлорид кальция, который в лечебных целях может вводиться внутривенно. Хлорид кальция – это антиген? Он же вроде как чужеродный… Нет, не антиген. Антигеном называется вещество, против которого организм начинает вырабатывать антитела. То, что не вызывает выработки антител, антигеном считаться не может. Само название «antigen» образовано от слов «antibody generator» – «производитель антител».

Процесс выработки антител называется иммунным ответом. Когда вы слышите о том, что «получен иммунный ответ», то это означает, что организм начал вырабатывать антитела в ответ на проникновение в него какого-то антигена. Антитела – это вещества, предназначенные для связывания чужеродных белков. Антитело крепко-накрепко соединяется с чужеродным белком, в результате чего белок не может выполнять свою функцию. Микроорганизм с блокированным белком или гибнет, или лишается возможности причинять вред организму. Например – вирусный капсид в результате присоединения антитела разрушается, после чего фрагменты капсида и нуклеиновая кислота вируса перевариваются фагоцитами. Также антитело может служить «наводчиком» для клеток иммунной системы – смотрите, вот что-то нехорошее, я к нему прикрепилось, уничтожьте его скорее!

Кстати говоря, широко известные аллергены – это те же антигены, которые обладают способностью вызывать аллергические реакции, обусловленные сверхчувствительностью иммунной системы организма к данному антигену.

Большинство антигенов являются белками. Также в роли антигена могут выступать полисахариды. Липиды и нуклеиновые кислоты, а также все прочие вещества (кроме полисахаридов), могут вызывать образование антител только в комплексе с белками.

К антигенам мы еще будем возвращаться, а пока что давайте познакомимся поближе с Т-клетками.

Т-клетки, которые также называются Т-лимфоцитами – это пехотинцы иммунной системы. Они являются разновидностью лимфоцитов, которые, в свою очередь являются разновидностью лейкоцитов, белых клеток крови (красными клетками крови, если кто не в курсе, называют эритроциты). Буква «Т» указывает на происхождение этих клеток. Они развиваются в вилочковой железе, которая на латыни называется «тимус». Обратите внимание – «развиваются», а не «образуются». Происхождение Т-клеток сложное. Их предшественники рождаются в красном костном мозге и отправляются в вилочковую железу для созревания. Т-клетки занимаются распознаванием и уничтожением клеток, несущих чужеродные белки. Но у них есть один крупный недостаток – узкий кругозор. Т-клетки не умеют воспринимать и распознавать вирусы или бактерии в целом виде. Они могут заниматься только отдельными чужеродными белками, и эти белки им нужно преподнести на блюдечке с золотой каемочкой. Вот и приходится дендритным клеткам пожирать чужаков, а затем выставлять на своей поверхности фрагменты их белков для того, чтобы Т-клетки могли бы ознакомиться с этими фрагментами и «настроиться» на их распознавание и уничтожение. Съели – разложили на фрагменты – устроили презентацию.

А вот В-клетки (они же – B-лимфоциты) способны самостоятельно распознавать чужеродные белки и потому в презентациях не нуждаются. Тактика борьбы с чужаками у Т-клеток и В-клеток разная. В-клетки обстреливают чужаков антителами собственного производства, не входя с ними в непосредственный контакт. Т-клетки тоже не контактируют с чужаками, а создают проблемы. Обнаружив на поверхности клетки организма остатки вирусного капсида, Т-клетка «понимает», что данная клетка поражена вирусом и принимает меры к ее уничтожению – прикрепляется к ней и вырабатывает белок, который делает мембрану инфицированной клетки проницаемой. Клетка с «дырявой» мембраной сразу же погибает.[22]

Т-клетки, занимающиеся уничтожением инфицированных клеток, называются Т-киллерами. Кроме убийц, также существуют помощники и миротворцы, они же подавители. Т-хелперы (помощники) стимулируют активность других клеток иммунной системы, например, В-клеток или же моноцитов. А Т-супрессоры (подавители), наоборот, подавляют активность иммунной системы, воздействуя на Т-киллеров и Т-хелперов.

Если вам показалось странным наличие подавляющего механизма в защитной иммунной системе – защиты же много не бывает! – то вспомните про аутоиммунные заболевания, при которых иммунные клетки поражают нормальные клетки своего организма. Сдерживающий фактор непременно должен быть. Т-супрессоры, также называемые регуляторными Т-клетками, защищают организм от его защитников.

Надо сказать, что возбудители инфекционных заболеваний не лыком шиты. Они способны подавлять активность иммунной системы или же обманывать ее, притворяясь своими. Верха коварства в этом деле достиг вирус иммунодефицита человека, который не только умело маскируется под своего, но избирательно поражает клетки иммунной системы и способен встраивать свою нуклеиновую кислоту в ДНК клетки-хозяина.

Иммунитет, как уже было сказано, обеспечивает генетическую чистоту организма. В каждой клетке организована профилактика мутаций, которые хороши как поставщики материала для естественного отбора, но с точки зрения клетки являются нежелательными. Абсолютно нежелательными.

Клетки старательно защищают свои геномы, свои генетические досье. А, если точнее, то это сами геномы защищают себя от изменений, ведь профилактические меры по предотвращению мутаций прописаны в ДНК.

Вновь синтезируемые молекулы ДНК проходят проверку, в ходе которой выявляются и устраняются ошибки. Этим занимается тот же фермент, который осуществляет копирование. Он называется ДНК-полимеразой – ферментом, собирающим полимер ДНК.

Мутация может вызывать ответные мутации обратного характера, в результате которых восстанавливается нарушенная последовательность фрагментов в молекуле ДНК. Такой процесс называется супрессией, что переводится с латыни как «подавление» – произошедшая мутация подавляется последующими мутациями.

Генетическая информация в молекулах ДНК продублирована двумя копиями, ведь молекулы ДНК клеточных организмов состоят из двух полимерных цепей. Эти цепи комплементарны.

Комплементарностью называется взаимное соответствие молекул или их фрагментов, обеспечивающее образование связей между ними. В частности, в двух цепях, составляющих молекулу ДНК, напротив азотистого основания тимина (Т) должен обязательно находиться аденин (А), а напротив гуанина (Г) – цитозин (Ц).

Благодаря комплементарности, случайное повреждение в одной из цепей может быть удалено особыми ферментами, не только считывающими информацию с обеих цепей, но и сравнивающих ее. Затем удаленный (поврежденный) участок цепи заново синтезируется в нормальном виде на основании информации, содержащейся в неповрежденной цепи. Этот процесс называется репарацией, что в переводе с латыни означает «восстановление».

У ряда бактерий есть ферменты, занимающиеся уничтожением чужеродной ДНК. Замечательная, надо сказать штука, причем довольно сложно устроенная и имеющая нечто вроде предохранителя – одни ферменты модифицируют собственную ДНК бактерии таким образом, чтобы другие ферменты распознавали ее как свою и не разрушали бы.

Хотелось бы и нам иметь нечто подобное… Впрочем, не исключено, что защита от репродукции чужеродных нуклеиновых кислот есть у нас, просто мы об этом пока еще не знаем, точно так же, как совсем недавно не знали ничего об интерферонах.

Иммунитет может быть активным, когда организм самостоятельно вырабатывает антитела после заболевания или в результате введения вакцины, или же пассивным, когда организм получает готовые антитела от матери или при введении лечебной сыворотки. Также иммунитет подразделяют на естественный (врожденный иммунитет и приобретенный после перенесенного заболевания) и искусственный (приобретенный после введения вакцины или сыворотки).

Активно приобретенный иммунитет вырабатывается спустя некоторое время после заболевания или прививки и сохраняется долго – в течение многих лет, а то и пожизненно. Пассивный иммунитет создается сразу же после введения иммунной сыворотки, но при этом сохраняется крайне недолго, какие-то считаные недели. К пассивной иммунизации прибегают для создания временного иммунитета после контакта с возбудителем инфекции в тех случаях, когда активная иммунизация по тем или иным причинам не проводится заранее, например – при укусе больного бешенством (или предположительно больного) животного. Существует и естественный пассивный иммунитет, обусловленный переходом защитных антител из крови матери в кровь плода. Материнские антитела полностью исчезают к шестому месяцу жизни ребенка.

Иммунитет обеспечивают циркулирующие в крови антитела, выработанные против данного конкретного инфекционного агента, а, если точнее, то против определенных белков этого агента. По-научному антитела называются иммуноглобулинами, что можно перевести как иммунные белки (глобулины – это белки, молекулы которых свернуты в подобие клубочков).

По наличию антител в крови в ряде случаев можно делать выводы о присутствии в организме возбудителей инфекционных заболеваний. В ряде случаев, но не всегда, потому что иммунитет может быть нестерильным, когда антитела присутствуют в крови только при наличии возбудителя в организме, и стерильным, когда антитела сохраняются и в отсутствие возбудителя. Так, например, стерильный иммунитет наблюдается после кори или ветряной оспы. Если у человека наблюдается клиническая картина кори, то в этом случае определение антител к вирусу кори имеет диагностическое значение, поскольку подтверждает подозрение на корь. Если же клинических проявлений заболевания нет, то на основе наличия специфических антител в крови нельзя делать вывод о инфицированности организма вирусом кори, ведь эти антитела могут быть следствием перенесенного в прошлом заболевания. А вот при сифилисе иммунитет нестерильный, и потому наличие в крови антител к бледной трепонеме явно и безоговорочно свидетельствует о присутствии этой бактерии в организме.

Важно понимать, что даже самые лучшие, самые современные методы анализа не дают возможности обнаружить наличие возбудителей в организме сразу после заражения. Для того чтобы иммунная система отреагировала на появление возбудителя и выработала бы против него антитела, должно пройти некоторое время. Поэтому нередко случается так, что первый анализ оказывается отрицательным, а второй – положительным. И никто тут не виноват, ни врачи, якобы не умеющие правильно провести анализ, ни производители, якобы выпускающие заведомо недоброкачественные тесты. Виноваты особенности человеческого организма, у которого аллергическая реакция выдается «на счет «раз-два», а вот иммунный ответ затягивается на некоторое время.

Человек, инфицированный ВИЧ, становится заразным уже на третьи сутки после инфицирования. Да, уже на третьи сутки! А определение антител к ВИЧ становится возможным лишь через три месяца после инфицирования. Представьте себе такую ситуацию – два человека прониклись симпатией друг к другу, но прежде чем лечь в постель, решили провериться на ВИЧ-носительство. У обоих анализы на антитела к ВИЧ оказались отрицательными, а спустя полгода они стали положительными, тоже у обоих. Чаще всего в подобных ситуациях возникает мысль об измене, заражении на стороне, но на самом деле измены может и не быть. Все дело в антителах, которые появляются не сразу после заражения.

Иммунная система очень чувствительная. Ей можно легко нанести вред. Вредные привычки, малоподвижность, лишний вес, частые переохлаждения… Впрочем, все факторы перечислять долго и незачем. Давайте лучше поговорим о тренировках иммунной системы и массаже деревянной ноги.

Что удивило вас больше – массаж деревянной ноги или тренировки иммунной системы? Если уж начистоту, то бесполезным является и то, и другое.

Что вообще мы можем тренировать?

Мышечную систему, а также отчасти сердечно-сосудистую и дыхательную, которые обеспечивают работающие мышцы питанием и кислородом. У тех, кто регулярно дает организму физическую нагрузку, мышцы увеличиваются в объеме, а сердце и легкие хорошо справляются с их снабжением. Тот же, кто ведет малоподвижный образ жизни, не может и полсотни метров пробежать – ноги слабеют, появляется одышка, учащается сердцебиение. Мышечную систему тренировать нужно, тут уж, как говорится, и к гадалке не ходи.

Кстати, а тренируете ли вы свой пылесос или свою стиральную машину?

Нет, у нас не вечеринка идиотских вопросов, а серьезный разговор об очень серьезной проблеме, расколовшей человечество на два лагеря – умных людей и антипрививочников (и простите автору, если он кого сейчас обидел).

Дело в том, что иммунную систему надо сравнивать не с мышцами, а с аппаратом, который включают по необходимости. Если есть такая необходимость, если в организм внедрился чужеродный агент, клетки иммунной системы начинают с ним бороться. Если агента нет – клетки бездействуют и это бездействие никак не отражается на их функциональном состоянии, на качестве их работы. Впрочем, не так уж они и бездействуют – давайте вспомним о постоянно происходящих мутациях и о том, что иммунной системе приходится постоянно выявлять и уничтожать мутировавшие клетки.

Иммунной системе не нужны тренировки. Если вам хочется улучшить свой иммунитет – переходите на здоровый образ жизни в правильном понимании этого слова. Ключевые слова – «в правильном понимании», без всей той чепухи, которую любят подавать под грифом ЗОЖ. Избегайте переедания и переутомления, откажитесь от вредных привычек и старайтесь больше двигаться (в рамках, разумного, конечно же) – и ваша иммунная система скажет вам большое спасибо.

Несмотря на буйство нанотехнологий и прогресс в области биохимии, человечество пока не в состоянии производить эффективные лекарственные препараты, уничтожающие вирусы (исключения настолько редки, что их можно не принимать во внимание). С бактериями и прочими клеточными паразитами бороться гораздо проще – у них есть обмен веществ и энергии, в который можно вмешаться и что-то в нем нарушить. С вирусами бороться гораздо сложнее. Действенным способом борьбы с ними мог бы стать искусственный синтез антител, но антитела являются сложными белками, которые пока еще не по зубам фармацевтической промышленности. Производство антител можно осуществлять только биологическим путем – вводить животным (чаще всего – лошадям) антигены, вызывающие выработку антител, а затем готовить из их крови так называемые иммунные сыворотки, в которых содержатся антитела. Иммунную сыворотку можно вводить человеку, создавая у него пассивный иммунитет.

Но…

…не для каждого заболевания можно создать сыворотку, а только для такого, которым болеют и люди, и животные.

…пассивный иммунитет недолговечен.

Гораздо предпочтительнее сформировать активный иммунитет посредством вакцинации. Вакцинацией или прививкой называется введение здоровому человеку материала, полученного от больного человека или животного с целью формирования иммунитета к болезни. Во вводимом материале содержится возбудитель заболевания (живой, ослабленный или мертвый) или же какие-то вырабатываемые им вещества. В ответ на введение этого материала, называемого «вакциной», в организме начинают вырабатываться антитела к данному возбудителю. Вакцина может быть натуральной, полученной биологическим путем из микроорганизмов, или же синтетической, когда свойственные микроорганизмам белки производятся химическим путем, но такие вакцины пока еще не получили широкого распространения. Действуют они слабее, чем натуральные, однако имеют перед ними весомое преимущество – синтетические вакцины не содержат примесей.

На сегодняшний день вакцинации являются самым эффективным или, если хотите, единственным эффективным способом борьбы с болезнетворными вирусами. Вакцинация помогла уничтожить вирус натуральной оспы, для которого человек был единственным хозяином. Как только все население планеты было привито, вирусу стало негде жить.

Когда оружие является единственным и заменить его нечем, от него не отказываются, верно? Однако вопрос о том, делать или не делать прививки, будоражит умы уже много лет. Вечное гамлетовское «Быть или не быть?» меркнет перед «Делать или не делать прививки?».

У тех, кто проповедует отказ от прививок, имеются доводы для обоснования собственной правоты, и доводы эти на первый взгляд могут показаться убедительными, особенно если не вникать в суть, а просто верить в ту условную «лапшу», которую вам вешают на уши.

Главным доводом антипрививочников является «искусственность» прививок. Болезнь стимулирует иммунитет естественным образом, и результат такой стимуляции бывает хорошим, а у прививок результат плохой.

Но что «искусственного» в вакцинах? Ослабленная культура микроорганизмов – это биологический материал. Так же, как и убитые микроорганизмы или какие-то отдельные их белки. Они вводятся в организм, что моделирует проникновение инфекционного возбудителя и вызывают иммунный ответ. Да, существуют и синтетические вакцины, которые содержат антигены, созданные искусственным способом. Но слово «синтетическая» определяет только лишь способ получения вакцины. Способ, а не субстрат! Действующее вещество что в биологическом, что в синтетическом препарате одно и то же, с идентичной химической формулой. Синтетические вакцины действуют слабее натуральных, но зато они не содержат никаких примесей и потому не вызывают аллергических реакций. В принципе нам с вами о синтетических вакцинах можно и не думать, поскольку они применяются в ветеринарной практике.

Все богатое антипрививочное наследие мы разбирать не станем, поскольку тема у нас другая и о прививках было упомянуто только потому что другого специфического оружия против вирусов у нас с вами пока нет. Скажем только несколько слов о «сбоях в иммунной системе», которые якобы вызывают прививки, и пойдем дальше.

Вакцинация вызывает выработку конкретных антител против данного возбудителя, причем выработка эта происходит в более щадящем режиме, чем при болезни. О каком «сбое» здесь можно вести речь? Как выработка одного или нескольких видов антител может нарушить работу всей иммунной системы? Это все равно, что сказать, будто глубокий вдох может вызвать сбой в работе дыхательной системы. И почему присутствие еще одного вида антител должно ослабить организм, снизить его иммунную защиту? Это же нелогично. Это все равно, что сказать: «при увеличении личного состава воинское подразделение слабеет». Чем больше антител присутствует в организме, тем сильнее он защищен.

Повторим еще раз – на сегодняшний день вакцинации являются единственным эффективным способом борьбы с болезнетворными вирусами. Отказ от прививок подвергает опасности здоровье и саму жизнь. Вся та модная ахинея, которую накрутили-наворотили вокруг прививок, на руку только возбудителям. Сознательный отказ от защиты своего любимого организма или организмов своих детей умным поступком считаться не может. Как-то так.

В настоящий момент человечество волнует два вопроса о вакцинах.

Вопрос первый – ну, когда же появится вакцина против коронавируса SARS-CoV-2?

Вопрос второй – ну, когда же появится вакцина против ВИЧ?

Ко второму вопросу хочется добавить третий – а возможно ли вообще создание вакцины против вируса, поражающего клетки иммунной системы?

Что касается коронавируса SARS-CoV-2, то адекватная вакцина против него появится не раньше второй половины 2021 года. Создание вакцины само по себе дело небыстрое, на раз-два вакцины не делаются, вдобавок каждая новая вакцина проходит несколько циклов клинических испытаний, а эти испытания никоим образом нельзя ускорять.

Давайте поближе познакомимся с вакцинами, чтобы понимать, что это такое, а после обсудим перспективы создания вакцины против ВИЧ.

Вакцины бывают разными.

Наиболее действенными считаются «классические» живые аттенуированные вакцины, появившиеся в середине прошлого века. Эти вакцины содержат ослабленного возбудителя, который способен вызывать полноценный иммунный ответ, но не способен вызывать заболевание или же может вызывать его в легкой форме. Надо сказать, что такой способ формирования иммунитета является наиболее предпочтительным, поскольку живой (пусть даже и ослабленный) возбудитель вызывает качественный, мощный иммунный ответ. Организм не знает, что ему подсунули слабака и борется с возбудителем во всю мощь, изо всех сил. Но с гораздо меньшими рисками.[23]

И все бы хорошо, только на создание живых аттенуированных вакцин уходят годы. Вирусу же не прикажешь – эй, ты, пакость вредоносная, а ну-ка разоружайся! Его приходится ослаблять посредством различных воздействий. Изменили температурный режим – размножили оставшиеся в живых вирусы – протестировали на морских свинках, чтобы оценить патогенность, – поняли, что она осталась прежней… И так без конца… Но наконец-то зараженные морские свинки перестали массово гибнуть. Однако радоваться рано. Нужно провести несколько циклов испытаний на животных, а затем переходить к клиническим испытаниям с участием людей. И только тогда, когда станет ясно, что вакцина действует так, как должна действовать – обеспечивает иммунный ответ, но не вызывает заболевания, можно запускать ее в производство.

Но не всякого возбудителя удается ослабить, и не всякий «слабак» способен сохранять свою жизнеспособность длительное время, которое требуется для того, чтобы вакцина от производителя дошла до ее получателя. Если нельзя сделать живую вакцину, то делают убитую или, по-научному, – инактивированную (лишенную активности). Возбудителя выращивают в лабораторных условиях, а затем убивают, и вакцина готова. Такая вакцина слабее живой, но на безрыбье, как говорится, и рак рыба – лучше иметь слабую вакцину, чем никакую.

Инактивированные вакцины создаются быстрее живых, но процедуру испытания проходят точно такую же – растягивающуюся на многие месяцы.

А ведь часто хочется и невинность соблюсти, и капитал приобрести, верно? То есть сделать такую противовирусную вакцину, которая будет и полноценно эффективной, и абсолютно безопасной. Вспомните, что вирус представляет собой нуклеиновую кислоту, упакованную в белковый капсид, и скажите, что должна содержать такая вакцина?

Ну конечно же, капсид без нуклеиновой кислоты! Иммунная система отреагирует на капсид точно так же, как на «полноценный» вирус, а без нуклеиновой кислоты капсид опасности не представляет.

Виросомальные вакцины имеют много преимуществ по сравнению с другими убитыми вакцинами. Возможности науки позволяют быстро изымать нуклеиновые кислоты из капсидов, но сократить срок испытаний невозможно. Медики не раз наступали на грабли поспешности, разрешая к применению не до конца протестированные препараты, и теперь семь раз дуют на воду, прежде чем делают глоток. Так что при самой настоятельной потребности в вакцине менее шести месяцев она испытываться вряд ли будет и еще несколько месяцев уйдет на организацию производственного процесса и производство необходимого количества (вакцинация – это же массовое мероприятие).

А знаете ли вы о рекомбинантных и векторных вакцинах, которые создаются с помощью методов генной инженерии?

При изготовлении рекомбинантных вакцин из нуклеиновой кислоты возбудителя заболевания выделяются гены, отвечающие за выработку антигенов. Определить такие гены несложно, поскольку геномы у вирусов короткие, с относительно небольшим или вовсе малочисленным количеством генов. Взятые гены вставляются в ДНК какого-нибудь безопасного для человека микроорганизма, например – в ДНК дрожжей. Дрожжи размножаются, вырабатывая в числе прочих белков антигены. Примером такой вакцины может служить рекомбинантная дрожжевая вакцина против вирусного гепатита В.

Вектором в генной инженерии называется носитель чужого генетического материала, используемый для пересадки генов в клетку. Но вектор можно также использовать для выработки иммунитета. Если в нуклеиновую кислоту безвредного вируса вставить гены опасного вируса, кодирующие выработку антигенов, то получится вирус, вызывающий иммунный ответ, но при том безопасный, не могущий вызвать заболевания. По сути дела, это будет та же живая аттенуированная вакцина, но полученная более быстрым путем. Определить нужные гены и пересадить их вектору, в качестве которого чаще всего используется хорошо изученный и надежно ослабленный вирус коровьей оспы, гораздо быстрее, чем ослаблять опасный вирус. Вдобавок, на вектор можно «сажать» гены нескольких вирусов, получая таким образом комплексные вакцины.

Что же касается вакцины против ВИЧ, то теоретически создать такую вакцину возможно. Даже несмотря на то, что это суперзлокозненный вирус поражает саму иммунную систему, иммунная система реагирует на его присутствие, вырабатывает против него антитела, но все это противодействие не способно остановить размножение ВИЧ в организме. Однако спустя некоторое время после заражения ВИЧ (не раньше, чем через год) в организме начинают вырабатываться особые антитела, которые называются нейтрализующими антителами широкого спектра действия. Эти антитела связываются с вирусными частицами, не позволяя им проникать в клетки организма. Вся беда в том, что выработка этих антител начинается слишком поздно и они не могут полностью уничтожить вирус в организме, особенно с учетом того, что ВИЧ вставляет свою нуклеиновую кислоту в ДНК клеток-хозяев и они при делении распространяют вирус. Но если при помощи вакцины спровоцировать их выработку у здорового человека, то человек станет невосприимчивым к ВИЧ.

Если надежды на профилактику ВИЧ связаны с нейтрализующими антителами широкого спектра действия, то уничтожением вируса, уже начавшего размножаться в организме, должны заниматься Т-киллеры. Вернее, не непосредственным уничтожением вируса, а уничтожением зараженных клеток. Активация Т-киллеров и стимуляция их выработки – это вторая задача по борьбе с ВИЧ, которую пытаются решить иммунологи.

Сроки создания вакцины против ВИЧ переносятся каждое десятилетие, начиная с 2000 года. Судя по всему, в 2020 году эта проблема решена не будет. Во всяком случае нет данных о том, чтобы какая-то вакцина проходила завершающий этап клинических испытаний. Периодически появляются сообщения о начале испытаний, но… Ну, вы понимаете. Прогнозы в таком деле строить нет смысла, поскольку перспективы, что называется, вилами на воде писаны. Можно предположить только то, что вакцина против ВИЧ скорее всего будет векторной. ВИЧ – не тот вирус, который можно намеренно запускать в организм, пусть, даже и в ослабленном виде, слишком уж велики риски.

Некоторым особо популярным вирусам, в том числе и ВИЧ, будут посвящены отдельные главы. Они определенно этого заслуживают. А глава об иммунитете на этом заканчивается.

Глава седьмая

О связи вирусов с онкологическими заболеваниями

Ничто не делается просто так. Просто нам не всегда известны мотивы.

Грегори Хаус, M.D.

Если начать вникать в то, что пишут о связях вирусов с онкологическими заболеваниями, то очень скоро голова пойдет кругом. Одни пишут, что вирусы способны вызывать рак, другие уточняют: «не «способны», а «вызывают», третьи считают, что вирусы могут излечивать рак, а четвертые настаивают на том, что между вирусами и онкологическими заболеваниями никакой связи не существует.

Впервые гипотезу о вирусной природе опухолевых заболеваний высказал в начале ХХ века Илья Ильич Мечников. Он предположил, что опухоли обязаны своим происхождением какому-то вирусу, который вызывает болезнь не сам по себе, а при наличии дополнительных условий, например – хронического воспаления или иного поражения тканей. Впоследствии были открыты вирусы, вызывающие развитие некоторых онкологических заболеваний у животных, например – саркомы у кур или рака кожи у кроликов. Однако открытие этих вирусов поставило перед учеными новую проблему. После злокачественного перерождения зараженных клеток в них не находили вирусов, что выглядело не просто странным, а архистранным. По логике вещей, вирусам было положено активно размножаться в зараженных клетках, а не вести себя по принципу «мавр сделал свое дело – мавр может уходить». Да и куда они вообще могли деться с «тонущего корабля», в роли которого выступала раковая клетка?

– Это элементарно, господа! – сказал бы великий сыщик Шерлок Холмс. – Если преступник не мог покинуть своего логова, но его там не нашли, значит – плохо искали. Помните, Ватсон, историю с подрядчиком из Норвуда?[24]

В сороковых годах ХХ века советский ученый Лев Александрович Зильбер, основавший отечественную школу медицинской вирусологии, разработал вирусно-генетическую теорию опухолей, которая дала ответ на вопрос о том, куда деваются вирусы после «порчи» клеток.

Вы читаете седьмую главу и можете считать себя людьми, которые немного разбираются в вирусологии. Сможете ответить на вопрос, где именно прятались в клетках вирусы?

Ну конечно же, вирусные нуклеиновые кислоты вставились в ДНК клеток-хозяев, вот почему их невозможно было обнаружить! Ученые искали вирусы в цитоплазме, а они сидели в ядре в виде протовирусов.

Однако далеко не все вирусы способны вызывать перерождение обычных клеток в опухолевые. На это (к счастью!) способны считаные единицы, отдельные «умельцы». На сегодняшний день достоверно установлено, что из всех вирусов, поражающих организм человека, онкогенностью (способностью запускать процесс развития онкологического заболевания) обладают только шесть групп вирусов, в частности, ДНК-содержащие вирусы герпеса и гепатита В или РНК-содержащий вирус гепатита С. Вы уже знаете, что РНК-содержащий вирус может вставить свою генетическую информацию в ДНК клетки-хозяина при помощи обратной транскриптазы, фермента, который превращает РНК-кодировку в ДНК-кодировку. Но в первой половине ХХ века обратная транскриптаза еще не была открыта и потому изначально речь шла не о вставке вирусной нуклеиновой кислоты в молекулу клеточной ДНК, а о некоем условном объединении генетического материала вируса и клетки. Но, как процесс ни называй, суть его будет одна и та же – вирусная нуклеиновая кислота «портит» хорошую клетку, превращая ее в «плохую», способную к бесконтрольному размножению.

Да, некоторые вирусы способны вызывать онкологические заболевания. Но не только вирусы приводят к неконтролируемому росту клеток. Таким же действием обладают канцерогенные вещества и ионизирующее излучение. Но механизм действия у вирусов и других внешних онкогенных факторов различный. Канцерогенные вещества и излучение вызывают разрывы молекул ДНК. Чем больше разрывов, тем больше починок. Чем больше починок, тем выше вероятность ошибок – мутаций. С вирусами же дело обстоит иначе.

Часть генов, совершенно обычных добропорядочных генов, не кодирующих никаких вредных признаков, может превратиться в ген неконтролируемого роста, то есть – в онкологический ген (онкоген) вследствие мутаций или повышения экспрессии.

Экспрессия – слово звучное, неведомое. Что это за зверь такой страшный?

Гены обладают экспрессивностью. Это свойство можно назвать «силой гена». Экспрессивность или попросту – экспрессия, определяет степень выраженности гена в кодируемом им признаке. Каждый признак в организмах существ, размножающихся половым способом, определяется (кодируется) двумя генами, один из которых получен от отца, а другой – от матери. Смешиваться друг с другом парные гены не могут, но они могут подавлять друг друга. Более сильный, более экспрессивный ген подавляет своего собрата и вынуждает клетки вырабатывать белок по его варианту. Подавленный ген никак себя не проявляет. Он вроде бы есть, но на деле его нет. Так, например, ген карих глаз подавляет ген голубых глаз, а ген волнистых волос подавляет ген прямых волос.

Экспрессия генов определяется не только структурой самого гена, но и организацией считывания информации с него, а также интенсивностью использования этой информации – интенсивностью синтеза белка или РНК-матрицы, кодируемых этим геном. Глубже в эту тему погружаться не стоит, ибо там начинается генетическая премудрость, требующая множества вводных разъяснений. Нам сейчас достаточно будет понять, что потенциально онкологический ген может превратиться в онкологический двумя способами – изменением структуры в результате мутации или же повышением своей востребованности. Такие потенциально онкологические гены называются протоонкогенами (приставка «прото-» указывает на первичность, первородство, изначальность). В нормальном своем состоянии протоонкогены кодируют признаки, касающиеся нормального размножения клеток. Но стоит регулятору сломаться, как размножение становится неконтролируемым.[25]

Онкогены могут быть клеточными или вирусными. Вирусы, способные провоцировать развитие онкологических заболеваний, могут иметь онкогены в составе своей нуклеиновой кислоты или же могут активировать превращение клеточного протоонкогена в онкоген. Носители онкогенов гораздо чаще вызывают онкологические заболевания, чем активаторы протоонкогенов.

Вирусный генетический материал способен не только встраиваться в клеточную ДНК, но и покидать ее при образовании новых вирионов. Во время выхода из молекулы ДНК вирус, ранее не имевший в своем геноме онкогена, может прихватить на память клеточный онкоген (протоонкоген) и таким образом превратиться в онкогенсодержащий вирус. Для этого нужна самая малость – чтобы онкоген находился рядом с местом внедрения вирусной нуклеиновой кислоты в молекулу ДНК. Следующую клетку организма будет заражать уже онкогенсодержащий вирус, со всеми вытекающими из этого рисками и последствиями.

Ужасное дело, если вдуматься. В нормальную клетку попадает не содержащий онкогена вирус, а из дочерней клетки выходит вдвойне опасный вирус с онкогеном, который вдобавок к основному заболеванию может спровоцировать развитие заболевания онкологического.

Геном человека содержит около 25 000 генов. Так, во всяком случае, принято считать в настоящее время. Надо сказать, что с нашим геномом постоянно происходит «ползучая девальвация». Когда-то считалось, что у нас около 100 000 генов, затем их число сократилось до 40 000, а еще позже – до нынешних 25 000. И среди этих 25 000 содержится всего 30 или около того протоонкогенов. Ничтожнейшее количество, которое создает крупные проблемы.

Вспомним всех поименно.

К человеческим онковирусам относятся следующие вирусы:

А. ДНК-содержащие

– вирус гепатита B;

– вирусы папилломы человека;

– герпесвирус человека типа 8;

– вирус Эпштейна – Барр;

– полиомавирус клеток Меркеля;

– цитомегаловирус человека.

Б. РНК-содержащие

– Т-лимфотропный вирус человека;

– вирус гепатита C.

Давайте разбираться.

С вирусами гепатита все более-менее ясно – они вызывают воспаление печеночных клеток.

Папилломами называются различные наросты на коже, вызванные особыми вирусами, которые передаются исключительно от человека к человеку через повреждения кожного покрова. Папилломы разнообразны – от плоских бородавок до остроконечных кондилом, имеющих вид петушиного гребня с острыми кончиками. Вирус папилломы человека (ВПЧ) вывести из организма невозможно, специфического лечения против него не существует. Иногда организм самостоятельно подавляет ВПЧ, и тогда папилломы могут исчезнуть, но как только иммунная защита ослабнет, папилломы появятся снова. ВПЧ-инфекция является самой распространенной вирусной инфекцией половых путей. Большинство людей, ведущих половую жизнь, рано или поздно инфицируются ВПЧ, а некоторые могут заражаться этим вирусом несколько раз в течение жизни.

Известно более 100 типов ВПЧ, из которых около 15 являются онкогенными. Отдельные типы ВПЧ (16-й и 18‐й) способны вызывать рак шейки матки. В настоящее время существуют три вакцины, которые защищают от ВПЧ онкогенных типов, но эти вакцины дают эффект, если их вводят до контакта организма с ВПЧ. Поэтому Всемирная организация здравоохранения рекомендует вакцинировать против ВПЧ девочек в возрасте от 9 до 14 лет, то есть до начала половой жизни. ВПЧ-инфекцию и связанные с ВПЧ заболевания вакцины не лечат, они могут служить только для профилактики заражения организма.

Герпесвирусы – это семейство ДНК-содержащих вирусов (довольно большое, надо сказать, семейство), представители которого способны паразитировать в организмах млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и рыб. Отличительным признаком вирусов герпеса является их скрытность. Они способны годами находиться в клетках организма, не вызывая никаких клинических проявлений. Название семейства образовано от греческого слова «герпейн», означающего «ползучий». Да, герпес – это скрытая, «ползучая» инфекция, но происхождение названия несколько иное – пузырьки, образующиеся при герпетическом поражении слизистых оболочек и кожи, лопаются с образованием расползающихся, расширяющихся во все стороны болячек.

В настоящее время известно 8 видов герпесвирусов человека, разделенных на 3 группы: вирусы простого герпеса (1‐го и 2‐го типа), вирус ветряной оспы, цитомегаловирус, вирусы герпеса человека 6, 7 и 8‐го типов, а также вирус Эпштейна-Барр.

Держитесь крепче – по данным Всемирной организации здравоохранения около 90 % населения планеты инфицированы одним или несколькими видами герпесвирусов, главным образом – вирусом герпеса типа 1. Первичное инфицирование обычно происходит в детском возрасте, после чего вирусы переходят в латентное состояние, которое характеризуется отсутствием размножения. Активность они начинают проявлять тогда, когда снижается бдительность иммунной системы – при инфекционных заболеваниях, вызванных другими возбудителями, психоэмоциональных перегрузках, эндокринных заболеваниях, иммунодефицитных состояниях.

В общественном сознании герпес накрепко связан с пузырьковыми (по-научному – везикулярными) высыпаниями на коже и слизистых оболочках. Такие высыпания вызывают вирусы простого герпеса и вирус ветряной оспы, которые будут рассматриваться в отдельной главе. Сейчас мы познакомимся с особо вредными представителями семейства герпесвирусов.[26]

Цитомегаловирус в основном представляет опасность при внутриутробном заражении, когда развивается наиболее тяжелая форма болезни, для которой характерны такие признаки, как задержка развития плода, желтуха, увеличение печени и селезенки, множественные точечные кровоизлияния на коже и слизистых оболочках, пневмония и различные повреждения центральной нервной системы. Можно сказать, что цитомегаловирус поражает весь организм. Также этот вирус вызывает заболевание у детей в возрасте до 2 лет. В более позднем возрасте заражение цитомегаловирусом обычно протекает бессимптомно. Болезненные изменения возникают только на фоне иммунного дефицита.

Вирус Эпштейна-Барр (он же вирус Эпстайна-Барр, сокращенно ВЭБ) вызывает у людей всех возрастных групп инфекционный мононуклеоз. Для этого заболевания характерны лихорадка, поражение зева, лимфатических узлов, печени, селезенки и специфические изменения состава крови, в которой появляются клетки, называемые атипичными мононуклеарами (отсюда и мононуклеоз). К слову будь сказано, что это же заболевание может вызываться и цитомегаловирусом. Ничего удивительного, ведь семейство одно и то же – герпесвирусы. Также ВЭБ вызывает встречающуюся у детей и юношей в Центральной Африке лимфому Беркитта – опухоль, чаще всего располагающуюся на верхней челюсти. А у взрослых мужчин в Китае этот вирус вызывает развитие другой опухоли – назофарингеальной карциномы, в быту называемой раком носоглотки. Но у большинства людей заражение ВЭБ протекает бессимптомно.

Поражая В-клетки иммунной системы (В-лимфоциты), ВЭБ не убивает их, а напротив, стимулирует их размножение, которое становится неконтролируемым и бесконечным, в результате чего возникают опухоли. В ДНК делящихся клеток вставлен геном ВЭБ, таким образом вирус размножается.

Герпесвирус человека типа 8 также называется вирусом саркомы Капоши по вызываемому им заболеванию, для которого характерны множественные злокачественные опухоли кожи. Саркома Капоши очень часто развивается при синдроме приобретенного иммунодефицита. Это неудивительно, потому что при ослаблении иммунной системы активизируются все герпесвирусы.

Подавляющее большинство онкологических заболеваний является следствием иммунодефицита. Мутантные раковые клетки постоянно возникают у всех, а заболевают раком лишь те, чья иммунная система позволила переродившимся клеткам размножаться. Так что инфицированность каким-либо онкогенным вирусом не означает неизбежного онкологического заболевания. Инфицированность онкогенным вирусом повышает риск развития онкологического заболевания. Согласитесь, что между неизбежным и вероятным существует огромная разница.

Что же касается вируса гепатита С, то о нем для вас есть две новости – хорошая и плохая. Начнем с плохой – этот вирус является основной причиной развития рака печени, а также цирроза печени. Хорошая новость – в настоящее время гепатит С излечим. Несмотря на то, что знакомство с этим вирусом состоялось относительно недавно – в 1989 году, сейчас у нас есть действенные специфические противовирусные препараты, которые позволяют излечить инфицированный организм (то есть – избавить его от вируса) в 95 % случаев! И не хмурьте, пожалуйста, брови – ах, всего 95 %, почему не 100 %? 95 % излеченных – это прекрасный, замечательный показатель при вирусной инфекции. А вот эффективной вакцины от гепатита С в настоящее время не существует. Дело в том, что вирус гепатита С существует в разных ипостасях, которые довольно сильно отличаются друг от друга и вдобавок очень быстро мутируют. С одной стороны, трудно найти общий для всех разновидностей вируса поверхностный белок, который мог бы стать универсальным антигеном для разработки вакцины, а, с другой, все кандидаты в антигены постоянно меняются. Но вроде бы как несколько лет назад ученые нашли подходящую мишень и занимаются ее изучением.

В последнее время большое внимание уделяется разработке способов биологической терапии онкологических заболеваний. Суть большинства этих способов заключается в использовании возможностей иммунной системы. Противоопухолевый иммунитет – оптимальный метод лечения, который, в отличие от радиационной терапии и химиотерапии, не наносит вреда организму, потому что иммунная система работает прицельно, поражая только того, кого нужно поражать.

Но опухолевые клетки можно уничтожать не только с помощью иммунной системы. Вирусы тоже могут быть полезны по классическому принципу «тот, кто нам мешает, тот нам поможет». Вирус, который уничтожает опухолевые клетки, попутно стимулирует иммунную систему, повышает ее активность, поэтому польза от такого вируса получается двойной – прямой и опосредованной. Преимуществом использования вирусов является и то, что вирусы можно «прицельно натравливать» на опухолевые клетки.

Метод лечения онкологических заболеваний с использованием вирусов называется онколитической виротерапией (слово «онколитическая» можно перевести как «разрушающая вирусы»).

Разрушающее действие вирусов на опухоли было открыто давно, еще в начале прошлого века. Женщину, у которой имелся рак шейки матки, укусила собака. После того как ей ввели вакцину, изготовленную из ослабленного вируса бешенства, опухоль существенно уменьшилась. Несколько последующих экспериментов подтвердили, что вакцина против бешенства действительно вызывает обратное развитие опухолей. Однако в каждом конкретном случае результаты были различными. У одних пациентов опухоли уменьшались незначительно, а других – существенно. Такая разнородность результатов не позволяла рекомендовать вакцину против бешенства в качестве лечебного средства при онкологических заболеваниях. Вдобавок сама вакцина, вследствие плохой очистки ее, часто вызывала побочные реакции. Но в целом способ выглядел перспективным и требовал дальнейшего изучения, однако этому помешала Первая мировая война и последовавшие за ней революционные пертурбации.

Ученые вернулись к изучению действия вирусов на опухоли только в середине ХХ века. Для лечения рака применялись различные вирусы, начиная с вируса бешенства и заканчивая вирусом болезни Ньюкасла (псевдочумы птиц). Вирус болезни Ньюкасла размножается в опухолевых клетках человека в 10 000 раз активнее, нежели в нормальных. В 10 000 раз, вы только подумайте! Другие вирусы тоже показывали неплохие результаты. Но… (ах уж эти «но»!)[27]

…Во-первых, результаты были непредсказуемыми и неоднозначными – от полного выздоровления до отсутствия эффекта. А для того, чтобы внедрить лечебный метод или препарат в медицинскую практику, нужно иметь «однозначное» и убедительное доказательство его эффективности у подавляющего большинства пациентов. Грубо говоря, неудач не должно быть более 15–20 %.

…Во-вторых, в то время не существовало научно обоснованного объяснения действия вирусов на опухоли. А отсутствие научного объяснения всегда вызывает недоверие у контролирующих органов, которые дают добро на клинические исследования препаратов и их внедрение в практику. Да и тем, кто финансирует исследования, хочется четко понимать, во что они вкладывают деньги.[28]

…В-третьих, сама идея использования вирусов в лечебных целях вызывала неприятие у контролирующих органов и части медицинского сообщества. Как можно намеренно вводить в организм вирусы, пусть даже и ослабленные? Да мало ли что может произойти, особенно с учетом того, что защитные силы пациентов ослаблены онкологическим заболеванием! Коллективный разум далеко не всегда способен успевать за полетом научной мысли. Многие революционные идеи отвергались и забывались только потому, что были слишком смелыми и слишком непонятными для своего времени.

Новый всплеск интереса к применению вирусов для лечения онкологических заболеваний произошел в девяностых годах ХХ века, когда звезды сошлись самым благоприятным образом – у исследователей было и научное объяснение, и широкие возможности воздействия на вирусы.

Оцените «красоту игры», изящество с которым была решена задача по прицельному натравливанию вирусов на опухолевые клетки.

В клетках человека (и других млекопитающих) есть «фактор самоубийства», особый белок по имени «р53», который при возникновении угрозы неконтролируемого размножения или при поражении клетки вирусом, запускает процесс запрограммированной клеточной гибели – апоптоза. Во многих опухолевых клетках ген, обеспечивающий выработку белка р53, бывает поврежден мутацией, отчего белок изменяется и не может выполнять свои функции.

У вирусов есть белки, связывающие белок р53. Связанный белок не способен запустить программу самоуничтожения, и потому вирус может спокойно размножаться в клетке до тех пор, пока не вытянет из нее все жизненные соки.

Что будет, если из нуклеиновой кислоты вируса удалить ген, кодирующий выработку этого белка? Тогда вирус не сможет размножаться в нормальных клетках, поскольку сразу же после его внедрения, клетки будут устраивать суицид, то есть – апоптоз. А вот в опухолевых клетках, где белок р53 находится в дефектном виде, такой измененный вирус будет активно размножаться.

«И что толку в такой избирательности? – строго спросят вдумчивые читатели. – Вирус все равно убивает как здоровые, так и больные клетки. Хрен, как известно, редьки не слаще».

В некоторых случаях очень даже слаще. Нормальная клетка, убитая вирусом, тихонечко погибнет и будет утилизована своими соседками. Место ее займет новая клетка. Апоптоз – это «деликатная» гибель, не создающая проблем окружающим клеткам и организму в целом. Ну, бывает кто-то и гибнет, что с того?

А вот опухолевую клетку, которая стремится к бурному размножению, вирус такой возможности лишит. Вирус украдет у нее все ресурсы и пустит их на собственное размножение. Лишая опухолевые клетки возможности размножаться, вирус останавливает развитие опухолевого процесса. Заодно с этим вирус уничтожает эти клетки.

При апоптозе не происходит массового выброса вирусов в окружающее пространство. Внедрившийся в клетку вирус погибает вместе с ней. А вот гибель опухолевой клетки сопровождается массовым выходом вирусов. Куда, по-вашему, они отправятся? За тридевять земель киселя хлебать или же набросятся на ближайшие клетки? Разумеется – набросятся на ближайшие, на другие опухолевые клетки. Где происходит размножение вируса, там происходит и основное поражение клеток. Да, отдельные «бродяги» могут разнестись с током крови по организму, но очагов поражения в здоровых клетках они создать не смогут. Главный удар будет нанесен по опухолям.

В настоящее время в разных странах, в том числе и в России, проводятся клинические испытания вирусных противоопухолевых препаратов. Результаты этих испытаний выглядят обнадеживающе. Можно надеяться на скорое внедрение этих препаратов в практику.

Биологи-эволюционисты задаются вопросом – а не были ли вирусы изначально нашими полезными «квартирантами», такими, например, как микроорганизмы, обитающие в толстой кишке? Вирусы защищали нас от онкологических заболеваний и бактериальных инфекций, но со временем по каким-то неясным причинам перешли от добропорядочного мутуализма к преступному паразитизму. Гипотеза эта, конечно же, очень смелая, но кто их знает, эти загадочные вирусы…

Глава восьмая

Конкуренция вирусов – мифическая реальность или реальный миф?

Дело не только в том, что всякая эволюция держится на конкуренции; непрерывная конкуренция необходима даже для сохранения достигнутого.

Фридрих Хайек, нобелевский лауреат и критик коллективизма.

Биологи считают основным фактором эволюции, ее движущей и направляющей силой естественный отбор. Но если спросить бизнесмена или политика, то ответ будет иным – всем управляет конкуренция. Собственно, так оно и есть – конкуренция в природе наблюдается повсюду, как между биологическими видами, так и между представителями одного и того же вида. Самцы конкурируют за самок, лисицы конкурируют с волками за пищевые ресурсы, растения конкурируют за солнечный свет (если кто не в курсе, то высокими деревья становятся для того, чтобы получать как можно больше света, а не из какого-то соревновательного интереса).

Сам собой напрашивается вывод о том, что вирусы тоже должны конкурировать друг с другом. Считаете вы лично их живыми или нет – это отдельный вопрос. Но в любом случае нельзя отрицать двух фактов.

Первое – вирусы способны использовать клеточные ресурсы, а там, где ресурсы, там всегда будет конкуренция. «Там, где есть, что урвать, без стрельбы не обойдется», – говаривал один известный политик в лихие девяностые годы (его, кстати говоря, потом застрелили, но это так, к слову).

Второе – вирусы способны размножаться, а все, что способно размножаться, изначально запрограммировано на то, чтобы оставить больше потомства. Иначе и быть не может. Те, кто был запрограммирован иначе, просуществовали недолго, их вытеснили более «чадолюбивые» или, лучше будет сказать, более «чадостремительные» конкуренты. Любить потомство не обязательно, важно оставить его как можно больше (это про вирусы, если кто не понял, у людей все иначе).

С животными все более-менее ясно. Два конкурирующих за самку самца устроят потасовку или же будут пугать друг дружку при помощи грозных воплей и агрессивных поз. Конкуренция волков с лисицами выражается в том, что каждый из конкурентов стремится съесть больше зайцев (упрощенно). Суть конкуренции между сперматозоидами заключается в скорости продвижения к яйцеклетке. Тот, кто будет работать своим двигателем-хвостиком быстрее других, получит возможность стать отцом.

Но как конкурируют между собой вирусы?

Теоретически, при помощи одной лишь логики, можно дорассуждаться до чего угодно. На одном только сравнении эффективности способов проникновения в клетку (а у каждого вируса он свой, особенный, как «почерк» у серийного убийцы) можно защитить несколько диссертаций. А еще можно предположить, что короткие молекулы нуклеиновых кислот вставляются в ДНК клеток-хозяев быстрее, чем длинные…

Если бы да кабы, да во рту росли грибы, был бы не рот, а целый огород. Фантазии фантазиями, но хотелось бы видеть реальные доказательства того, что вирусы способны конкурировать друг с другом. Сначала нужно иметь явление, а уж затем искать ему объяснение, не так ли?

С теми же лисами и волками проще – изучили повадки, установили, что оба вида питаются одними и теми же жертвами и сделали вывод о конкуренции. С вирусами все сложнее, гораздо сложнее. Доказательством конкуренции может служить только снижение частоты инфицированности одним вирусом в присутствии другого вируса. Проще говоря, если обычно вирус А инфицирует 20 % особей в популяции, а при сочетании вируса А с вирусом В этот показатель заметно снижается, то можно говорить о конкуренции между вирусами А и В, а также о том, что вирус В подавляет вирус А.

Совсем недавно, в 2019 году в авторитетном американском научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, официальном органе Национальной академии наук США, был опубликован отчет о весьма интересном исследовании, проведенном на базе Центра исследований вирусов университета Глазго (Великобритания).[29]

На протяжении 9 лет исследователи наблюдали 44 230 случаев острых респираторных вирусных заболеваний, вызванных 11 типами вирусов, у 36 157 пациентов.

Надо сказать, что подобное исследование выглядит очень представительным. Исследование исследованию рознь. Можно делать выводы на основании годичного наблюдения за полусотней пациентов и можно наблюдать 50 000 в течение нескольких лет. Наверное, не нужно объяснять, что чем больше человек участвует в исследовании и чем дольше исследование длится, тем больше доверия вызывают его результаты (разумеется, при условии правильной интерпретации).

Одним из возбудителей острых воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей, часто называемых «простудными заболеваниями», являются риновирусы – мелкие РНК-содержащие вирусы, вирионы которых не имеют капсида. С одной стороны, риновирусы не представляют большой опасности для человека, поскольку поражают верхние дыхательные пути, а не нижние, в которых осуществляется газообмен…

Впрочем, давайте вкратце вспомним анатомию и физиологию дыхательной системы, а то ведь нам еще и о коронавирусах разговор предстоит.

К верхним дыхательным путям относятся полость носа, носовая часть глотки или носоглотка и ротовая часть глотки. К нижним дыхательным путям относятся гортань, трахея и бронхи.

Дыхательная система

Дыхательные пути состоят из трубок, просвет которых не спадается, благодаря наличию в их стенках плотных хрящей. Это нужно для того, чтобы воздух беспрепятственно проходил в легкие и из легких наружу.

По дыхательным путям воздух попадает в легкие – основной орган дыхательной системы. Скелет легкого образуют древовидно разветвляющиеся бронхи, которые в конечном итоге образуют альвеолы – концевую часть дыхательного аппарата. В переводе с латинского слово «альвеола» означает «пузырек». Альвеолы действительно имеют форму пузырьков, заполненных воздухом. В альвеолах происходит газообмен между воздухом и кровью посредством диффузии молекул кислорода и углекислого газа через стенки альвеол и прилежащих к ним кровеносных капилляров.

Легкие и альвеолы

Воспалительное поражение альвеол гораздо опаснее, можно сказать – несоизмеримо опаснее воспалительного поражения слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Заложенность носа вкупе с насморком не угрожают жизни, в отличие от нарушения газообмена в альвеолах.

Но при всем том риновирусы не так уж и безобидны. Они могут вызывать поражение нижних дыхательных путей с развитием бронхита или пневмонии, а также провоцировать обострение бронхиальной астмы.

Вернемся к нашему исследованию.

Британские ученые (на сей раз реальные ученые из Центра исследований вирусов университета Глазго) установили, что у участников исследования, инфицированных вирусом гриппа А, риновирусная инфекция встречалась примерно в три раза реже, чем у участников, инфицированных вирусами других типов.[30]

Примечательная деталь – риновирусы и вирус гриппа А проявляют наиболее высокую активность в один и тот же зимний сезон.

Сезонность респираторных инфекций – феномен труднообъяснимый. Старое объяснение, согласно которому к развитию острой респираторной инфекции приводит переохлаждение организма, в наше время отвергается, но в то же время признается взаимосвязь между частотой заболеваемости респираторными инфекциями и низкими температурами воздуха. Нельзя исключить, что воздействие холодного воздуха на лицо или полость носа запускает в организме какие-то процессы, благоприятные для размножения вирусов.

Имеет значение и влажность воздуха. Некоторые вирусы, например – вирус гриппа A, лучше всего выживают в сухом и холодном воздухе, однако при всем том этот вирус круглогодично циркулирует в странах Юго-Восточной Азии, при высоких температурах воздуха и высокой же влажности.

Согласно другой гипотезе, которую пока что не отвергли, но и не подтвердили, в холодное время года создаются более благоприятные условия для распространения вирусных инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. Из-за холодов люди проводят больше времени рядом друг с другом в теплых помещениях, замкнутых и небольших по объему.

Короче говоря, гипотез много, но ни одна из них не может удовлетворить взыскательных и придирчивых ученых. В каждой из версий находится какой-то изъян.

Но почему бы не посмотреть на проблему с другой стороны? Оторваться от внешних факторов и сконцентрировать внимание на взаимоотношениях между вирусами. Почему бы не предположить, что сезонность вирусных инфекций обусловлена конкуренцией между вирусами? Более сильный вирус подавляет слабые вирусы, и у них не остается другого выхода, кроме как перенести свою активность на другой сезон, в другую «сезонную нишу».

Разумеется, ни о какой сознательной смене сезонов речь не идет. Если у подавляемого вируса произойдет мутация, позволяющая ему проявлять активность в другой сезон, то вирус выживет. Если же нет – то погибнет.

Вот еще одна интересная деталь. По логике вещей, наличие суперкапсида, обеспечивающего вирусам (вирионам) дополнительную защиту, должна делать вирусы более устойчивыми к действию факторов внешней среды, то есть должна делать их всесезонными. Однако же на деле «всесезонностью», правда весьма условной, преимущественно обладают вирусы без оболочки, которые, в большинстве своем, циркулируют в популяциях в течение всего года. Сезонные колебания безоболочечных риновирусов можно объяснить тем, что зимой люди больше находятся в помещениях и активнее обмениваются своим вирусным «богатством». А вот обладатели оболочек по своим предпочтениям подразделяются на зимние и летние. К зимним, в частности, относятся вирусы гриппа А и B, а к летним – вирусы парагриппа, которые проявляют наибольшую активность летом и осенью. Вполне вероятно, что агрессивные сильномогучие богатыри – вирусы гриппа, вытеснили слабые вирусы парагриппа из зимней ниши в летнюю.[31]

Конкурентное объяснение сезонности – пока что гипотеза, одна из многих. Но шансы этой гипотезы растут. Факт конкуренции между вирусами уже доказан. Как говорится – лиха беда начало. Можно ожидать новых доказательств.

Дотошные читатели могут спросить (и спросят!) – каким образом вирусы подавляют друг друга? Устраивают ли они битвы вирусных народов или же действуют исподтишка, через тайных агентов?

Хор-р-р-роший вопр-р-рос!

Взаимодействие вирусов пока еще не изучено, но мы знаем о предельной простоте их строения. У вирусов нет органов, которые могли бы вырабатывать какие-то поражающие чужаков вещества, как это бывает между бактериями и другими одноклеточными организмами…

Ну что?

Какие будут предположения?

Подсказка: ответ не просто лежит на поверхности, он еще и подпрыгивает для того, чтобы вы его наверняка заметили.

Вирусы – супермегаиждивенцы или супермегапаразиты. Все, что им нужно, они получают от клеток организма-хозяина.

Почему бы им не подавлять конкурентов с помощью хозяйской иммунной системы?

Например – вирус-подавитель, своим присутствием в организме, может вызывать выработку белков-интерферонов, которые защищают здоровые клетки от заражения другими вирусами. Я успел, а вот у тебя ничего не получится!

А еще есть данные о том, что в нуклеиновых кислотах вирусов могут присутствовать фрагменты, направленные против других похожих вирусов, способных паразитировать в тех же самых клетках. Эти фрагменты кодируют синтез белков или РНК, блокирующих вирус-конкурент (то есть – блокирующих нуклеиновую кислоту вируса-конкурента).

Кстати говоря, в ходе исследования, о котором говорилось выше, были установлены специфические взаимоотношения не только между риновирусами и вирусом гриппа типа А, но и между другими вирусами, поражающими дыхательную систему. Правда, эти отношения не были такими яркими, как в первом случае, но они имели место и их наличие служит доказательством того, что конкуренция между вирусами носит распространенный характер, является не исключением, а правилом.

Перефразируя известное четверостишие Алексея Константиновича Толстого, можно сказать так: «И всюду звук, и всюду свет, и всем мирам одно начало; и ничего в природе нет, что бы борьбою не дышало».[32]

Глава девятая

Как возникают эпидемии и почему они заканчиваются

Мы подвергаемся действию психических микробов и находимся в опасности быть психически зараженными.

Владимир Бехтерев, психиатр, невропатолог и тайный советник

Слово «эпидемия» в наше время вернуло себе былую славу и снова начало ввергать людей в трепет и ужас, как это было двести, триста и тысячу лет назад. Но в последнее время это страшное слово стало обыденным. Каждую зиму медики говорили об эпидемии гриппа и призывали население делать прививки, создавая для этого максимально возможные удобства – прививку можно было сделать буквально «на ходу», в людных местах стояли микроавтобусы, переоборудованные в передвижные прививочные пункты. К слову будь сказано, что очереди к этим пунктам выстраивались крайне редко. В большинстве своем грипп был населению «до лампочки» – ну подумаешь, грипп! – несмотря на то, что это довольно тяжелое и чреватое последствиями заболевание. На эпидемии гриппа обращали внимание только медики, у которых в этот период возрастала нагрузка, общество эпидемий гриппа не замечало. Отдельные «джедаи» носили в общественных местах медицинские маски, но это выглядело не пугающе, а, скорее, прикольно. Маски производят впечатление только тогда, когда они почти на всех. Вот тогда становится как-то не по себе…

Человеку, далекому от медицины, причины возникновения эпидемий неведомы, а если и ведомы, то непонятны. В самом деле, если послушать врачей, то получается, что для возникновения эпидемии нужно всего-навсего три фактора – наличие возбудителя, путей его передачи и восприимчивости к нему. Но это и дураку ясно, неясно другое – почему именно сейчас этот проклятый возбудитель, будь он трижды неладен, вдруг вызвал эпидемию? Было все спокойно – и вдруг к-а-а-ак бабахнет! Чем это объяснить?

Разумеется, только утечкой смертоносной заразы из секретной военной лаборатории (о, эти утечки представляют собой любимый «конек» всех конспирологов) или же происками террористов. Особенно хорошо укладываются в рамки конспирологических теорий вирусы. Почему? Да потому что каждый вирус обладает способностью связываться с определенным рецептором на поверхности клеточной мембраны, имеет «ключ», подходящий к определенному клеточному «замку». «Разве это не является доказательством «рукотворности» данного вируса?», – спрашивают конспирологи. И отвечают: «Конечно же является!». Эх, знали бы они о том, что вирусы не только ключи к замкам подбирать умеют, но и вставлять свои гены в ДНК клеток-хозяев…[33]

Да, разумеется, биологическое оружие существует, несмотря на то, что многие страны от него гордо открещиваются. Да, разумеется, террористы могут выпустить в мир какой-то зловредный смертоносный вирус… Кстати говоря, лучшим доказательством того, что вирус SARS-CoV-2 имеет естественное происхождение, является его низкая летальность, колеблющаяся в пределах от 4 % до 6 %.[34]

Тут надо сделать одно уточнение. В медицине существуют понятия «летальность» и «смертность», которые несведущие люди считают синонимами. Это выглядит логично, ведь «летальный исход» и «смертельный исход» означают одно и то же.

Но на самом деле разница между этими двумя понятиями есть, причем огромная. Летальность показывает отношение числа умерших от какой-либо болезни или от какого-то ранения к числу переболевших этой болезнью или получивших такое ранение в течение определенного промежутка времени.

За время эпидемии гриппа в стране зарегистрировано 100 000 заболевших, из которых умерло 1500. Летальность в данном случае равна 1,5 %.

Смертность же называют отношение числа умерших от данной болезни к средней численности популяции, то есть к населению города, региона, страны или же всей планеты.

За время эпидемии гриппа в стране с населением 10 000 000 человек зарегистрировано 100 000 заболевших, из которых умерло 1500. Смертность в данном случае равна 0,015 %.

В нашем примере разница между летальностью и смертностью составила 2 порядка, летальность превышает смертность в сто раз, потому что гриппом заболел каждый сотый житель страны.

Но если автор при написании статьи, назовет «летальность» «смертностью», а читатель, посмотрев в поисковике, что такое процент смертности, переведет его в цифры, то он получит цифру в 150 000 (1,5 % от 10 000 000). Согласитесь, что между цифрами 1500 и 150 000 есть огромная разница.

Так вот, вирусы, вызывающие заболевания с летальностью в 6 % и даже в 10 % военных и террористов не интересуют, как говорится – совсем от слова ничуть. Другое дело – коронавирус MERS-CoV, возбудитель ближневосточного респираторного синдрома, вспышка которого произошла в 2015 году. При этом заболевании летальность составляет около 40 %! 40 % – это вам не 6 %, согласны?

Правда, передача вируса MERS-CoV от человека человеку носит ограниченный характер (во всяком случае так обстоят дела в настоящее время) и заражаются от больных преимущественно члены семьи и медицинские работники. Но с генно-инженерной точки зрения проще повысить интенсивность распространения вируса, нежели его смертоносность (то есть летальность).

Если же говорить серьезно, без конспирологической чепухи, и говорить честно, то в большинстве случаев на вопрос: «почему возникают эпидемии?», так и хочется ответить: «а черт его знает!». Хорошо, если можно проследить причинно-следственные связи, например – связать эпидемию чумы с землетрясением или эпидемию холеры с пиком солнечной активности. Чаще всего бывает непонятно, почему вдруг «спящий» микроб активизировался и пошел искать по свету, где оскорбленному есть чувству уголок, понятно не всегда. Разумеется, объективная причина всегда наличествует, просто так, от нечего делать, в природе ничего не происходит. Или же обстоятельства складываются благоприятным для возбудителя образом, или его активность возрастает по «внутренним причинам», то есть – вследствие мутаций, или же у жертв возбудителя снижается сопротивляемость из-за ухудшения жизненных условий, изменения климата и т. п. Огромное значение имеет эффект «первого удара». Коронавирус SARS-CoV-2 столь бодро распространился по миру только потому, что никогда прежде он на человечество не нападал и иммунитета к нему ни у кого не было. Да, конечно же, вирусы быстро изменяются (мутируют), но далеко не всякая мутация способна «обнулить» выработавшийся к вирусу иммунитет. Если примерно половина населения в популяции имеет иммунитет к вирусу, сильно «расшалиться» он не сможет. Другое дело, когда к вирусу восприимчивы все поголовно…[35][36]

Итак, для возникновения эпидемии нужно три фактора – возбудитель, пути его передачи и восприимчивость к нему.

Очень большое значение имеет место, откуда начинается эпидемия. Это место называется «первичным очагом» или «очагом вспышки». Если очагом становится крупный оптовый рынок морепродуктов, где на пяти гектарах собрано свыше тысячи торговцев, а количество посетителей можно охарактеризовать только словами «невероятно много», то эпидемия имеет шансы на быстрое распространение (кстати говоря, есть сомнения в том, что пандемия коронавирусной инфекции COVID-19 началась именно на оптовом продуктовом рынке Хуанань в китайском городе Ухань. Возможно короновирус бродил по Китаю с лета 2019 года, оставаясь незамеченным, а то и с весны (в свое время мы это обсудим подробно).

Надо сказать, что в современном мире с его быстрыми перемещениями из одной точки в другую и массовостью этих самых перемещений превратить эпидемию в пандемию – раз плюнуть.

В наше короновирусное время даже дошкольники знают, что такое эпидемия и что такое пандемия, но порядка ради нужно привести определения.

Эпидемия это не «когда все кругом болеют», а прогрессирующее во времени и пространстве распространение инфекционного заболевания среди людей, значительно превышающее обычно регистрируемый на данной территории уровень заболеваемости, и способное стать источником чрезвычайной ситуации. Обратите особое внимание на слова «значительно превышающее обычно регистрируемый на данной территории уровень заболеваемости». Эпидемия – явление чрезвычайное. Дословно с греческого слово «эпидемия» переводится как «на народ», то есть – болезнь, насланная на весь народ, повальная болезнь.

Пандемией называют распространение заболевания в мировых масштабах. Приставка «пан-» означает «всеохватывающий», «всеобъемлющий». Неверно считать, что пандемией может называться заболевание, распространившееся на целый континент. Австралия – это тоже континент, но распространение какого-то инфекционного заболевания по Австралии пандемией не является. А вот распространение по Евразии – это уже настоящая пандемия.

Вспышка коронавирусной инфекции COVID-19 в городе Ухань произошла в конце декабря 2019 года, а в начале марта 2020 года, то есть – через два с небольшим месяца, эта вспышка приобрела характер пандемии. Два месяца понадобилось вирусу для того, чтобы распространиться по всей планете, кроме благословенной Антарктиды, остающейся райским, неподвластным злому вирусу, уголком планеты. Два месяца! И помогли ему в этом самолеты, скоростные поезда и пассажирские суда, вкупе с круизными.

Для сравнения давайте посмотрим, как распространялась по миру чума во время второй ее пандемии, которую в Европе назвали Черным мором или Черной смертью, потому что трупы умерших от чумы быстро темнели и выглядели так, словно побывали в пламени.

По всей видимости, вспышка чумы произошла в начале XIV века в одном из природных очагов в пустыне Гоби, недалеко от нынешней монголо-китайской границы. В Китай чума пришла не то в 1313, не то в 1330 году. В разных хрониках и разных провинциях моровые поветрия датируются разными годами. Но давайте возьмем 1330 год, как наиболее вероятный.

Примерно в 1335 году торговые караваны занесли чуму в Индию. А в 1339 году чума добралась до окрестностей озера Иссык-Куль, находящегося на территории современной Киргизии. В 1346 году чума проникла в Крым. И только в 1347 году чума добралась до Западной Европы, начав свое шествие по ней с Южной Италии. Не менее семнадцати лет понадобилось ей на это (если вести отсчет от 1330 года). А коронавирус добрался из центральной части Китая до Италии за месяц! 31 января 2020 года у двух китайских туристов, прибывших в Рим, было подтверждено заражение вирусом SARS-CoV-2. Но, вполне возможно, что этот вирус мог быть доставлен в Италию и раньше.

Надо понимать, что далеко не каждое прибытие инфицированного человека в «чистый» (то есть – не зараженный инфекцией) регион может повлечь за собой распространение болезни и риск возникновения эпидемии. Для этого нужна прямая или косвенная возможность передачи возбудителя другим лицам. Если такой возможности нет, то возбудитель на новом месте не распространится. Возможность в первую очередь определяется путем передачи возбудителя. Если ВИЧ-инфицированный человек прилетит в другой город и не вступит там ни с кем в половой контакт или не станет делать себе инъекцию пущенным по кругу шприцем, то он не станет распространителем инфекции. А вот носитель вируса, передающегося воздушно-капельным путем, не станет распространять его только в случае применения специальных защитных средств (медицинских масок и т. п.). Воздушно-капельный путь передачи возбудителя – самый быстрый, самый «эпидемический».

Мы с вами уже дошли до середины девятой главы и почти до середины этой книги. Настало время раскрытия тайн и срывания покровов. Вот вам Самая Секретная Тайна Вирусологов, которую они свято хранят от непосвященных (к которым вы уже не относитесь).

Несмотря на обилие достижений и перманентно расширяющиеся возможности вирусологии, несмотря на то, что человек сумел подчинить себе некоторые вирусы, сделав из них оружие для борьбы с бактериями или инструмент для переноса генов, очень многое пока еще продолжает оставаться непонятным. И на большинство вопросов, касающихся вирусов, дается один и тот же «универсальный ответ»: «черт его знает!» (и простите автору, если он сейчас кого-то расстроил).

С причинами возникновения эпидемий мы разобрались (ну, давайте, приличия ради, сделаем вид, что разобрались). Пора переходить к альтернативному вопросу – почему эпидемии прекращаются?

В наше время можно объяснить ликвидацию эпидемии или пандемии противоэпидемическими мерами, карантинами и вакцинациями, наличием (в ряде случаев) специфических лекарственных препаратов и т. п. Научный прогресс, сколько бы его ни критиковали, делает возможным борьбу с эпидемиями.

Но почему человечество не было уничтожено чумной палочкой или вирусом натуральной оспы в былые времена, когда люди не могли действенно противостоять эпидемиям? Человечеству просто невероятно крупно повезло, причем несколько раз подряд? Или же есть какие-то иные причины?

По логике вещей пандемии такого страшного заболевания, как чума (летальность при ее легочной форме в отсутствие лечения может доходить до 100 %), должны были уничтожить все человечество. Однако же этого не происходило – достигнув определенного пика, эпидемическая волна шла на спад и на какое-то время человечество получало передышку, паузу для размножения. А затем все повторялось снова…

Начнем с того, что иммунная система, если только она не разрушена ВИЧ или не ослаблена каким-то заболеванием, не станет «сидеть сложа руки» при появлении возбудителя в организме. Она сразу же начнет возбудителя изучать, чтобы вырабатывать против него антитела. Тут все упирается в сроки и определяется правилом «успех – это успеть», которое сформулировала великая поэтесса Марина Цветаева. Если возбудитель успеет закрепиться в организме и вызвать заболевание прежде, чем иммунная система его уничтожит, то он выиграл. Заболевание ослабляет иммунную систему, и она уже не в состоянии уничтожить активно размножающегося возбудителя.

Допустим, что речь идет о легочной форме чумы, при которой без лечения летальность является практически стопроцентной. Патогенность чумной палочки высокая, это очень агрессивный микроб. Но каким бы патогенным ни был бы возбудитель инфекционного заболевания, некоторые организмы оказываются ему не по зубам – или клеточные рецепторы немного не такие, как нужно вирусу, или иммунная система особо стойкая, или же еще что-то. Если бы на протяжении своей истории человечество столкнулось бы с возбудителем смертельно опасного инфекционного заболевания, который способен поражать всех без исключения, то на нашей планете не осталось бы ни одного человека. Образно говоря: «против лома нет приема». Но ни один из известных на сегодняшний день возбудителей инфекционных заболеваний не обладает способностью тотального поражения.

В эпидемиологии, чтоб вы знали, есть такой показатель, как «базовая способность к размножению». Кстати говоря, это один из двух основных показателей, используемых для оценки опасности инфекционного заболевания. Другим основным показателем является летальность.

Базовая способность к размножению отражает среднее количество людей, которое потенциально способен заразить один носитель возбудителя за весь период своего заболевания, за весь период распространения вируса. Чем больше этот показатель, тем активнее будет распространяться (размножаться) вирус. По предварительным данным, базовая способность к размножению вируса SARS-CoV колеблется в пределах 2,2–3,8. Для сравнения – базовая способность к размножению вирусов гриппа обычно составляет от 1,3 до 1,5, то есть грипп является менее заразной болезнью, чем коронавирусная инфекция COVID-19. А вот вирус кори обладает невероятно высокой базовой способностью к размножению, но, к счастью, у нас есть надежная вакцина против кори.[37]

К слову, о кори. Некоторые антипрививочники обосновывают свой отказ от прививок так: «Зачем мне делать прививки, если все вокруг привиты и заразиться не от кого?». Подобное обоснование хромает на обе ноги. Во-первых, среди окружения могут оказаться и другие противники прививок. А, во-вторых, привитой человек может быть носителем и распространителем вируса кори – попав в организм, вирус не смог вызвать заболевания, но некоторое время присутствовал в нем. Короче говоря, защиту дает «собственная» прививка, а не те, что сделаны окружающим. Перефразируя известную народную мудрость, можно сказать, что своя прививка к телу ближе.

Базовая способность к размножению зависит от условий окружающей среды. Там, где принимаются адекватные противоэпидемические меры и население соблюдает гигиенические правила безопасности, возбудитель инфекционного заболевания будет распространяться медленнее, а там, где ничего не принимается и не соблюдается, распространение возбудителя будет быстрым. Также имеет значение количество восприимчивых людей в популяции. Там, где восприимчивых много, базовая способность к размножению будет выше, и наоборот.

Когда базовая способность к размножению становится меньше единицы, распространение возбудителя становится недостаточным для поддержания эпидемического процесса, и эпидемия прекращается. Иными словами, эпидемия прекращается или потому что возбудителю не дают распространяться дальше, или потому что возможность распространения исчезает сама по себе – в популяции остаются только невосприимчивые к возбудителю люди.

Пандемии чумы или какого-то иного инфекционного заболевания при отсутствии каких-либо противоэпидемических мер свирепствовали до тех пор, пока возбудителю было кого поражать. Затем пандемия угасала, оставляя после себя невосприимчивые к данному заболеванию популяции. Проходило какое-то время, люди размножались и умирали, количество невосприимчивых уменьшалось… Все возвращалось на круги своя, и возбудитель снова получал возможность широкого распространения. А если возможность существует, рано или поздно она будет реализована и вспыхнет новая эпидемия.

Оградить себя от эпидемий можно двумя способами.

Первый и самый надежный способ – уничтожение возбудителя как биологического вида, – возможен лишь тогда, когда возбудитель может обитать только в организме человека и нигде больше. Такие инфекции называются антропонозными (от греческого слова «антропос» – «человек»). Если возможно при помощи вакцинации создать у всех людей на планете стойкий иммунитет к возбудителю, то возбудителю станет негде жить, и он исчезнет, как исчез возбудитель натуральной оспы.

Но если резервуаром возбудителя служат животные – грызуны, насекомые или, скажем, не офисный, а настоящий планктон, – то полностью уничтожить возбудителя не получится. Всем диким грызунам прививки сделать нет возможности, точно так же, как нет возможности (и желания тоже) уничтожить весь планктон на планете. Остается одно – наблюдать. У животных, которые считаются резервуарами опасных инфекционных заболеваний, регулярно определяется содержание в крови антител к данному заболеванию. Для этого производится отлов отдельных особей в разных точках ареала их обитания. Если выясняется, что количество зараженных животных вдруг начало расти, срочно принимаются противоэпидемические меры. У того же планктона антитела не определишь, но зато можно брать пробы воды и смотреть, не появились ли в ней холерные вибрионы. Правильно организованное и четко выполняемое наблюдение за природными очагами инфекционных заболеваний служит надежной защитой от эпидемий.[38][39]

Если кому нужно, то вот завязка фантастического романа (автору не жалко, потому что фантастику он не пишет).

Отдаленно далекое будущее. Ученые научились лечить вирусные заболевания при помощи вирусов-векторов, используемых в генной инженерии для пересадки генов. Вирусы-векторы пересаживают людям гены, изменяющие строение клеточных рецепторов, к которым прикрепляются вирусы-возбудители. И вот настал знаменательный день, когда будет изменен последний рецептор…

Ну а что будет дальше – придумайте самостоятельно, вам же только завязку обещали. И имейте, пожалуйста, в виду, что роман ваш будет пользоваться успехом только в том случае, если сюжетные повороты окажутся неожиданными и непредсказуемыми. Тему превращения вирусов-векторов в паразитические вирусы можно даже не обдумывать – уж больно она предсказуема.

К слову – о вирусной теме в фантастической литературе. По скромному мнению автора этой книги, которое автор ни в коем случае никому не навязывает, лучшими фантастическими произведениями на эту тему являются рассказ Игоря Росоховатского «Шутка госпожи Природы» и роман Джона Кристофера «Смерть травы».

В рассказе Росоховатского больной раком бедняк излечивается, съев пораженный вирусом батат (вспоминаем, о чем говорилось в предыдущей главе): «Вирус растения победил вирус рака человека, если рак возбуждается вирусом? Или же вызвал сильную реакцию и перестройку деятельности нервной системы, неблагоприятную для опухоли, мобилизацию защитных сил организма?».

«Смерть травы» – это антиутопия. Вирус, вышедший в свет из китайской лаборатории сперва поражает посевы риса, а после мутирует и приобретает способность паразитировать на других злаковых растениях. Злаки повсеместно уничтожаются, наступает глобальный голод… Книга сильная, пробирает, что называется, до печенок.

Кроме инфекционных эпидемий, если кто не в курсе, существуют эпидемии психические, часто называемые «массовыми психозами». Но на самом деле массовые психозы являются разновидностью психических эпидемий. В основе массового психоза лежат подражание и внушаемость, но у психических эпидемий могут быть и другие «двигатели», способствующие бурному, «эпидемическому» распространению однотипных психических отклонений среди больших групп людей. Вирусы к психическим эпидемиям никакого отношения не имеют, много у них есть грехов, но в этом их обвинять нельзя.

Глава десятая

Методы диагностики вирусных заболеваний

Тяжелую болезнь вначале легко вылечить, но трудно распознать, когда же она усилилась, ее легко распознать, но уже трудно вылечить.

Никколо Макиавелли

Возбудителей инфекционных заболеваний нужно искать в крови или же в материале, взятом из пораженного органа, например – в жидкости, которая скапливается в плевральной полости[40] при воспалительных заболеваниях.

Как искать?

Брать микроскопическую капельку и рассматривать ее под микроскопом?

Во-первых, нет гарантии, что во взятой вами для исследования капельке обязательно окажется хотя бы один возбудитель. Микробы «кишмя-кишат» в крови лишь в особых, в особо тяжелых случаях.

Во-вторых, в «обычный», то есть световой микроскоп, можно увидеть только отдельные гигантские вирусы. Все прочие в световом микроскопе не видны. Для их визуализации нужен электронный микроскоп, дорогой, громоздкий, сложный в обслуживании.

Для обнаружения бактерий применяют метод посева – взятый у пациента материал (кровь, мокроту, плевральную жидкость и т. д.) наносят на искусственную питательную среду и исследуют то, что вырастет. Бактерии растут быстро, так что долго ждать не приходится. Зачастую можно поставить диагноз на основании характерного внешнего вида колонии, выросшей на питательной среде. Эти колонии могут подсказать, чем лучше лечить пациента. Чувствительность бактерий к тому или иному препарату определить несложно – нанеси каплю раствора на колонию и посмотри, погибнут ли в этом месте бактерии.

Но то бактерии. А вот вирусы на искусственных питательных средах не растут, они размножаются только внутри клеток. Для диагностики вирусных инфекций нужно было найти простые и доступные методы культивирования вирусов, такие методы, которые можно было бы проводить в большинстве медицинских лабораторий.

Изначально в качестве диагностического метода использовали заражение вирусом лабораторных животных с последующим их вскрытием. Но у этого метода было много недостатков. Далеко не все вирусы, поражающие человека, можно культивировать в организмах животных. Сам по себе метод был негуманным, а также дорогостоящим и сложным.

В 1932 году американский врач Эрнест Уильям Гудпасчер предложил выращивать вирусы в клетках куриных эмбрионов. Оплодотворенное куриное яйцо, которое недорого стоит и доступно повсюду, представляет собой идеальный объект для культивирования вирусов.

Куриный эмбрион прежде всего хорош тем, что он является стерильным – в неповрежденном эмбрионе нет никаких микробов. Наверное, не нужно объяснять, что чистота диагностической среды имеет первостепенное значение. Исследователи должны вырастить только то, что они посадили (или подсадили).

Вторым достоинством куриного эмбриона является техническая простота работы с ним. Это не лабораторное животное, требующее особых условий содержания и т. п.

А еще в курином эмбрионе много клеток, что позволяет накапливать в нем большие количества вирусов.

Казалось, что лучшей среды для культивирования вирусов нельзя было придумать, но, помимо достоинств, у куриных эмбрионов есть и недостатки.

Во-первых, далеко не все нужные ученым вирусы, можно было выращивать в куриных эмбрионах.

Во-вторых, вирус невозможно обнаружить без вскрытия эмбриона.

В-третьих, при своей замечательной стерильности куриный эмбрион содержит много «грязи» – белков и других органических соединений.

Проще всего и удобнее всего было бы выращивать вирусы «в пробирке», то есть – в культурах клеток, способных существовать вне организма. Стерильность клеточных культур в лабораторных условиях обеспечить несложно, никаких примесей чистые культуры клеток не содержат, для определения наличия вируса можно взять малую толику от клеточной культуры, не пуская всю ее «под нож». А еще для каждого вируса можно подбирать наиболее чувствительную к нему культуру клеток, создавая тем самым идеальные условия для размножения. Красота!

Некоторые клетки способны выживать вне организма до 30 дней, но этого ученым было мало. Неудобно постоянно заготавливать новый клеточный материал, да и клеток им требовалось много. Культивация вирусов вне организма имеет не только диагностическое значение – для создания противовирусных вакцин ученым нужны большие количества вирусного материала.

Идеальным решением проблемы могли стать клетки, способные свободно размножаться вне организма. Параллельно с поиском клеток, способных к размножению, велась разработка методов, дающих возможность распознавания роста вируса в клеточной культуре и его идентификации.

Идеальное решение нашлось довольно быстро. Вирусологи научились выделять жизнеспособные клетки из тканей, разрушать связи между ними и выращивать эти чистые клеточные культуры на особых средах, содержащих все необходимые для размножения клеток питательные вещества. Но тут выяснилось, что обычные клетки довольно скоро перестают размножаться. К бесконечно долгому, вечному размножению вне организма они не способны.

Какое решение проблемы видится вам?

Ну, конечно же, использование опухолевых клеток! Надо же иметь какую-то пользу от их неконтролируемого размножения. Клетки, полученные из опухолей, стали идеальной средой для размножения вирусов.

Однако для получения вакцин опухолевые клетки использовать нельзя. Есть риск, что, несмотря на очистку, в вакцине могут оказаться отдельные опухолевые клетки, способные вызвать рост опухолей в организме вакцинированного человека. К тому же в ДНК некоторых опухолевых клеток могут содержаться геномы вирусов, спровоцировавших клетку на неконтролируемое размножение. Поэтому для получения вакцин используют только обычные клетки, которые не обладают способностью к бесконтрольному размножению и не содержат никаких вирусных «вставок» в своей ДНК.

Если противники прививок станут убеждать вас в том, что вакцины способны вызывать онкологические заболевания, не верьте им. Нигде и никогда опухолевые клетки не используются для получения вакцин, это полностью исключено. Опухолевые клетки используются только при выращивании вирусных культур для исследовательских целей.

Выделение и идентификация вирусов с использованием культур клеток или куриных эмбрионов – это вирусологический метод диагностики вирусных инфекций. С учетом подозрений на то или иное заболевание, у пациента берется определенный материал (чаще всего – кровь)[41], который обрабатывается антибиотиками для подавления возможного роста бактерий, а затем вводится в клетки. В некоторых случаях предпочтительнее использовать куриные эмбрионы, например – для выращивания вирусов коровьей оспы или чумы плотоядных, но чаще вирусы выращиваются в культурах клеток. В редких случаях приходится заражать вирусным материалом лабораторных животных. Все определяется свойствами и предпочтениями предполагаемого возбудителя.

В культурах клеток и в тканях вирус обнаруживают по бляшкообразованию, цитопатическому эффекту, реакциям гемадсорбции и гемагглютинации. Кто сможет повторить эту абракадабру с первой же попытки, тот однозначно молодец и заслуживает большого призового пирожка.

Не пугайтесь, пожалуйста. Не так страшен черт, как ему бы хотелось выглядеть на портретах. Сейчас мы внесем полную ясность.

Бляшками называются очаги разрушенных вирусом клеток. На поверхности клеточных культур или на тканях эти очаги выглядят словно бляшки, отсюда и такое название. Вирусные бляшки подсчитывают для количественного анализа инфекционной активности вирусов. Чем больше бляшек, тем активнее вирус. О патогенности вируса можно судить по структуре бляшек – штаммы[42] с высокой патогенностью вызывают образование четких бляшек, в которых не осталось ни одной живой клетки. Чем больше живых клеток осталось в бляшке, тем более мутной, неоднородной будет она выглядеть.

Впечатление о вирусе создается с первого взгляда на чашку с культурой, или же на вскрытый куриный эмбрион, или же на пораженный вирусом орган лабораторного животного.

«Цитос» – это «клетка» на греческом, а «патос» можно перевести как «страдание». Цитопатическим эффектом или цитопатическим действием вирусов называется их способность вызывать видимые под микроскопом изменения строения и формы клеток. Подобно тому, как у каждого серийного убийцы есть свой индивидуальный «почерк», у каждого вируса есть свой характер поражения клеток-хозяев. Одни вирусы вызывают сморщивание клеток, другие – слияние, третьи – слипание… Далеко не всегда при разглядывании клеток в микроскоп можно установить вид вируса, который их поразил, но можно установить его принадлежность к определенному семейству, а это тоже большое дело, существенная помощь в диагностике.

Гемадсорбцией называется способность клеток, зараженных некоторыми вирусами, фиксировать на своей поверхности эритроциты. В частности, гемадсорбцию могут вызывать вирусы гриппа и парагриппа. Преимущество реакции гемадсорбции заключается в ее раннем появлении у зараженных клеточных культур – эритроциты начинают прилипать к клеткам задолго до того, как в клетках появятся изменения, вызванные размножающимся вирусом. Кроме того, некоторые вирусы (например – вирусы парагриппа) не проявляют выраженного цитопатического действия и главным признаком их присутствия является гемадсорбция.

Приставка «гем-» всегда указывает на то, что речь идет о чем-то связанном с кровью, которая по-гречески называется «гема». Гем-адсорбция – это адсорбция (присоединение к клеточной мембране) чего-то содержащегося в крови. А [43]гемагглютинацией («склеиванием крови») называется процесс склеивания и последующего осаждения эритроцитов, который вызывается некоторыми вирусами, а также некоторыми бактериями и некоторыми белками. Вирус прикрепляется к поверхности мембраны одного эритроцита, а затем к нему прикрепляется другой эритроцит. Получается, что вирус выступает в роли клея.

Реакцию гемагглютинации используют не только для определения природы исследуемого вируса, но и для определения количества активных вирусов в материале. Дело в том, что вирусы, нейтрализованные антителами, лишаются способности склеивать эритроциты.

Если разобраться, то все становится простым и понятным, верно?

Следующий метод диагностики – вирусоскопический. При этом методе в микроскоп рассматриваются не жертвы вирусов, а сами вирусы. Разумеется, материал исследуется с помощью электронного, а не светового, микроскопа. Вирусоскопический метод, он же – метод электронной микроскопии, дает возможность обнаружить вирионы, но он недостаточно надежен и недостаточно специфичен (зачастую бывает сложно определить вид вируса по его внешнему виду).

Более специфичным, более надежным и более чувствительным (то есть – лучше выявляющим присутствие вируса) является метод иммунной электронной микроскопии. Слово «иммунной» указывает на использование антител.

Содержащий вирус материал смешивают со специфической сывороткой, в которой присутствуют антитела к определенному вирусу. При взаимодействии антител с вирусами образуется осадок из микроскопических частиц. Антитела могут связываться только с определенными антигенами, белками определенных вирусов. Сыворотка против вируса А, не образует осадка ни с чем, кроме вируса А. Зная тип сыворотки и наблюдая выпадение осадка, можно точно сказать, что в материале находится именно вирус А.

Метод иммунной электронной микроскопии особенно важен и ценен при поиске вирусов, которые не размножаются в клеточных культурах и для которых не создано каких-то тестовых систем. Но, как вы понимаете, для массовых исследований этот метод непригоден, поскольку требует сложной аппаратуры и сам по себе является довольно сложным.

Массовыми в наше время являются серологические методы, основанные на определении антител в биологических жидкостях (чаще всего – в крови) с целью установления факта контакта организма с определенным возбудителем инфекционного заболевания. А по концентрации антител можно судить о стадии заболевания или характере инфекционного процесса (острый он или хронический и т. п.).

«Серум» в переводе с латыни означает «сыворотка». Серология – это наука о свойствах сыворотки крови, жидкой части крови, лишенной форменных элементов (клеток крови) и белка фибриногена, обеспечивающего свертывание крови.[44]

Иногда серологическими методами определяют не антитела, вырабатываемые к антигенам, а сами антигены, но такое бывает редко. Подавляющее большинство серологических исследований основано на определении антител, посредством которых организм сигнализирует о наличии в нем инфекционных агентов.

Для выявления вирусов могут быть использованы различные серологические реакции, с которыми мы сейчас ознакомимся.

Очень быстрой и удобной в смысле оценки результата, а также недорогой по стоимости, является реакция гемагглютинации, при которой комплекс антигена с антителом адсорбируется на эритроцитах и вызывает их слипание. К стандартным сывороткам, содержащим антитела, добавляют исследуемый материал (кровь) и смотрят – образовался ли осадок.

Реакция пассивной гемагглютинации, при которой на эритроциты заранее «подсаживаются» антигены способные взаимодействовать с соответствующими антителами сыворотки крови является более чувствительной, чем реакция гемагглютинации. По чувствительности она приближается к иммуноферментному методу, о котором будет сказано ниже. Другие достоинства реакции – это простота ее постановки и быстрое получение ответа (через 2 часа). Однако есть у этого метода и недостатки, ограничивающие его использование. К недостаткам относятся сложность приготовления стабильных эритроцитов с подсаженными на них антигенами. Этот процесс требует соблюдения множества условий и сильно зависит от чистоты используемых компонентов.

Диагностику можно проводить и «наизнанку», используя реакцию торможения гемагглютинации, которая основана на феномене отсутствия агглютинации эритроцитов препаратом, содержащим вирус, в случае наличия в сыворотке крови антител к этому вирусу. Ставится реакция просто – в исследуемую кровь добавляют конкретный вирус, наличие которого подозревают в организме пациента, и смотрят – удается ли ему это сделать (если удается, значит, в организме человека, у которого была взята кровь, этого вируса нет).

Использование любых реакций гемагглютинации возможно лишь для определения вирусов, способных склеивать эритроциты. Если вирус такой способностью не обладает, приходится «выводить его на чистую воду» другими методами.

Суть реакции связывания комплемента состоит в том, что в результате взаимодействия антигенов и антител образуется иммунный комплекс, к которому присоединяется комплемент, в качестве которого обычно используют свежую или сухую сыворотку морской свинки, наиболее распространенного лабораторного животного. По сути дела, к комплексам из антигенов и антител прицепляют метку – белковые молекулы комплемента, чтобы сделать их более заметными. Результат реакции оценивается невооруженным глазом. Реакция высокочувствительная, она позволяет обнаруживать образование комплекса «антиген-антитело» в тех случаях, когда другие серологические реакции, такие как преципитация (см. ниже) или агглютинация, не позволяют этого сделать. Кроме того, в реакции связывания комплемента могут использоваться как растворимые, так и нерастворимые антигены.[45]

Реакция нейтрализации вирусов основана все на том же связывании антител с вирусами – смесью вируса и сыворотки заражают культуру клеток, куриный эмбрион или лабораторное животное и наблюдают последствия. При положительной реакции, то есть при нейтрализации вируса антителами, зараженные организмы продолжают нормально существовать, а в случае их гибели реакция считается отрицательной, поскольку вирус не совпал с антителом и не был блокирован. Эта реакция может проводиться как с заведомо известным вирусом и неизвестным исследуемым антителом, так и наоборот.

Реакция преципитации в геле[46] основана на выпадении комплекса антигена с антителом в осадок, один из компонентов реакции (обычно – сыворотка), находится в агаровом геле, а другой (обычно – антиген, вирус) наслаивается на гель в виде раствора. Растворенный антиген, проникая в гель, связывается в нем с антителами и образует белые линии осадка или линии преципитации; можно поступить иначе – вырезать в геле лунку и налить туда сыворотку, а вокруг нее устроить лунки с различными антигенами, между лунками, содержимое которых прореагирует друг с другом, появится полоса преципитации. Проведение реакции преципитации в геле, а не в жидкости, позволяет получить больше данных и количественно проанализировать содержание антигенов и антител. Кроме того, в жидкости преципитат может распасться от легкого встряхивания, а на геле он получается стойким. Благодаря высокой чувствительности и простоте постановки, эта реакция используется очень часто. К недостаткам ее можно отнести трудности с получением антигена в некоторых случаях, когда собственные антитела зараженного организма блокируют антиген.[47]

Радиоиммунный анализ основан на применении антигенов или антител, меченых радионуклидами. После взаимодействия антигенов с антителами отделяют образовавшийся радиоактивный комплекс и определяют его радиоактивность в соответствующем счетчике, оценивающем интенсивность бета– или гамма-излучения (интенсивность излучения прямо пропорциональна количеству связавшихся молекул антигенов и антител). Радиоактивная метка очень удобна. Она не только делает комплексы антиген-антитело хорошо заметными, но и позволяет производить точный их подсчет. Этот вид анализа отличается высокой чувствительностью и специфичностью. Но есть у него и недостатки, такие, например, как недолговечность хранения меченого объекта и необходимость высокой очистки реактивов.[48][49]

Иммуноферментный анализ похож на радиоиммунный, только в качестве метки, облегчающей регистрацию комплексов антигенов с антителами, в данном случае используются не радионуклиды, а молекулы определенных ферментов. Выявление метки производится с помощью индикаторов, изменяющих свою окраску.

На сегодняшний день популярность методов иммуноферментного анализа возрастает, поскольку они отличаются высокой специфичностью и удобны в использовании. Но это довольно дорогостоящий метод, а цена вопроса всегда имеет значение.

Наиболее перспективными считаются генетические методы вирусной диагностики. И это не случайно, ведь нуклеиновые кислоты являются чем-то вроде паспорта для любого организма, причем подделать этот паспорт невозможно.

Метод гибридизации, или метод ДНК-зондов, может применяться для выявления определенных фрагментов нуклеиновых кислот. Этот метод основан на комплементарности ДНК (вспомните, что это такое). ДНК-зонд представляет собой одноцепочечные (разделенные надвое) молекулы ДНК, меченые изотопом или ферментом. Если зонд и молекула нуклеиновой кислоты (РНК или одноцепочечной ДНК) вируса окажутся комплементарными, то между ними произойдет гибридизация – лежит способность однонитевых молекул нуклеиновых кислот вступать во взаимодействие с комплементарными нитями и образуется двухнитевая гибридная молекула. Гибридизацию можно сравнить с открыванием замка ключом. Замок откроется лишь в том случае, если ключ к нему подходит. Ошибки исключаются.

ДНК-зонды образуются при помощи так называемой полимеразной цепной реакции, в ходе которой фермент ДНК-полимераза создает множество копий нужных фрагментов молекул ДНК.

Звучит все это невероятно духоподъемно. Воображение рисует волшебные картины создания копий ДНК. Ученые в противочумных (а почему бы и нет?) костюмах при помощи особых инструментов, глядя в электронный микроскоп, растягивают в линию молекулу ДНК, радиоактивным маркером размечают на ней нужные участки…

Стоп! Давайте вернемся в реальность, которая иногда бывает круче любой игры воображения, но в данном конкретном случае она прозаична до невозможности.

Копирование фрагментов ДНК осуществляется при помощи аппарата, который называется амплификатором (размером он примерно с мультиварку). Принцип работы амплификатора заключается в обеспечении периодического охлаждения и нагревания помещенных в него пробирок с точностью до 0,1 °C. Изменение температуры нужно для управления полимеразной цепной реакцией.

В пробирку закладываются копируемая ДНК, свободные нуклеотиды – материал для синтеза копий, ДНК-полимераза и так называемые праймеры – инициаторы синтеза ДНК. Праймер – короткий фрагмент нуклеиновой кислоты, состоящий из нескольких нуклеотидов, – представляет собой концевой обрывок синтезируемого фрагмента ДНК. Для каждого фрагмента нужно два праймера – начальный и конечный. Они прикрепляются к молекуле ДНК, ограничивая участок работы ДНК-полимеразы. Проще говоря – праймеры указывают ДНК-полимеразе: «работай отсюда досюда!».

Как праймеры прикрепляются к молекуле ДНК?

Сами собой, по принципу комплементарности, достаточно только поместить их в одну пробирку с молекулами ДНК.

ДНК-полимераза начинает присоединять праймеру нуклеотиды, создавая фрагмент молекулы ДНК. Этот процесс тоже происходит сам по себе, главное, чтобы в пробирке имелись необходимые нуклеотиды. Генные инженеры могут в это время пить кофе и рассказывать анекдоты.

Вместо ДНК-зонда может использоваться РНК-зонд. Суть одна и та же – одиночные цепи нуклеиновых кислот могут соединяться друг с другом только при их полной и абсолютной комплементарности. Ключ или подходит к замку полностью, или не подходит к нему совсем.

«Qui bene diagnoscit bene, curat» – «кто хорошо диагностирует, тот хорошо лечит», говорили в Древнем Риме. Надо сказать, что диагностировать присутствие вирусов в организме врачи умеют хорошо. Еще бы научиться столь же эффективно их уничтожать…

Будем надеяться на то, что рано или поздно это произойдет. А что нам еще остается делать?

Примите поздравления! Изучение общей вирусологии на этом завершено. Впереди вас ждет знакомство с частной вирусологией, с отдельными семействами и видами вирусов.

Часть вторая

Частная вирусология

Глава одиннадцатая

Вирусы гриппа

Как видим, грипп в Москве стал уже не просто вирусом, а национальным достоянием, позволяющим нации разобраться в сложных проблемах современности. Впрочем, у нас традиционно даже полено может иметь тонкий философский смысл. В зависимости от того, как его применять: дать им кому-нибудь по башке или выпилить из него Буратино.

Алексей Митрофанов, писатель, публицист и краевед

Вирусы гриппа «радуют» нас каждую зиму. Редко какой холодный сезон обойдется без эпидемии гриппа. А дважды в истории эти вирусы замахивались аж на пандемию. И у них это получалось.

В художественных произведениях, рассказывающих о первых послереволюционных годах, нередко можно встретить упоминание об «испанке», или [50]испанском гриппе. Например, у Алексея Толстого в «Хождении по мукам» (книга третья «Хмурое утро»): «Ох, и крепок был народ! Чего только не вынесли за эти годы: и царские мобилизации, когда, уже под конец, начали брать пятидесятичетырехлетних, и пахать пришлось одним женщинам; где-нибудь на севере баба и справляется с одноконной сохой, – в этих местах пахали чернозем тяжелым плугом на двух, а то и на трех парах волов; женщины до сих пор вспоминали эту осень. Много народу умерло от испанки. Село горело два раза…». Автор не случайно поставил рядом упоминания о испанке и о пожарах, это были бедствия, сопоставимые по своим последствиям.

Пандемия испанского гриппа, которая «правила бал» в 1918–1919 годах, затронула около 550 миллионов человек, что составляло 30 % от тогдашнего населения планеты. По разным подсчетам, умерло от 50 000 000 до 100 000 000 заразившихся. В процентном отношении это составило от 2,7 до 5,3 % населения планеты. Пандемия началась в последние месяцы Первой мировой войны и, надо сказать, получила свое название совершенно незаслуженно – грипп пошел не из Испании.

Согласно наиболее достоверной версии, распространение «испанки» началось из американского штата Канзас, откуда американские солдаты занесли его в Европу, причем не в Испанию, а во Францию. Но Франция участвовала в войне, и все газетные сообщения в ней подвергались строгой военной цензуре, которая, разумеется, не могла пропустить сообщения о эпидемии, охватившей армию и гражданское население. А вот в нейтральной Испании публикации таких сообщений никто не препятствовал. Так вот и вышло, что первые сообщения о новой болезни появились в Испании и потому североамериканский (скорее всего) грипп стал называться «испанским».

По своей клинической картине этот грипп часто напоминал легочную форму чумы – бурное течение, кровохарканье, высокая летальность. Вирус, вызвавший «испанку», поражал нижние отделы дыхательных путей подобно коронавирусу SARS-CoV-2.

Во время первой волны (а всего волн было три) пандемия дошла до Северной Африки на юге и Индии на востоке. В августе 1918 года количество больных резко пошло на убыль, что было истолковано как конец бедствия. Россию первая волна «испанки» сильно не затронула. Можно сказать, что на фоне бурных событий весны и лета 1918 года грипп прошел практически незамеченным.

Вторая волна пандемии началась практически сразу после того, как утихла первая. Новая вспышка произошла на западном побережье Африки в Сьерра-Леоне. Оттуда волна пошла на север, на юг и на восток, наделав очень больших бед в Индии, где от «испанки» вымирали целые поселения, а общее число смертей в этой стране предположительно дошло до 5 000 000. Во время второй волны «испанка» дошла (или лучше сказать – вернулась?) до Северной Америки и сильно затронула Россию, где ее повсеместно принимали за крупозную пневмонию. В конце декабря 1918 года вторая волна, не затронувшая только Мадагаскар, Австралию и Новую Каледонию, утихла, но затишье снова было недолгим – уже в феврале началась третья волна, которая охватила весь мир, без исключения. Спад начался летом 1919 года, но полностью пандемия прекратилась лишь в 1920 году.[51]

Генетикам удалось установить, что вирус, вызвавший пандемию «испанки», существовал с 1900 года и в течение 17 лет не вызывал эпидемий.

С чего вдруг вызвал? Во всем виноваты мутации. Вирус гриппа отличается высокой изменчивостью. Произошли мутации, увеличившие вирулентность и патогенность вируса гриппа, и он начал завоевание планеты.

Задайте троим вирусологам вопрос: «сколько пандемий гриппа было в истории человечества?», и вы можете получить три разных ответа. Одни считают пандемией только «испанку», а все прочие вспышки причисляют к эпидемиям. Другие, наряду с «испанкой», считают пандемией вспышку «свиного» гриппа 2009 года. Третьи же скажут вам, что пандемий гриппа было 4 – «испанка», «азиатский» грипп 1957 года, «гонконгский» грипп 1968 года и «свиной» грипп.

С пандемией 2009 года все вообще очень сложно. В июне 2010 года Британский медицинский журнал и Комиссия по здравоохранению Парламентской ассамблеи Совета Европы одновременно выпустили доклады с критикой действий Всемирной организации здравоохранения в отношении пандемии «свиного» гриппа. В докладах говорилось о том, что никакой пандемии «свиного» гриппа в 2009 году не было, а была паника, спровоцированная заявлением Всемирной организации здравоохранения о пандемии (прочувствуйте разницу!). Эта паника привела к массовой закупке противогриппозной вакцины, индивидуальных средств защиты и дезинфицирующих средств, на что выделялись крупные суммы из государственных бюджетов. Вывод напрашивается сам собой – о пандемии было объявлено в интересах фармацевтических корпораций, которые хотели увеличить сбыт своей продукции.

В ответном заявлении Всемирная организация здравоохранения привела много доводов в подтверждение того, что эпидемия 2009 года была именно пандемией, а не эпидемией. В целом как критика, так и оправдания выглядели весьма убедительно. Как говорится – у каждого своя правда, а если копать глубоко, то правда окажется где-то посередине.

Формально вспышку гриппа 2009 года можно было называть пандемией, потому что она охватила большинство стран мира. Согласитесь, что эпидемия, распространившаяся на всю планету, заслуживает того, чтобы называться «пандемией». С этим критики не спорили, они указывали на низкую заболеваемость свиным гриппом, которая, по официальным данным Всемирной организации здравоохранения, составила 221 829 человек. 221 829 человек по всей планете, численность населения которой на то время приближалась к 7 000 000 000. Для пандемии гриппа, скажем честно, не так уж и много.

Но имелся один нюанс. В официальной статистике учитывались только те диагнозы, которые были подтверждены при помощи уже известного вам метода ДНК-зондов. Метод недешевый, небыстрый, требует дорогостоящего оборудования. Поэтому многие случаи «свиного» гриппа не были охвачены официальной статистикой. Если бы диагноз гриппа ставился по клинике, как это делали в былые времена, то количество заболевших было бы гораздо больше и число умерших от гриппа во время этой вспышки было бы гораздо больше официально объявленных 1906 человек. Так что пандемия 2009 года официально продолжает считаться не эпидемией, а именно пандемией.

Историческую часть на этом можно считать законченной.

Переходим к непосредственному знакомству с вирусами гриппа, которых в настоящее время известно более 2000 разновидностей.

Эти разновидности, по-научному называемые серотипами, различаются между собой антигенным спектром. Каждая разновидность обладает своими, индивидуальными белками-антигенами, против которых иммунная система организма вырабатывает антитела.

Принято считать, что к гриппу не вырабатывается стойкого иммунитета, но на самом деле это не так. Перенесенный грипп, оставляет после себя стойкий, зачастую – пожизненный иммунитет к данному серотипу вируса. К данному серотипу, а не ко всем вирусам гриппа вообще, ведь антигены у серотипов разные. Вирус гриппа очень быстро мутирует и меняет свои «визитные карточки», поэтому в следующий раз человек встречается уже с новой разновидностью вируса, которую иммунная система распознать не может.

Высокая изменчивость вируса гриппа создает проблемы с противогриппозной вакцинацией, потому что прошлогодняя вакцина (условно) в нынешнем году не поможет, а на создание вакцины и производство нужного количества требуется определенное время. Всемирная организация здравоохранения прогнозирует изменения, которые должны произойти с вирусом гриппа и ежегодно рекомендует производителям новый состав так называемой «трехвалентной вакцины», называя три штамма вируса, на основе которых она должна создаваться. Такая рекомендация дается за полгода до начала вакцинации, чтобы к моменту вспышки гриппа обеспечить население нужным количеством вакцины. Прошлогодние противогриппозные вакцины, если кто не в курсе, для прививок никогда не используются.[52]

Название «грипп» – французское, образованное от слова «gripper» – «царапать когтями». Итальянское название «инфлюэнца» происходит от «influenza di freddo» – «влияние холода». Оба названия точные. Грипп действительно дерет человека когтями, и вспышки его происходят в холодное время года.

Существует 4 типа вирусов гриппа – A, B, C и D. Вирусы гриппа A и B для нас с вами имеют наибольшее значение, поскольку именно они вызывают сезонные эпидемии. Особой изменчивостью, а, стало быть, и особой вредностью, отличается вирус А, который был виновником всех пандемий гриппа.

Вирион гриппа невелик – диаметр его колеблется в пределах от 80 до 120 нанометров. Форма вириона сферическая, а суперкапсид имеет шипы, образованные молекулами гемагглютинина и нейраминидазы.

Оба эти вещества являются гликопротеидами – комплексами белков и олигосахаридов.[53]

Гемагглютинин дает вирусу возможность прикрепления к клетке-жертве. Также с помощью гемагглютинина осуществляется перенос вирусного генетического материала внутрь клетки. В широком смысле гемагглютинином называется любое вещество, вызывающее реакцию агглютинации эритроцитов. Вирус гриппа не паразитирует в эритроцитах, но его белок прикрепления в лабораторных условиях способен вызывать агглютинацию эритроцитов и потому получил название «гемагглютинин».

Нейраминидаза – это фермент, разрушающий рецепторы, с которыми связывается гемагглютинин вируса. Зачем вирусу нужно разрушать рецепторы, при помощи которых он прикрепляется к эритроцитам? Таким образом нейраминидаза помогает вирусной РНК проникнуть в клетку, а еще она нужна для облегчения высвобождения вновь образованных вирусных частиц, для их «отлипания» от поверхности зараженных клеток.

Генетическое досье вируса гриппа содержится в короткой молекуле РНК. Вирус может проникать в клетку как посредством «насильственного» эндоцитоза, так и посредством слияния его суперкапсида с клеточной мембраной.

«Тиражирование» вируса гриппа происходит в ядре и на рибосомах. Этот процесс имеет свои особенности. Вы уже настолько продвинутые вирусологи, что можете рассмотреть его во всех подробностях.

Начнем с того, что цепи нуклеиновых кислот обладают таким свойством, как полярность.

Внутри цепи соседние мономеры-нуклеотиды соединены так называемыми фосфодиэфирными связями, которые формируются в результате взаимодействия между 3’-гидроксильной (3’—ОН) группой молекулы дезоксирибозы одного нуклеотида и 5’-фосфатной (5’—РО_3) группой другого.

Вы можете особо не вникать в эту премудрость. Важно просто понимать, что мономеры в молекулах нуклеиновых кислот связываются друг с другом, условно говоря, разными руками. Тому соседу, который протянул мономеру левую руку, мономер протягивает правую, а тому, который протянул мономеру правую руку, мономер протягивает левую. В результате на одном конце цепи окажется мономер со свободной правой рукой (3’-гидроксильной (3’—ОН) группой), а на другом – мономер со свободной левой рукой (5’-фосфатной (5’—РО_3) группой).

Давайте еще упростим и будем обозначать связи-«руки» как 3’ и 5’. Произносится это как «три прайм» и «пять прайм». Три прайм – это условная правая рука, а пять прайм – левая.

Фрагмент цепи ДНК (крупными латинскими буквами обозначены азотистые основания)

Ферменты-полимеразы, которые «собирают» копии нуклеиновых кислот, способны присоединять новый нуклеотид только к 3’ концу цепи. То есть они способны работать только в одном направлении и синтез любой нуклеиновой цепи может идти только в направлении от 5’ к 3’.

В двуцепочечных молекулах ДНК комплементарные цепи располагаются антипараллельно, то есть они обратно полярны друг другу. На каждом конце молекулы у одной цепи свободна связь 3’, а у другой 5’. И синтезируемая на матрице нуклеиновая цепь-копия тоже должна быть комплементарна матрице, поэтому сборка в направлении от 5’ к 3’ начинается с 3’-конца вирусной нуклеиновой кислоты (в нашем условном обозначении – справа налево).

В одноцепочечных молекулах вирусных ДНК и РНК, то есть – при наличии у вируса только одной нуклеиновой матрицы, имеет значение ее полярность, порядок кодирования информации о вирусе. Если порядок «правильный», если ферменты, считывающие информацию только в направлении «справа налево» могут использовать молекулу вирусной нуклеиновой кислоты как матрицу, то говорят о положительной полярности нуклеиновой кислоты. Если же информация закодирована в обратном порядке, то она не может быть использована для синтеза РНК-матриц, потому что ферменты не могут двигаться в обратном направлении (слева направо). Такая нуклеиновая кислота имеет отрицательную полярность.

Вот схематическое изображение вирусной РНК с положительной полярностью:

3’ПОЛЯРНОСТЬ5’

А вот – с отрицательной:

5’ЬТСОНРЯЛОП3’

Вирусы гриппа имеют РНК с отрицательной полярностью, которую для краткости называют «минус-цепь РНК».

И что вы прикажете делать вирусу, генетическая информация которого, образно говоря, вывернута наизнанку?

Такому вирусу нужно иметь особый фермент, который умеет работать с вывернутыми наизнанку матрицами. Этот фермент на основе «вывернутой» матрицы наделает правильные матрицы, комплементарные вирусной. И с этих правильных матриц будут делаться копии всех нужных вирусу РНК, от РНК-матриц для синтеза белков, до геномной РНК.

В ядре на «отрицательной» вирусной РНК синтезируются три типа РНК-матриц:

1. «Положительные» комплементарные матрицы, с которыми могут работать обычные ферменты. Эти матрицы из ядра никуда не выходят. Новые вирионы не забирают их с собой.

2. Матрицы для синтеза вирусных белков, которые выходят из ядра и отправляются в рибосомы.

3. Отрицательная вирусная геномная РНК для новых вирионов.

РНК-матрицы вируса гриппа не будут приняты в рибосомах клетки-хозяина как родные, если они не замаскируются под своих. Маскировка – непременное условие, без нее «гриппозные» белки на матрицах синтезироваться не будут. Поэтому вирусная РНК при помощи особого белка отрезает от клеточной РНК-матрицы конечный участок, который называется «шапочкой» или же «кэпом» (от английского слова «cap» – «шапка»). После того, как «шапочка» надета, можно отправляться в рибосому и запускать там синтез вирусных белков. В рибосомах чужаки в «родных» шапочках будут приняты с распростертыми объятиями и получат все необходимые материалы для создания собственных белков. «На воре и шапка горит» – это про вирус гриппа сказано.

Эволюционный смысл «отрицательных» вирусных нуклеиновых кислот неясен. Но почему-то так нужно, иначе бы в ходе эволюционного процесса, который у вирусов, с их частыми мутациями, мчится вперед на всех парах, «отрицательные» молекулы ДНК и РНК были бы заменены на положительные. Это сделать несложно, достаточно мутации, в результате которой в новые вирионы будут отправлены молекулы комплементарной РНК. К слову будь сказано, что в ядре клетки-хозяина в ассоциацию с капсидными белками, которые проникают туда из цитоплазмы, вступает не только вирусная «отрицательная» РНК, но и «положительная» комплементарная. Но последняя, несмотря на связь с капсидными белками, не покидает клеточного ядра, а белки у нее отбирает «отрицательная» РНК – негоже добру пропадать впустую.

Вирусная РНК упаковывается в капсид в ядре клетки. После выхода из ядра вириону остается только надеть «мантию» – суперкапсид. Все уже готово. В нужном участке к клеточной мембране изнутри присоединились матриксные белки вируса, которые придают суперокапсиду прочность, а снаружи напротив этого места вставлены гликопротеиновые «шипы». Вирионы покидают клетку с «мантией» на плечах и отправляются на поиски новых жертв. Жизненный цикл вируса гриппа (его размножение в клетке) длится от 6 до 8 часов.

Согласитесь, что процесс размножения таких простых существ (или, если хотите, структур), как вирусы, очень сложный. Трудно поверить, что вся информация о нем закодирована в короткой молекуле вирусной РНК, содержащей всего-навсего 8 генов.

«Да такого количества генов не хватит даже для создания капсида!», – могут сказать сейчас некоторые читатели.

Хватит, с лихвой. И вообще 8 генов – это не нижний предел, бывает их и меньше. Правда, один ген может кодировать синтез нескольких белков, несмотря на то, что классическая концепция генетики гласит: «один ген – один белок – один признак». Дело в том, что на основе одного гена, одного кода, одной матрицы могут синтезироваться разные РНК-матрицы и, соответственно, разные белки. Код един, но в процессе образования матрицы из нее можно вырезать какой-то фрагмент и получится другая матрица, а не та, что была закодирована изначально. Такое вырезание фрагментов по-научному называется сплайсингом.

А теперь давайте ненадолго отвлечемся от вирусов гриппа и поговорим о вирусных капсидах вообще.

Вследствие того, что в генетических «досье» вирусов мало страничек-генов, вирусы не способны кодировать (и, соответственно, производить) большое количество белков. Поэтому их капсиды строятся из однотипных «кирпичиков», из множества копий одного или нескольких белков. Тут уж не до разнообразия, было бы вообще из чего строить.

Если вы когда-нибудь рассматривали картинки с изображениями различных вирусов, то, наверное, обращали внимание на симметричность их капсидов, на эти строгие чеканные формы, которые непременно пришлись бы по душе любому архитектору-минималисту.

Симметричность неслучайна. Для кодирования симметричных конструкций, состоящих из повторяющихся субъединиц, много генетической информации не требуется.

Строение вируса табачной мозаики

Строение вируса гриппа

Вирусным капсидам свойственны два основных типа архитектуры – палочковидная (пример – вирус табачной мозаики), когда капсид построен из упакованных по спирали одинаковых белковых субъединиц, или же сферическая с икосаэдрическим типом симметрии.

Икосаэдр

Икосаэдр представляет собой многогранник с 20 гранями, каждая из которых является равносторонним треугольником. Из симметричных субъединиц-икосаэдров собираются симметричные сферические капсиды.

Интересная деталь – симметричные субъединицы капсидов собираются из асимметричных белковых молекул. Парадокс? Никакого парадокса – при правильном складывании асимметричного можно получить симметричную конструкцию.

Вирус вирусу рознь и сложность строения у вирусов необычайно вариабельна. Так, например, сложно устроенный бактериофаг Т4 содержит в своем «досье» более двух сотен генов (вы только посмотрите на этого красавца), а вот в «досье» вируса-сателлита вируса некроза табака записан всего один белок. И ведь ничего – обходится этот суперпаразит одним белком.

Строение бактериофага

Вернемся к вирусу гриппа. Надо сказать, что несмотря на наличие суперкапсида, укрепленного матриксным белком, устойчивым вирус гриппа назвать нельзя. Во внешней среде он легко разрушается при нагревании, под действием солнечного света, ультрафиолетового излучения и дезинфицирующих средств, содержащих спирт или хлор. Спирты при концентрации от 70 % и выше губительно действуют практически на все вирусы, так что их можно считать универсальным противовирусным средством. Однако это не означает, что алкогольные напитки защищают от вирусных болезней. Смертельная концентрация алкоголя в крови примерно в 10 раз ниже той, при которой гибнут вирусы.

Классификация вирусов гриппа довольно сложна и постоянно изменяется, поскольку изменяются сами вирусы. Вирусы гриппа А подразделяются на подтипы, обозначаемые сочетаниями букв и цифр.[54]

В настоящее время в человеческой популяции циркулируют вирусы гриппа подтипов A(H1N1) и A(H3N2). Подтип A(H1N1) заслужил «почетную» приставку к своему имени, он также обозначается как A(H1N1)pdm09, потому что он вызвал пандемию (pdm) свиного гриппа в 2009 году. На самом деле подтип A(H1N1) вызвал еще и пандемию испанского гриппа в 1918–1919 годах, так что он заслуживает двойной приставки – «pdm-pdm» или «2-pdm».

Вирусы гриппа типа В подразделяются не на подтипы, а на линии. Такое деление существует с 1987 года. Линий всего две – В/Ямагата и В/Виктория. Вирусы типа В не так изменчивы, как гриппы типа А, потому они представлены только двумя линиями без дальнейшего деления на подтипы.

Большинство людей приобретают иммунитет к вирусу гриппа B еще в детстве, поэтому этот вирус вызывает эпидемии относительно редко (раз в 4−6 лет) и никогда еще не вызывал пандемий. Все известные пандемии вызывали вирусы гриппа типа А. Однако во многих эпидемиях, а также в пандемии 2009 года вирус типа В циркулировал в человеческой популяции совместно с вирусом типа A, создавая добавочную угрозу.

Иной раз бывает так – переболеет человек гриппом, настоящим гриппом, со всеми положенными этому заболеванию симптомами, а спустя недолгое время после выздоровления снова заболевает гриппом. Именно гриппом, а не ОРВИ – с выраженной слабостью, головными болями и болями по всему телу, высокой температурой и т. п. «Ах, какой же у меня слабый организм! – сокрушается человек. – Никакого иммунитета к гриппу выработать не может!». А на самом деле с организмом все в порядке, просто следом за гриппом А, в гости пришел грипп В. Помните о том, что вирусы гриппа часто ходят парой.

Обратите внимание на то, что у вирусов А и В разные природные резервуары. Природным резервуаром вируса гриппа А являются водоплавающие птицы, от которых он передается другим птицам, далее может заразить домашних птиц и домашних животных, а затем переходит к людям. А вот естественным резервуаром вируса гриппа B является человек. Однако это обстоятельство не дает возможности стереть вирус гриппа В с лица земли, уничтожить его полностью и начисто. Уж очень он изменчив, не успеют врачи завершить проведение тотальной вакцинации, как вирус переродится и старые вакцины будут против него бессильны.

Знаете, что говорят вирусологи по поводу изменчивости вирусов? Не тот вирус опасен, который быстро распространяется, а тот, который быстро изменяется. И они правы тысячу раз. Вирус, который быстро изменяется, может подкидывать своим хозяевам крайне неприятные сюрпризы.

А вот вирус гриппа С очень слабо изменяется и не обладает выраженной патогенностью. Этот вирус вызывает не грипп в его классическом понимании, а что-то вроде ОРВИ с небольшой температурой и нерезко выраженными симптомами. Большинство людей получает иммунитет к гриппу С еще в детстве и больше никогда им не болеет.

У вируса типа С отсутствует нейраминидаза, поэтому на суперкапсиде вириона имеется только один тип шипов – гемагглютининовые.

Природным резервуаром вируса гриппа С является человек, а кроме человека этот вирус также заражает свиней. Однако пандемию 2009 года, известную под названием «свиной грипп», вызвал не вирус типа С, а весьма схожий с ним вирус типа А и подтипа H1N1.

Прежде чем перейти к последней по времени пандемии гриппа нужно закончить с классификацией и разобраться с одной весьма интересной способностью, которой обладают вирусы гриппа.

Нерассмотренным у нас с вами остался только вирус гриппа типа D, который инфицирует преимущественно крупный рогатый скот, но также может поражать свиней, овец и коз. На сегодняшний день этот вирус не представляет опасности для людей и потому может вообще не упоминаться в тех случаях, когда речь идет о вирусах гриппа. У некоторых людей, контактирующих с коровами, находили антитела к вирусу гриппа D, но пока еще не было зарегистрировано ни одного случая заболевания человека гриппом D.

Что означает – «находили антитела, но не было зарегистрировано ни одного случая заболевания»? То, что иммунная система человека быстро подавляет этот вирус, не давая ему возможности вызвать заболевание. Хочется надеяться, что так будет всегда, «для полного счастья» хватит нам типов А и В.[55]

Природным резервуаром вируса гриппа типа D являются коровы. Этот вирус – самый «молодой» из всех вирусов гриппа, он был впервые выделен в 2011 году у свиней. А самым «старым» вирусом гриппа считается вирус типа А, который был выделен у кур в 1901 году и был назван «возбудителем куриной чумы», потому что курицы погибали от него столь же массово, как и люди от чумы. Лишь спустя полвека было установлено, что вирус куриной чумы представляет собой разновидность гриппа типа А, поражающую птиц, но безопасную для людей.

Теперь давайте ознакомимся с интересной способностью вируса гриппа.

Известно ли вам, в чем заключается преимущество полового способа размножения с биологической точки зрения?

Основным преимуществом полового размножения является комбинация родительских генов. При половом размножении дочерний организм получает наследственную информацию не от одного родителя, как это бывает при бесполом размножении, а от двоих. При бесполом размножении дочерние особи генетически почти полностью идентичны родительским особям, и только мутации вносят в геномы разнообразие. Такая стабильность может считаться хорошим признаком в том случае, если условия окружающей среды не изменяются, но такое бывает настолько редко, что можно считать, что такого не бывает никогда. Обычно окружающая среда постоянно изменяется и организмам приходится постоянно прогибаться под этот изменчивый мир, приспосабливаться к нему.

Чем больше будет образовываться новых признаков, тем больше вероятность получения полезных приспособительных признаков. При половом размножении, когда к мутациям добавляется комбинация генов двух родителей, новых признаков будет возникать гораздо больше, чем при бесполом.

Вирусы не имеют пола, и потому они лишены всех преимуществ полового способа размножения.

Но знаете ли вы, как появились первые аэропланы? Люди, которым хотелось летать, подумали и нашли способ. Вот Мировой Вирусный Суперразум тоже подумал и нашел способ, который называется реассортиментом. Приставка «ре-» в данном случае указывает на повторное, возобновляемое действие. Реассортимент – это смешение генетического ассортимента, то есть – генетического материала нескольких родительских особей, приводящее к появлению новых комбинаций у дочерних особей. Результат тот же, что и при половом размножении, а вот суть процесса иная.

Если один хозяин заражается двумя различными штаммами вируса гриппа, то может случиться так, что РНК новых вирусов, собравшихся в зараженной клетке, частично будет скопировано с РНК одного родителя, а частично – с РНК другого. В результате новый вирус будет иметь признаки от двух родительских линий. При бесполом размножении!

Для реассортимента однотипные вирусы должны паразитировать в одних и тех же клетках организма. Например, между вирусом гриппа А и ВИЧ никакого реассортимента произойти не может априори, поскольку они никогда не встретятся в одной клетке, ведь ВИЧ поражает клетки иммунной системы, а вирус гриппа – клетки эпителия дыхательных путей. Кроме того, реассортимент возможен только между вирусами, имеющими много сходства. Между вирусами гриппа типов А и В, А и С, В и С или, скажем, А и D никакого реассортимента происходить не может.[56]

Жеребец, который покроет весь мир… Пардон, вирус гриппа, который способен завоевать весь мир, то есть такой вирус, который способен вызывать пандемии, появляется в результате реассортимента между животной и человеческой разновидностями вирусов.

Можете объяснить, почему так происходит?

Давайте начнем с того, что нужно вирусу для завоевания мира.

В первую очередь ему нужна высокая патогенность – способность вызывать инфекционный процесс при попадании в организм. Патогенность первична, она стоит надо всем. Что толку в эффективном воздушно-капельном способе заражения и таких способствующих распространению вируса симптомах, как насморк, чихание и кашель, если вирус плохо способен «пускать корни» в новых хозяевах?

От чего зависит патогенность?

В первую очередь от способности вируса противостоять иммунной системе организма.

А теперь давайте представим такую ситуацию. В результате «скрещивания» РНК вируса птичьего гриппа типа А или свиного гриппа типа А с РНК вируса человеческого гриппа типа А может получиться А-вирус, у которого способность к размножению в человеческих клетках будет сочетаться с «визитной карточкой» свиного или птичьего гриппа, то есть белки, находящиеся на наружной поверхности капсида, будут такими же, как у вирусов, поражающих животных, а система «тиражирования» РНК будет приспособлена к условиям человеческой клетки.

Возможно такое?

Вполне. Вероятность образования в результате реассортимента человеческого вируса в свиной или птичьей «шкуре» довольно высока.

Такой вирус представляет собой аналог троянского коня. Иммунные клетки видят в нем безопасного чужеродного агента, не способного паразитировать в человеческом организме и потому никак с ним не борются. Но на деле под оболочкой свиного или птичьего вируса прячется самый что ни на есть человеческий паразит. И этот паразит без помех распространяется по организму, вызывая заболевание. Пройдет некоторое время, прежде чем иммунная система распознает обман и настроится на борьбу с таким «троянским конем». Но за это время «конь» успеет поразить множество клеток, наделать множество копий, успеет передаться другим организмам-хозяевам. Вот вам и эпидемия, а то и пандемия.

До недавних пор считалось, что вирусы птичьего гриппа не способны заражать человека точно так же, как вирусы человеческого гриппа не могут заражать птиц, даже при том условии, что они относятся к одному и тому же подтипу.

Однако же виновниками пандемии свиного гриппа 2009 года оказались свиньи, которые способны становиться хозяевами и для вирусов свиного гриппа типа А, и для вирусов птичьего гриппа типа А, и для вирусов человеческого гриппа типа А. В организмах свиней все эти вирусы «скрещивались», то есть реассортиментировали между собой, а также реассортиментировало их гибридное потомство.

У вируса гриппа типа В нет хозяев среди животных, поэтому ему неоткуда взять чужую «шкуру» для того, чтобы создать мощный пандемический вирус. Поэтому бедный несчастный вирус гриппа типа В, поднатужившись как следует, может вызывать только эпидемию, но никак не пандемию. Кишка у него тонка для столь великих свершений.

Далеко не всякая свиная или птичья оболочка делает вирус гриппа способным вызывать пандемию, иначе бы эти пандемии происходили бы практически ежегодно, а не раз в 10–50 лет, как это бывает на самом деле (и чем реже – тем лучше). Поверхностные белки, по которым производится опознание клеток, должны выполнять определенные функции, а не просто служат «визитной карточкой» вируса. Один белок должен связываться с клеточными рецепторами, а другой должен помогать проделать брешь в клеточной мембране для запуска туда вирусной РНК. У птиц, свиней и людей разная физиология, разные рецепторы на клетках, разное строение клеточных мембран. Вирус гриппа станет пандемическим в том случае, если птичьи или свиные белки, находящиеся на его оболочке, будут хорошо делать свое дело. Иначе вирус не сможет прикрепиться к клетке и проникнуть в нее. А такие благоприятные комбинации, при которых свиные или птичьи белки могут хорошо взаимодействовать с человеческими клетками, выпадают нечасто. Оно и хорошо, что нечасто, а лучше бы совсем их не было.

Штамм номер 9 подтипа H1N1 (полное имя – А(H1N1) 09), который вызвал пандемию свиного гриппа 2009 года имеет очень интересную генеалогию.

Формально – это свиной штамм и только свиной, потому что он произошел от «скрещивания» двух вирусов свиного гриппа. Но в РНК обоих родителей содержались гены вирусов птичьего и человеческого гриппов, которые попали туда раньше, несколько лет назад. В результате получилась комбинация, содержащая части вирусов, паразитировавших в организмах свиней, птиц и людей. Реально же – это человеческий грипп, потому что он поражает человека.

И в завершение главы – интересный исторический факт, который помог внести ясность в вопрос о характере противогриппозного иммунитета.

В прежние времена было распространено представление о том, что иммунитет после перенесенного гриппа бывает слабым и кратковременным. Однако после того, как вирус H1N1 с 1957 года исчез на два десятилетия, а затем вернулся и в пандемию 1977–1979 годов в основном поражал людей не старше 20 лет, стало ясно, что к вирусу гриппа сохраняется стойкий иммунитет, который выглядит нестойким только по причине высокой изменчивости вируса.

Глава двенадцатая

Вирусы гепатитов

– Доктор, я плохо себя чувствую, у меня что-то печень расшалилась.

– Так-с, ясно. А вы, голубчик, случайно одеколон не пили?

– Пил, доктор, и много пил. Но одеколон мне не помогает.

Бородатый анекдот

Возможно, кто-то не в курсе, но у людей и мартышек были общие предки, последним из которых на сегодняшний день считается ископаемый примат по имени Сааданиус хиджазенсис. Родовое имя «Сааданиус» происходит от арабского названия обезьяны – «саадан», а название вида – «хиджазенсис», образовано от названия саудовской провинции Аль-Хиджаз, где была найдена часть черепа достопочтенного предка.

Нет, Сааданиус хиджазенсис умер не от гепатита, его загрыз какой-то крупный хищник. А вспомнили мы его только потому, что согласно одной из существующих ныне гипотез вирус гепатита А имеет животное происхождение и возник он, такой, каким мы его знаем, примерно 25–28 миллионов лет назад, в то время, когда от семейства человекообразных обезьян отделилось семейство мартышковых.

Если все вирусы гриппа относятся к одному и тому же семейству ортомиксовирусов, то среди вирусов гепатита наблюдается «разброд и шатание», в том смысле, что они очень разные и объединяет их только одно – способность паразитировать в клетках печени.

Вирус гепатита А относится к семейству пикорнавирусов, включающего в себя возбудителей таких опасных заболеваний, как ящур, которым болеют животные, или полиомиелит, наблюдающийся только у людей.

За двадцать с лишним миллионов лет вирус гепатита А сильно изменился и оторвался от своих корней. В наше время он поражает только человека и обезьян. Но не спешите радоваться за братьев наших меньших – их поражают другие пикорнавирусы, имеющие много сходства с вирусом гепатита А и обладающие пристрастием не только к клеткам печени. Генетически к вирусу гепатита А наиболее близок вирус энцефаломиелита птиц.[57]

Вирус гепатита А имеет сферическую форму, суперкапсид у него отсутствует. Диаметр вириона – 27 нанометров. Генетическое «досье» этого вируса хранится в позитивной РНК.

Вопрос на засыпку – сможете угадать, в каких именно клетках вирус гепатита А культивируют в лабораторных условиях?

Разумеется, ответ будет один – в клетках печени. Где же еще, по логике вещей, может обитать вирус гепатита?

А вот и нет, в вирусологии своя логика. Живая печень и лабораторная культура печеночных клеток – это две большие разницы. В лабораторных условиях вирус гепатита А размножается в почечных клетках обезьян. Надо сказать, что ученые очень долго мучились с его культивированием вне организма и только в восьмидесятых годах прошлого века решили попробовать подсадить вирус в почечные клетки зародыша макаки, где вирус прижился.

Вот еще один «нелогичный» факт о вирусе гепатита А. Не имея суперкапсида, он, тем не менее, обладает хорошей устойчивостью к высокой и низкой температурам, к действию кислот и дезинфицирующих средств, содержащих хлор. Во внешней среде при комнатной температуре этот вирус способен сохранять свою жизнеспособность в течение нескольких недель! Добавьте к такой устойчивости высокую патогенность вируса, и вы поймете, насколько важно пить чистую воду, есть только мытые овощи и фрукты, и каждый раз мыть руки перед едой. Из организма больного человека вирус выделяется с испражнениями, а для заражения ему нужно попасть в восприимчивый организм через рот. Гепатит А – классическая «болезнь грязных рук». Особое коварство вируса гепатита А заключается в том, что его выделение, причем – обильное, начинается за две недели до появления желтухи, когда человек считает себя полностью здоровым и не изолируется от окружающих.[58]

Кстати говоря, заразиться этой болезнь можно не только фекально-оральным путем, когда вирус, выделенный с испражнениями больного человека, попадает в рот здорового, но и через кровь, например – при переливании зараженной крови или при совместном употреблении шприцев или игл для инъекций.

При всех своих неприятных качествах, на клетки печени сам вирус гепатита А выраженного повреждающего действия не оказывает. «Растиражированные» вирионы покидают клетки печени деликатно, не разрушая их. Зараженные клетки в ходе борьбы с вирусом убивает иммунная система организма, такие вот дела.

Против вируса гепатита А существует безвредная и эффективная вакцина, после перенесенного заболевания развивается стойкий и длительный иммунитет. В хроническую форму гепатит А не переходит, иначе говоря – вирус гепатита А в организме надолго не задерживается. Таким образом, гепатит А является наиболее благоприятным по течению и последствиям вирусным заболеванием печени.

Гораздо бо2льшую опасность для организма-хозяина представляет вирус гепатита В – ДНК-содержащий вирус из семейства гепаднавирусов, вызывающих заболевания печени у человека и животных. Гепатит В обоснованно считается наиболее опасной по своим последствиям разновидностью вирусных гепатитов.

Вирион гепатита В имеет сферическую форму, подобно вириону гепатита А, но отличается от него более крупным размером. Диаметр вириона составляет 42 нанометра. Вирион имеет суперкапсид.

Генетическое «досье» этого вируса представлен двунитевой кольцевой молекулой ДНК, в дополнение к которой в вирионе содержится вирусная ДНК-зависимая ДНК-полимераза – «копирующий» фермент.

ДНК вируса гепатита В является наименьшей по размеру среди всех вирусных ДНК. Как вы будете выходить из положения, если вас попросят записать на маленьком клочке бумаги большое количество информации, но при этом не разрешат уменьшить размер букв? Уменьшать их нельзя, ведь мономеры-нуклеотиды во всех молекулах ДНК имеют один и тот же размер. И сокращать слова тоже нельзя, ведь ферменты, которые собирают молекулы по матрицам, не обладают интеллектом и не могут «разгадывать» сокращения.

При таких ограничениях выход только один – писать слова плотно-плотно, так, чтобы они буквально налезали бы друг на друга.

В геноме вируса гепатита В присутствуют 4 гена, которые частично перекрываются – конец одной кодирующей записи служит началом другой. Такой подход делает «куцую» молекулу вирусной ДНК информационно емкой.

Знакомо ли вам словосочетание «анализ на австралийский антиген»?

«Австралийским антигеном» называется поверхностный антиген вируса гепатита В, молекулы которого встроены в суперкапсид. Австралийский антиген не только укрепляет капсид, но и участвует в процессе внедрения вируса в печеночные клетки.

История обнаружения австралийского антигена очень интересная и определенно заслуживает внимания.

Американский врач и ученый Барух Бламберг, руководивший отделом географической медицины и генетики Национального института здравоохранения США, исследовал различия в строении белков у жителей разных регионов планеты.

В 1963 году Бламберг и его коллега Энтони Аллисон сделали неожиданное открытие. Антитела, выделенные ими из крови больного гемофилией ньюйоркца, почему-то реагировали с сывороткой, полученной от австралийского аборигена. Надо сказать, что вследствие изолированности Австралии от остального мира, тамошние аборигены сильно отличаются от других людей. И вдруг с какой-то стати у жителя Нью-Йорка находятся антитела, реагирующие на специфический антиген, который, по мнению Бламберга и Аллисона, имелся только у коренных жителей Австралии. Как говорится – где имение и где наводнение?

Вскоре выяснилось, что австралийский антиген не такая уж и редкость в Соединенных Штатах и что он не связан с принадлежностью к определенной этнической группе. Сначала ученые думали, что австралийский антиген является одним из вариантов естественного человеческого белка, но однажды Бламберг обнаружил австралийский антиген у человека, ранее такого белка не имевшего (многие пациенты наблюдались длительное время и кровь для анализа бралась у них много раз). Естественный белок не может появляться в середине жизни. Все естественные белки присутствуют в организме от рождения. В результате болезненных процессов отдельные белки могут распадаться, исчезать. Исчезать, но не появляться.

Бламберг связал появление австралийского антигена с недавно перенесенным заболеванием печени. В ходе дальнейших исследований его предположение полностью подтвердилось. Определение австралийского антигена в крови стало использоваться как тест на присутствие в организме вируса гепатита В. Тест этот имел очень важное практическое значение, поскольку он позволял не только правильно ставить диагноз, но и предупредить распространение вируса при переливании крови.

Кроме поверхностного «австралийского» антигена, который обозначают как HBsAg, у вируса гепатита В есть сердцевинный антиген HBcAg и антиген e (HBeAg), который выделяется в кровь из печеночных клеток только при активном размножении вируса. Наличие в крови антигена HBeAg указывает на то, что человек, зараженный вирусом, может заражать других людей. Антиген e может циркулировать в крови в свободном виде или в виде комплекса с антителом.[59][60]

HBsAg – белок, находящийся в суперкапсиде. Кроме него, в суперкапсиде присутствуют еще два вирусных белка.

HBcAg и HBeAg – это капсидные белки (их молекулы образуют капсид).

Давайте посмотрим, как распределяются обязанности между четырьмя генами вируса гепатита В, которые принято обозначать буквами S, C, P и X. Мало того, что они сильно перекрываются друг с другом, они еще и кодируют синтез различных продуктов.

Ген S кодирует синтез трех белков, молекулы которых встраиваются в суперкапсид, в том числе и австралийского антигена HBsAg.

Ген С кодирует синтез капсидных белков (HBcAg и HBeAg).

Ген Р – самый длинный из этой «великолепной четверки». Он перекрывается с каждым из трех других генов и кодирует ферменты, необходимые для размножения вируса, в частности – обратную транскриптазу.

«Стоп! – скажут сейчас внимательные читатели. – Какая, к лешему, обратная транскриптаза? Этот фермент, превращающий молекулу РНК в молекулу ДНК, вирусу гепатита В совершенно не нужен, ведь его геном записан в ДНК, а не в РНК!».

А вот и нужен, представьте. Только об этом будет сказано чуть позже, после завершения знакомства с генами.

Ген X кодирует белки, регулирующие экспрессию или выраженность всех вирусных генов. Грубо говоря, эти белки обеспечивают считывание информации с генов. Ген Х можно назвать самым главным или самым важным геном. Он даже главнее гена Р, обеспечивающего размножение вируса, потому что считывание генетической информации имеет первостепенное значение. Все начинается с этого. Дефекты гена Х делают молекулу вирусной ДНК такой же бесполезной, как бесполезна книга для человека, не умеющего читать.

С генами мы закончили, теперь можно заняться обратной транскриптазой.

Представители семейства гепаднавирусов любят выпендриваться и ради того, чтобы выделиться из толпы, готовы существенно усложнять себе жизнь. Копирование вирусной ДНК происходит у них не обычным образом, а «шиворот-навыворот», с образованием промежуточной РНК-матрицы. Когда вирусная ДНК проникает в клеточное ядро, на ее матрице образуются три РНК-матрицы для синтеза белков и одна прегеномная РНК, которая служит матрицей для сборки отрицательной цепи вирусной ДНК. Затем, на матрице отрицательной цепи синтезируется положительная цепь. Синтез новых молекул ДНК на прегеномных РНК-матрицах происходит не в ядре, а в цитоплазме, причем – уже внутри капсида, в который РНК-матрица «упаковывается» вместе с обслуживающими ее ферментами. В процессе синтеза происходит распад использованной части РНК-матрицы и в конечном итоге внутри капсида остаются молекула вирусной ДНК и фермент ДНК полимераза, который собирал положительную цепь ДНК на матрице отрицательной.

Зачем гепаднавирусам нужны подобные сложности, пока еще не ясно. Можно сказать только одно – ни у какого другого семейства ДНК-вирусов, кроме паразитирующих в клетках растений колимовирусов, такого причудливого механизма копирования генетического досье нет. Гепаднавирусы и колимовирусы – настоящие уникумы.[61]

Кстати говоря, большинство гепаднавирусов может размножаться только в клетках организма-хозяина, но не в лабораторных клеточных культурах. Эта проблема мешает как изучению вирусов, так и созданию вакцин против них. Такая вот тоска-печаль.

Примечательный нюанс – при такой скрытности, которая побуждает синтезировать свою ДНК внутри капсида, втайне ото всех, вирус гепатита В спокойно может встроить свою ДНК (полностью или частично) в ДНК клетки-хозяина. Невероятная «скрытность» и столь же невероятная «щедрость» уживаются в одном флаконе. Кавычки неслучайны, ибо в приобщении своего генетического досье в досье клетки-хозяина на самом деле нет никакой щедрости, а есть только стремление к вечной жизни, к тому, чтобы «тиражирование» вируса происходило бы по общим клеточным механизмам.

Никакой вечной жизни при этом вирус не получает, поскольку внедрение в клеточный геном приводит к неконтролируемому росту и организм-хозяин в скором времени погибает от рака печени. Но безмозглым вирусам этого не понять, им кажется (если им вообще может что-то казаться), что встраивание своей ДНК в хозяйскую решает все проблемы.

В составе ДНК вируса гепатита В нет онкогена, который непосредственно мог бы провоцировать неконтролируемое размножение клетки, но само по себе внедрение вирусной ДНК в клеточную провоцирует различные генетические перестройки, могущие стать причиной развития рака печени.

Чего мы еще не знаем о вирусе гепатита В? Ну, разве что о том, как этот вирус внедряется в клетку-жертву. В клетку вирус гепатита В проникает путем насильственного эндоцитоза, характерного для вирусов, обладающих суперкапсидом. После встречи с лизосомой, освобожденная вирусная ДНК проникает в ядро клетки и начинает творить там свои злые дела (на добрые, как вы понимаете, она просто не способна).

К счастью, против гепатита B существует хорошая, надежная вакцина. Тем, кто выступает против прививок, нужно понимать, что клинические проявления гепатита B в сравнении с реальным распространением инфекции являются чем-то вроде верхушки айсберга. По самым смелым, но при том – заслуживающим доверия предположениям, вирусом гепатита B инфицировано около четверти населения планеты. 600 000 человек ежегодно умирает от острой или хронической формы гепатита B. Риски велики, вакцинация доступна – разумные люди делают разумный выбор.

Источником заражения вирусом гепатита В может быть только человек. Вирус содержится во всех биологических жидкостях источника инфекции, начиная с крови и заканчивая потом. Наиболее опасны в смысле заражения кровь, сперма и вагинальный секрет, в которых вирус содержится в высоких концентрациях. Для заражения достаточно мельчайшей капли крови, которую невооруженным глазом и увидеть-то невозможно.

Точно так же, как и при вирусном гепатите А, повреждение печеночных клеток вызывает не вирус гепатита В, а клетки иммунной системы, которые с этим вирусом борются. Это характерно для всех гепатитов в общем. Вирусологи шутят: «Не так опасен вирус, как борьба с ним». В этой шутке есть доля шутки, а все остальное – чистая правда.

Среди вирусов, поражающих клетки печени, есть один вирус-саттелит, который называется вирусом гепатита дельта или вирусом гепатита D.

Давайте вспомним, что вирусами-сателлитами называются вирусы, с неполным генетическим досье, которое не содержит всех генов, необходимых для строительства капсидов. самостоятельно, так как их геномы не содержат все эти гены. Вирусы-сателлиты способны размножаться лишь в присутствии других вирусов, используя для создания капсидов их ферменты и структурные белки.

Вирус гепатита D «обкрадывает» вирус гепатита В, но делает это по совести, не подавляя размножение своего благодетеля. Инфицирование организма вирусом гепатита D может происходить одновременно с инфицированием вирусом гепатита В или же может накладываться на уже имеющийся гепатит B. Но вирус гепатита D не может первым поселиться в клетках печени, поскольку без своего покровителя он недееспособен. Гепатит D не бывает самостоятельным заболеванием, он всегда развивается на фоне гепатита В. Кстати говоря, просьба описать клинику изолированного гепатита D является одной из любимых каверз коварных экзаменаторов. Если экзаменуемый начнет перечислять симптомы, он гарантированно получит «неуд». Передача вируса происходит при контакте с зараженной кровью или другими биологическими жидкостями, также вирус может передаваться плоду от матери во время беременности.

Вирион гепатита D меньше вириона гепатита В. Его диаметр колеблется от 28 до 39 нанометра. Форма вириона сферическая. Геном представлен одноцепочечной кольцевой РНК, имеющей отрицательную полярность (мало того, что геном неполный, он еще и записан «наизнанку»!).

На сегодняшний день, РНК вируса гепатита D, содержащая 1679 мономеров-нуклеотидов, считается мельчайшей среди всех известных вирусов, которые поражают млекопитающих. Про вирус гепатита D можно сказать «мал, да удал», потому что темпы «тиражирования» вирусной РНК очень высокие. В зараженной клетке может содержаться до 300 000 ее копий, которые находятся и в ядре, и в цитоплазме, клетка буквально нашпигована ими.

В генетическом досье вируса гепатита D записана информация только об одном вирусном белке, который является внутренним белком капсида. Наружным белком вирусу служит поверхностный («австралийский») антиген вируса гепатита В. Но иммунная система организма-хозяина вырабатывает антитела к внутреннему капсидному белку вируса гепатита D, что делает возможным обнаружение его присутствия в организме.

Пока что не существует единого мнения по поводу действия вируса гепатита D на клетки печени. Одни ученые считают, что он способен разрушать клетки печени, переполняя их своими копиями, а другие склонны думать, что зараженные клетки уничтожает иммунная система организма, как это бывает при других гепатитах. Но зато точно известно, что вирус гепатита D обладает уникальной способностью использовать ДНК-зависимые РНК-полимеразы пораженной клетки для копирования своей РНК без образования промежуточных матриц в виде молекул ДНК. Каким-то образом, который пока еще остается неясным, вирус превращает ДНК-зависимые РНК-полимеразы в РНК-зависимые, то есть – «переключает» их на синтез РНК с матрицы РНК. Вообще-то сателлиту положено использовать ферменты хелперного вируса (так по-научному называется вирус-благодетель), но вирус гепатита D привередничает, хочет пользоваться клеточным ферментом.

Разумеется, двойное поражение печени вирусами В и D протекает тяжелее, чем изолированный гепатит В. Совместная инфекция (по-научному – коинфекция) вирусами гепатита В и D считается самой тяжелой формой хронического вирусного гепатита ввиду более быстрого летального исхода.

Вот еще один коварный экзаменационный вопрос – существует ли вакцина против гепатита D? Правильный ответ – такая вакцина не нужна, потому что от поражения организма вирусом гепатита D предохраняет вакцина против гепатита В.

Есть две гипотезы, касающиеся происхождения вируса гепатита D. Во взглядах на первоисточник обе гипотезы совпадают, считая предками вируса вироиды растений – инфекционные агенты, состоящие только из кольцевой РНК. Проще говоря, вироид – это безкапсидный вирус. Поскольку вироидная РНК никаких белков не кодирует, вироиды используют для размножения ДНК-зависимую РНК-полимеразу хозяйской клетки, точно так же «переключая» ее на использование в качестве матрицы своей РНК, как это делает вирус гепатита D. Такое сходство между вирусом гепатита D и вироидами не случайно. Как говорят биологи: «Где сходство, там и родство».

Согласно первой гипотезе вирус гепатита D появился в результате сплайсинга РНК-матриц, на которых «тиражировались» молекулы вироидной РНК.

Давайте познакомимся со сплайсингом поближе, коль уж второй раз его упомянули.

В ходе синтеза молекулы РНК образуются вспомогательные участки, которые ничего не кодируют. Образно их можно сравнить со строительными лесами, которые по завершении работ должны быть демонтированы. Сплайсинг – представляет собой нормальный, физиологический процесс вырезания ненужных сегментов из молекулы РНК по завершении процесса ее синтеза. Иногда после вырезания ненужного сегмента разрезанная молекула РНК может быть «сшита» с пропуском какого-либо нужного, активного участка. Подобные «ошибки» приводят к тому, что на матрице «сшитой» РНК синтезируется другой белок, не такой, для синтеза которого матрица изначально предназначалась. Сплайсинг может быть не случайным, а запрограммированным. Если один ген кодирует синтез нескольких белков, то удаление сегментов позволяет изменять первичную РНК-матрицу, делать на ее основе (то есть – на основе генетического кода) другие матрицы.

У первой гипотезы есть один недостаток – она не объясняет происхождение дельта-антигена (внутреннего белка вируса гепатита D), а также не объясняет связи вируса гепатита D с вирусом гепатита В. Согласно второй гипотезе, которая может служить дополнением первой, белок и прочие свойства вирус гепатита D мог позаимствовать у животной клетки-хозяина, вставив в свою вирусную РНК фрагменты клеточной РНК. При сближении молекулы нуклеиновых кислот могут обмениваться своими участками, этот процесс называется рекомбинацией.

Наш следующий «персонаж» – это вирус гепатита С, прозванный «ласковым убийцей» за частое отсутствие клинических проявлений болезни при заражении. Хронический гепатит С может заявлять о себе только повышенной утомляемостью или умеренным снижением интеллектуальной работоспособности, но слабовыраженная клиника не означает благоприятного течения заболевания. В 50–80 % случаев, вне зависимости от тяжести течения, гепатит С переходит в хроническую форму, которая в конечном итоге приводит к циррозу или раку печени.

Вирус гепатита С поражает только человека, правда, шимпанзе могут выступать в качестве экспериментальной модели для изучения этой болезни. Вирус передается через кровь и другие биологические жидкости, но главную роль в заражении играет кровь. Заражение половым путем при контактах с вирусоносителями происходит относительно редко, если только эти контакты не сопровождаются травмами кожи и слизистых оболочек. По данным Всемирной организации здравоохранения, этим вирусом инфицировано около 1 % населения планеты.

Вирус гепатита С – это РНК-содержащий вирус из славного семейства флавивирусов, к которому имеют честь принадлежать возбудители таких опасных заболеваний, как вирус желтой лихорадки и вирус клещевого энцефалита. Форма вириона – сферическая, диаметр варьирует от 55 до 65 нанометров, есть суперкапсид. Вирусная РНК однонитевая и «положительная». У некоторых зараженных иммунная система решает проблему без посторонней помощи – сама уничтожает вирус.

Вирус гепатита С отличается высокой изменчивостью. Известно полтора десятка генетических вариантов (генотипов) этого вируса, обозначаемых цифрами и латинскими буквами (например – 1b или 4a). Генетические варианты делятся на подтипы, которых насчитывается около сотни.[62]

Генетический вариант вируса не влияет на исход инфекции, но эффективность лечения, а также его длительность. Варианты 1 и 4 хуже других поддаются лечению и вообще вызывают более неблагоприятное течение болезни.

Вас не удивило, что хронический гепатит С может проявляться в виде повышенной утомляемости или снижения интеллектуальной работоспособности? Это же гепатит, поражение печеночных клеток, а симптомы явно неврологические… Не так давно ученым удалось разгадать эту загадку. Оказалось, что вирус гепатита С способен поражать клетки внутренней оболочки сосудов головного мозга (не исключено, что и нервные клетки тоже). Это объясняет проявления болезни, характерные для поражения центральной нервной системы, в частности, слабость и повышенную утомляемость.

Как уже было сказано выше, вакцины против гепатита С до сих пор не создано, несмотря на регулярные обнадеживающие сообщения из разряда «ведутся клинические испытания», но зато существует специфическое противовирусное лечение.

Диагностика инфицированности вирусом гепатита С – дело сложное. В некоторых случаях специфические антитела к этому вирусу могут быть обнаружены в крови уже через 3 недели после заражения, но может случиться и так, что они начнут вырабатываться очень не скоро – спустя несколько месяцев. Если есть подозрение на инфицирование, а антитела при этом выявить не удается, можно подтвердить факт наличия вируса в организме исследованием крови на вирусную РНК.[63]

У выздоровевших пациентов антитела к вирусу гепатита С сохраняются в крови многие годы, но концентрация их постепенно снижается. Примечательно, что антитела не защищают от повторного заражения при новой встрече с вирусом – гепатитом С можно заражаться повторно. Да, представьте, бывает так, что наличие в организме антител не свидетельствует о формировании иммунитета.

Вирус гепатита С довольно устойчив. На воздухе при температурах от +4 °C до + 22 °C он способен оставаться жизнеспособным на протяжении недели, а в водной среде может существовать до 10 месяцев. Подобно многим вирусам, вирус гепатита С не погибает при низких температурах.

Какая особенность помогает многим вирусам сохранять жизнеспособность при «морозных» температурах? Дело в том, что вирусы, в отличие от клеточных организмов, не содержат воды, которая при замораживании расширяется и разрывает клеточные мембраны. А вот нагревания вирусы не переносят, поскольку при этом их белки теряют рабочую конфигурацию, а молекулы нуклеиновых кислот разрываются.

У вируса гепатита С есть «брат» – вирус гепатита G, также относящийся к семейству флавивирусов. Генетическое досье вируса G представлено одноцепочечной положительной РНК, которая служит основным диагностическим маркером, указывает на присутствие вируса в организме. Антитела к вирусу гепатита G обнаруживаются в поздние сроки заболевания, когда РНК в крови уже не определяется, и служат маркером выздоровления, такая вот особенность.

На сегодняшний день до 20 % случаев острых гепатитов и до 10 % хронических являются «анонимными» – возбудителя выявить не удается. Раньше гепатитов неустановленной этиологии (так они называются по-научному) было гораздо больше. В конце шестидесятых годов прошлого века в исследовательских целях лабораторных обезьян тамаринов заразили кровью пациента с «анонимным» гепатитом. В то время были известны только возбудители гепатитов А и В, поэтому все остальные гепатиты шли под названием «ни А, ни В». Сыворотку крови зараженных обезьян сохранили в лабораториях и исследовали при открытии новых вирусов гепатитов, но не нашли в ней антител ни к вирусу гепатита С, ни к вирусу гепатита Е. Только в 1995 году в этой сыворотке была обнаружена уникальная РНК, никем еще не описанная. Новый вирус назвали GB-вирусом по инициалам того самого пациента из шестидесятых годов.

Ученая общественность приняла открытие не сразу. Поначалу высказывались сомнения в том, что новая РНК принадлежит именно вирусу, поражающему человека, а не какому-нибудь обезьяньему вирусу (сыворотка же была обезьяньей). И лишь после того, как «человечность» вируса была подтверждена другими исследователями, открытие признали. В другой лаборатории новый вирус получил название G-вируса, потому что Е-вирус уже был открыт, а следующая за «е» по алфавиту буква «f» в то время была «зарезервирована» для другого вируса. На сегодняшний день этот вирус называют и GB-вирусом, и G-вирусом, но второй вариант употребляется чаще.

Существование вирусов гепатита, для которых ученые не раз приберегали букву «f», так и не подтвердилось. Вирусного гепатита F на сегодняшний день не существует. Врачи используют в своем кругу диагноз гепатита F в шутку, когда речь идет о совершенно неясном диагнозе.

У вирусов гепатита С и G, а также у ряда других вирусов есть интересная особенность. В их генетических досье находятся большие гены, которые кодируют гигантские белковые молекулы, являющиеся предшественниками всех вирусных белков. После того как такая молекула будет синтезирована, она разрезается клеточной и вирусной ферментами-протеазами на части с образованием вирусных белков. В чем тут выгода? Ген, кодирующий гигантскую молекулу-предшественницу, короче, чем совокупность генов, кодирующих отдельные белки – генетическое досье получается более компактным.

Гепатит, вызванный вирусом G преимущественно протекает в легкой форме, а нередко – и вовсе бессимптомно. В отличие от гепатита С, он не переходит в цирроз и рак печени. Коинфекция вирусом гепатита G, не оказывает влияние на заболевания, вызванные вирусами гепатитов В, С и D.

У вируса гепатита G есть одна примечательная особенность – он подавляет размножение первого вида вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-1), который является наиболее распространенным и патогенным из двух разновидностей этого вируса. Реально подавляет. Выявлена прямая корреляция между присутствием вируса гепатита G в крови и увеличением продолжительности жизни пациентов, инфицированных ВИЧ-1, не получающих противовирусную терапию. Пока еще действие вируса гепатита G на ВИЧ-1 да и сам вирус G в целом не настолько изучены, чтобы использовать заражение им в лечебных целях, но перспектива «вышибать клин клином», то есть – использовать одни вирусы для борьбы с другими, выглядит весьма привлекательной. Задача перед учеными стоит двойная – найти «лекарство» (вирус-антагонист) и найти возможность избавиться от него, когда оно станет ненужным, то есть уничтожить лечебный вирус.

Завершает наш «гепатитный» парад ТТ-вирус, впервые выделенный в 1997 году в Японии у пациента с гепатитом, возникшим после переливания крови. TTV – это сокращение от английского названия вируса «transfusion transmitted virus» – «вирус, передающийся при трансфузии (переливании крови)». Надо сказать, что в патогенные свойства нового вируса поверили не сразу, потому что его очень часто обнаруживают у совершенно здоровых людей. Распространенность этого вируса поражает – в большинстве регионов планеты им заражено до 80 % населения, а в некоторых странах, например в Японии, Сингапуре, Саудовской Аравии и Мьянме, вирус обнаруживается практически во всех образцах крови. Это объясняется не только высокой заразительностью вируса, но и двумя путями его передачи. ТТ-вирус может передаваться как через кровь (не только при переливании зараженной крови), так и фекально-оральным путем. Он обнаруживается не только в крови, но и в испражнениях зараженных людей.

Несмотря на то, что в медицинской литературе описаны случаи гепатитов, вызванных ТТ-вирусом, единого мнения по поводу его патогенности нет по сей день. Ряд ученых считает его непатогенным, а описанные случаи вирусного гепатита ТТ – результатами действия других вирусов. Вирус ТТ нуждается в основательном изучении. Пока даже непонятно, к какому семейству его следует отнести – то ли к парвовирусам, то ли цирковирусам. Большинство ученых считает, что ТТ-вирус ближе к цирковирусам, однако вопрос остается открытым. Есть и третье мнение – выделить ТТ-вирус в новое, созданное «под него», семейство вирусов – цирциновирусы (название образовано от латинского слова «[64]цирцинацио» – «описывающий круг»).

Откуда взялся круг? Дело в том, что генетическое досье ТТ-вируса представлено одноцепочечной кольцевой ДНК, имеющей отрицательную полярность. Вирионы сферической формы, диаметр их колеблется от 30 до 50 нанометров.

Суперкапсида ТТ-вирус не имеет. «О чем, Ватсон, говорит нам наличие суперкапсида?», – спросил бы Шерлок Холмс, если бы интересовался вирусологией (вернее, если бы вирусология существовала бы в конце XIX века).

Наличие суперкапсида служит доказательством патогенности вируса, доказательством его разрушающего действия на клетки, ведь суперкапсид есть нЕ что иное, как часть клеточной мембраны. Если бы ТТ-вирус имел суперкапсид, то даже инспектор Лестрейд не сомневался бы в его патогенности.

Кстати говоря, TTV-вирусы и подобные им циркулируют среди свиней, коров, овец и кур. Животный резервуар может служить вирусу чем-то вроде тренажерного зала, в котором вирус может повышать свою патогенность и затем создавать проблемы человечеству (коронавирусы служат тому примером).

Глава тринадцатая

Вирус иммунодефицита человека

От Москвы до самых до окраин,

С южных гор до северных морей

Человек проходит, как хозяин

Необъятной Родины своей.

Василий Лебедев-Кумач, «Песня о Родине»

Если вас удивил эпиграф, то знайте, что отрывок из «Песни о Родине» попал сюда не случайно.

Человек проходит (и вообще уже – прошелся не раз) по всей планете, как хозяин. И огреб за свою самонадеянность не раз и нешуточно. Вторжение в чужие экологические системы до добра не доводит, и, вообще, старинная народная мудрость советует семь раз подумать и только потом делать. Иначе вместо пользы можно получить вред. Любовь китайцев к такой изысканной дичи, как панголины, привела к пандемии коронавируса SARS-CoV-2[65], а мертвый шимпанзе, которого съели, вместо того, чтобы захоронить, отомстил непочтительным родственникам вспышкой лихорадки Эбола в 1996 году.[66]

Панголин, если кто не в курсе, это маленький, покрытый роговой чешуей зверек, который питается муравьями и термитами. Во время поиска пропитания, панголины контактируют с экскрементами летучих мышей, в которых мог содержаться коронавирус. В Китае и Вьетнаме мясо панголина считается деликатесом, а их чешуя – лекарственным средством, поэтому этих животных, как живьем, так и в виде тушек, можно встретить на любом крупном продуктовом рынке.

Согласно наиболее распространенному в наши дни мнению, вирус иммунодефицита люди получили от обезьян. Различают два вида ВИЧ – ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Эти виды возникли в результате двух независимых передач людям вируса иммунодефицита обезьян. ВИЧ-1 «подкинули» нам шимпанзе, а ВИЧ-2 – мангабеи.[67]

Общеизвестно, что самый распространенный путь передачи ВИЧ – половой. Но не спешите представлять картины совокупления людей с шимпанзе и мангабеями, придержите воображение. Все было гораздо проще. Во многих регионах Центральной и Южной Африки традиционно принято есть обезьян. И не обязательно есть их мясо или внутренности в сыром виде для того, чтобы заразиться вирусом иммунодефицита. Для заражения достаточно освежевывания и разделки туши. Если у разделывающего на руках будет хотя бы одна малюсенькая ранка, то может произойти заражение.

Вдумчивые и сведущие читатели сейчас спросят: «А как обезьяний вирус мог приспособиться к организму человека? Ведь для того, чтобы приспособиться, нужны мутации, нужно размножение. Но, насколько известно, вирус иммунодефицита обезьян в человеческих клетках паразитировать не способен. Где же тогда произошло приспособление?».

Хор-р-роший вопрос! На нем, кстати говоря, основана конспирологическая теория, согласно которой злые белые люди изменили в своих секретных лабораториях вирус иммунодефицита обезьян так, чтобы он мог поражать человека, и заразили им коренных жителей Африки. Зачем? Ну это, как говорят в Африке, даже бегемоты знают – для того, чтобы прибрать к рукам богатейшие ресурсы Африканского континента.

И если вы усомнитесь в правильности этой теории, то вам зададут другой вопрос: «А почему же тогда этот проклятый вирус появился только во второй половине ХХ века? Где он был раньше?».

Какие ваши контраргументы?

Давайте по порядку.

Первое. Да, для того, чтобы приспособиться к организму человека, «животный» вирус должен изначально обладать способностью размножаться в организме человека. Примером могут служить представители великого и ужасного семейства коронавирусов.

Второе. Да, вирус иммунодефицита обезьян не способен поражать людей.

Третье. Нет, ни в каких секретных лабораториях ВИЧ не создавали. Он появился естественным путем.

Голова идет кругом? Третье утверждение противоречит двум предыдущим?

На самом деле не противоречит.

У нас с вами есть ген, который содержит информацию о белковом ферменте цитидин-деаминазе, более известной под кодовым названием APOBEC3H или, сокращенно, A3H (прочие биохимические тонкости нам сейчас ни к чему). Этот фермент блокирует РНК вируса иммунодефицита обезьян, попросту говоря – портит ее, делая непригодной к копированию. Но у некоторых людей в результате мутации гена этот фермент бывает неактивным. Именно с таких людей и началось покорение человеческой популяции вирусом иммунодефицита обезьян. Начав паразитировать в организме человека, обезьяний вирус быстро приспособился и приобрел способность поражать людей с нормальным A3H (к слову будь сказано, что это не единственный механизм защиты клеточной ДНК от вставки чужеродных фрагментов, которые может обходить вирус иммунодефицита).[68]

Что же касается времени широкого распространения ВИЧ в человеческой популяции, то мы уже говорили об этом выше – исчезновение вируса натуральной оспы создало благоприятные условия для распространения ВИЧ.

Сторонники конспирологических теорий также пытаются спекулировать на том, что представители негроидной расы являются наиболее чувствительными к ВИЧ. На самом же деле в этом нет ничего удивительного, ведь ВИЧ появился в Африке и у него было много времени на то, чтобы наилучшим образом приспособиться к паразитированию в организмах местных жителей.

Кстати говоря, то что каждый второй зараженный ВИЧ американец, является чернокожим, но при том чернокожие составляют только 17 % от населения США, нельзя объяснять одними лишь генетическими различиями. Надо также учитывать и социальные факторы, способствующие заражению ВИЧ, – недостаточность знаний о ВИЧ и [69]СПИДе, ограниченные возможности обследования и лечения у представителей бедных слоев населения, среди которых доля чернокожих высока, и т. п.

Знакомство человечества с ВИЧ началось 5 июня 1981 года, когда Центры по контролю и профилактике болезней США сообщили о 5 случаях пневмоцистной пневмонии и 28 случаях саркомы Капоши. Все заболевшие были мужчинами-гомосексуалистами, поэтому это состояние назвали гей-связанным иммунодефицитом. Несколько позже появилось другое название – «болезни четырех Г», поскольку данное иммунодефицитное состояние обнаружили у тех, кто жил или бывал на Гаити, у гомосексуалистов, гемофиликов и лиц, употреблявших героин. Но к сентябрю 1982 года ученые поняли, что эта болезнь поражает не только гомосексуалистов, и заменили «гей-связанный иммунодефицит» на «синдром приобретенного иммунодефицита». А в следующем году вирус иммунодефицита человека открыли в двух лабораториях – во французском Институте Пастера и Национальном институте рака в США.[70][71][72]

Прежде считалось, что пандемия ВИЧ стартовала в конце шестидесятых годов ХХ века, когда вирус был занесен в США с Гаити. Если кто не в курсе, то до разрушительного землетрясения 2010 года, которое осложнилось эпидемией холеры, Гаити был одним из любимейших мест отдыха жителей США и Канады. Но если уж докапываться до корней, то началом пандемии следует считать 1920 год или двадцатые годы прошлого века. Возможности современной генетики позволили ученым не только определить возраст ВИЧ, но и найти место, откуда началась пандемия. Отправной точкой оказался город Киншаса, столица Демократической Республики Конго, [73]которая до 1960 года была колонией Бельгии. (На всякий случай давайте уточним, что Демократическую Республику Конго, которая ранее называлась Заиром, не следует путать с Республикой Конго, это разные государства.)

В оживленной столице ВИЧ быстро распространился среди населения и начал отсюда свое путешествие по Африке. На сегодняшний день часть Африканского континента, расположенная к югу от Сахары, остается наиболее зараженным регионом планеты. Здесь проживает 67 % всех людей, имеющих ВИЧ и зарегистрирован 91 % от всех случаев заражения детей. ВИЧ-инфекция привела к резкому снижению средней продолжительности жизни во многих африканских странах. К резкому и значительному, например, в Ботсване этот показатель уменьшился почти вдвое – с 65 до 35 лет. Основной причиной смертей на фоне СПИДа в настоящее время является сопутствующий туберкулез.

Когда в 1960 году бельгийская колония Конго получила независимость, сюда стали приезжать на заработки граждане других стран, преимущественно те, кто владел французским языком, оставшимся стране в наследство от колонизаторов. Много рабочих приехало с Гаити. Они занесли ВИЧ на свою родину, а оттуда он уже отправился в «мировое турне». Но неверно считать датой начала пандемии 1969 год, ведь к тому времени ВИЧ успел распространиться и «пустить корни» на бо[74]2льшей части Африканского континента, то есть эпидемию ВИЧ уже было можно считать пандемией.

Распространение ВИЧ по планете происходило в исключительно благоприятных условиях. Если бы пандемию ВИЧ спланировало бы Всемирное Вирусное Правительство или какой-то злодейский суперразум, то такой план полностью совпал бы с тем, что сделал вирус без какого-либо плана. Эпидемии с пандемиями происходят в обществе и в какой-то мере всегда зависят от социальных и экономических факторов.

ВИЧ мог бы до сих пор оставаться локальной болезнью, распространенной в некоторых провинциях Демократической Республики Конго, если бы не экономический подъем, наблюдавшийся в африканских колониях после окончания Первой мировой войны. Восстававшая из пепла послевоенная Европа остро нуждалась в разном сырье, источниками которого служили колонии. Подъем привлек в Кишансу трудоспособных мужчин и женщин со всей страны и этот же подъем вызвал многочисленные миграции населения. В результате ВИЧ широко распространился по Африканскому континенту.

Обретение независимости привело к массовой (практически тотальной) эмиграции белого населения Конго, в результате чего страна начала испытывать нужду в специалистах и квалифицированных рабочих. Пришлось приглашать на работу граждан других стран, что помогло ВИЧ добраться на Гаити, откуда до США было, что называется, рукой подать.

В США вирус оказался тоже в удачный момент – сексуальная революция сопровождалась резким ростом гомосексуальной субкультуры, причем мужчины-гомосексуалисты концентрировались в крупных городах, где не наблюдалось такой оголтелой гомофобии, как в провинции. Ну а в крупных городах, при большом скоплении населения, распространение вируса происходит во «взрывном» режиме. Из США ВИЧ продвинулся на север и на юг (в Канаду и в Латинскую Америку), а также в Европу, где тоже полным ходом шла сексуальная революция…[75]

Надо сказать, что вирус иммунодефицита абсолютно толерантен и совершенно неразборчив в жертвах. Ему все равно, кого поражать – мужчин или женщин, стариков или детей, гетеросексуалов или гомосексуалистов. Главное, чтобы было где размножаться. Связь между ВИЧ и гомосексуализмом имеет анатомо-физиологическое объяснение – при анальных половых актах, принятых среди мужчин-гомосексуалистов, слизистая оболочка прямой кишки повреждается гораздо чаще и сильнее, чем слизистая оболочка влагалища при влагалищном половом акте. Через неповрежденную слизистую оболочку вирусу гораздо сложнее проникнуть в организм. Ему желательна «брешь в крепостной стене» – ранка, ссадина, трещина.

В итоге за каких-то 75 лет своего существования ВИЧ успел распространиться по всему миру в режиме пандемии, грозящей уничтожить человечество. Про уничтожение человечества – это не страшилка, и не гипербола, и не плод неуемной фантазии эпидемиологов. Это один из вероятных исходов пандемии ВИЧ, прогноз, который основан на реальных фактах, на том, что есть у нас для борьбы с вирусом на сегодняшний день.

А у нас пока что, если уж говорить начистоту, ничего существенного нет. Нет вакцины и нет препаратов, которые могут уничтожать вирус. Есть только новейшие препараты, способные замедлять размножение вируса, а еще есть экспериментальная вакцина, которая вроде как способствует выработке антител против ВИЧ, но вакцина эта проходит тестирование, и пока неизвестно, подтвердится ли ее эффективность.

Людям, далеким от медицины вообще и вирусологии в частности, может показаться странным то, что действенная вакцина против ВИЧ до сих пор не создана. Еще двести с лишним лет назад, при тогдашнем низком уровне развития медицины, человечество смогло получить действенную вакцину против вируса натуральной оспы, причем создал ее один врач по имени Эдвард Дженнер, а в наше нанотехнологичное время ученые всего мира вот уже более тридцати лет безуспешно пытаются создать вакцину против ВИЧ.

В чем дело? Неужели такие гении, как Дженнер, рождаются один раз в тысячу лет?

На самом деле вирус вирусу рознь, и вакцины создаются различными способами.

Дженнеру (и всему человечеству заодно) крупно повезло. Природа преподнесла ему на блюдечке с золотой каемочкой вакцину против натуральной оспы. Создавать ничего не требовалось. Наличие у двух родственных вирусов оспы, коровьей и человечьей, перекрестной иммунологической реакции, позволяло использовать безопасный для людей вирус коровьей оспы, вызывавший заболевание в легкой форме, для защиты от страшного вируса натуральной оспы. Бери содержимое оспенных пузырьков у человека, больного коровьей оспой, или у больной коровы и втирай его в царапину на теле прививаемого – вот и все. Никакой гениальности для создания вакцины против оспы не требовалось, нужно было обладать наблюдательностью и способностью к логическому мышлению. Обратил Дженнер внимание на то, что доярки, переболевшие коровьей оспой, не заболевают оспой натуральной и сделал нужные выводы.

А вот по поводу вакцины против ВИЧ природа никакой подсказки не дала. Это первое.

Второе. Заражение ВИЧ может происходить двояким образом, как с помощью свободных вирусов, так и с помощью «троянских коней» – инфицированных вирусом клеток (например – лимфоцитов). Наличие «троянских коней» создает дополнительные требования к вакцинам против ВИЧ. Они должны обеспечивать не только выработку антител против свободных вирусов, но и стимулировать образование Т-киллеров, которые станут разрушать инфицированные вирусом клетки. Получить вакцину двойного действия сложнее, чем одинарного.

Третье. ВИЧ обладает способностью угнетать иммунную систему, то есть этот вирус нарушает работу тех клеток, которые должны с ним бороться, которые должны реагировать на введение вакцины.

Четвертое. ВИЧ существует в организме хозяина в двух формах – в виде РНК и виде ДНК, встроенной в ДНК хозяина. Эта встроенная ДНК не имеет опознавательных признаков, по которым иммунная система могла бы ее опознать и уничтожить. А ничем, кроме уничтожения клетки, невозможно остановить «тиражирование» новых вирусов, вставленных в клеточную ДНК.

И пятое, пожалуй – самое страшное. ВИЧ невероятно изменчив, изменчивее, чем любой из вирусов гриппа, а чем изменчивее вирус, тем труднее создавать вакцины против него. А когда вакцина наконец-то будет создана (хочется верить, что это произойдет в ближайшем будущем), ее придется постоянно «обновлять», создавая новые варианты.[76]

Однако пора бы и познакомиться с вирусом иммунодефицита человека поближе, а то как-то неловко получается – сплетничаем о незнакомом субъекте.

ВИЧ имеет сферическую форму. Это относительно крупный представитель семейства ретровирусов, диаметр его вириона составляет 110 нанометров.

Суперкапсид вируса утыкан шипами – 72 молекулами белка gp120, каждая из которых связана с внутримембранным белком gp41. Белок gp41, в свою очередь, связан с матриксным белком капсида р17МА. В результате такого взаимодействия белковых молекул суперкапсид получается прочным, обеспечивающим надежную защиту двум идентичным молекулам вирусной РНК, которые содержатся в конусовидном капсиде (можно говорить о двух молекулах РНК или об одной двунитевой молекуле РНК – и так, и этак будет правильно). В клетке с помощью обратной транскриптазы вирусная РНК превращается в ДНК-геном (или ДНК-провирус), который может вставляться в молекулы ДНК клетки-хозяина.

Схематическое изображение вириона ВИЧ в разрезе

Генетическое досье ВИЧ состоит из 9 генов, кодирующих синтез 9 структурных и 6 регуляторных вирусных белков.

Проникнув в организм, вирус ищет клетки, на мембранах которых есть белковый рецептор CD4. Этот рецептор, являющийся специфическим для ВИЧ, имеют Т-хелперы, макрофаги и моноциты. У Т-хелперов рецепторов CD4 очень много, и потому они особенно чувствительны к этому вирусу.

Однако, несмотря на всю свою любовь к рецепторам CD4, ВИЧ может поражать клетки, которые их не имеют, например клетки слизистой оболочки прямой кишки и сперматозоиды. Для прикрепления к таким клеткам ВИЧ использует другие мембранные рецепторы.

Главным резервуаром ВИЧ являются лимфатические узлы, в которых собрана основная масса Т-лимфоцитов, идеально подходящих для размножения вируса. На ранних этапах ВИЧ-инфекции Т-лимфоциты служат единственной мишенью для вируса, но постепенно вирус начинает проникать и в другие доступные ему клетки, в первую очередь в макрофаги. Надо сказать, что в макрофагах вирусу не удается вести себя так же разнузданно, как и в Т-лимфоцитах. В силу ряда причин, углубляться в которые не хочется, макрофаги играют роль надежного хранилища вируса, а не площадки для его активного размножения. Макрофаги более устойчивы, они не погибают от заражения, но начинают гораздо хуже исполнять свои обязанности.

Вирус распознает CD4-рецепторы и прикрепляется к ним с помощью своих шипов – молекул белка gр120. Затем в дело вступает второй суперкапсидный белок – gp41, который связывается с другим мембранным белком, обеспечивая тем самым слияние клеточной и вирусной мембран.

«Вдавившись» в клетку в составе пузырька, образованного клеточной мембраной, вирус встречается с лизосомой, поглощается ею и выходит наружу уже без суперкапсида. На пути к клеточному ядру разрушается капсид, высвобождая молекулы вирусной РНК, которые проникают в ядро вместе со своей «свитой» – комплексом из нескольких ферментов и молекулой РНК-праймера. «Свита» эта обитает в капсиде вместе с вирусной РНК.

Надо сказать, что в отличие от многих других вирусов, абсолютных халявщиков, у которых нет ничего своего, кроме генетического досье, ВИЧ в самом важном на клетку-хозяина не полагается.

Вирус имеет собственный праймер, к которому фермент ДНК-полимераза начинает присоединять нуклеотиды при создании молекулы ДНК. Полимеразам нужен фрагмент, начальная цепочка нуклеотидов, которую они станут дополнять. Сами по себе, «с нуля» полимеразы не могут начинать синтез.

Вирус имеет ДНК-зависимую ДНК-полимеразу, обратную транскриптазу и РНКазу, которая отщепляет ставший ненужным праймер от синтезируемой молекулы ДНК. Также он имеет протеазу, которая запускает и реализует процесс созревания вириона, и интегразу, которая обеспечивает включение провирусной ДНК в молекулу ДНК клетки-хозяина. Согласитесь, что своя команда надежнее чужой, на своих можно спокойно положиться.

Про «свою команду» это была шутка. Разумеется, вирус не руководствуется понятиями «свой фермент» и «чужой фермент», он вообще думать не умеет. Но, если серьезно, то чем меньше вирус зависит от клетки-хозяина, тем больше его шансы на выживание. В клетке в любой момент может произойти мутация, которая изменит нужный вирусу фермент и вирус уже не сможет в такой клетке паразитировать. Наличие собственного комплекта важных ферментов делает вирус менее зависимым от «прихотей» клеток-хозяев.

После того, как ДНК-провирус будет синтезирован, он встраивается в одну из хозяйских молекул ДНК (давайте вспомним, что у человека этих молекул 46) и какое-то время пребывает в неактивном состоянии. В таком состоянии провирус ведет себя как обычный клеточный ген, который при делении переходит в дочерние клетки. По сути дела, ВИЧ размножается даже и в неактивном состоянии, просто в этом случае не синтезируются капсидные белки и не образуются капсиды, размножается только вирусный генетический материал, эта бомба замедленного действия, которая может взорваться в любой момент.

«Тихое» вирусоносительство может продолжаться несколько лет. Важно понимать, что полностью неактивным ВИЧ никогда не бывает. Какая-то часть вирусов в организме активно размножается, поддерживая непрерывный и весьма интенсивный кругооборот вирионов.[77]

Пребывание вирусного фрагмента в ДНК клетке никакого вреда не наносит. Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) начинает развиваться только после массовой активации вируса, которая сопровождается массовым разрушением пораженных клеток.

Обратите внимание на такую вот «казуистику» – синдром приобретенного иммунного дефицита является состоянием, развивающимся на фоне ВИЧ-инфекции. Состоянием, но не болезнью в прямом понимании этого слова. Болезни приходят следом за ослаблением иммунитета.

ВИЧ существует в двух разновидностях – ВИЧ‐1 и ВИЧ‐2. По сути эти типы являются двумя разными вирусами, настолько много между ними отличий.

Во всем мире преобладает ВИЧ-1, когда говорят о ВИЧ без указания разновидности вируса, то имеют в виду ВИЧ‐1. Именно этот вирус был описан первым в 1983 году.

В свою очередь, ВИЧ-1 подразделяется на группы, основной из которых является группа М. Принято считать, что эти группы – M, N, O и P – образовались в результате независимых, отдельных друг от друга, случаев передачи вируса иммунодефицита обезьян от обезьяны к человеку. Впоследствии каждая из четырех групп мутировала до ВИЧ. Не надо удивляться тому, что четыре разных штамма вируса иммунодефицита обезьян эволюция привела «к единому знаменателю» – вирусу иммунодефицита человека, ведь все эти штаммы жили в одной и той же среде, в человеческом организме, и для всех них оказывались полезными одни и те же мутации.

Особый интерес среди этих четырех групп представляют вирусы группы P, РНК которых похожа на РНК разновидности вируса иммунодефицита обезьян, встречающейся не у шимпанзе, а у горилл. Этот вирус был обнаружен у женщины из Камеруна, проживавшей во Франции. Вполне возможно, что источниками первоначального заражения человека, наряду с шимпанзе и мангабеями, также были гориллы.

ВИЧ-2 в основном локализуется в Западной Африке. Он не такой вирулентный (заразный) и не так быстро разрушает иммунную систему, как ВИЧ-1. Известно несколько групп ВИЧ-2, из которых только группы A и B способны вызывать эпидемические процессы. Вирусы группы А распространены в Западной и Юго-Западной Африке, а также в Бразилии и Индии. Изредка они выявляются в США и Европе. А вирусы группы В не склонны к перемене мест, их находят только в Западной Африке.

Разные «породы» вирусов обуславливают разные темпы развития СПИДа у пациентов с ВИЧ. Кстати говоря, в организме одного ВИЧ-инфицированного могут уживаться вместе несколько разновидностей вируса.

Действие ВИЧ на организм многогранно. Не стоит понимать его примитивно – вирус размножается в клетках, вызывая тем самым их гибель. Знаете ли вы, что на любом этапе ВИЧ-инфекции бывает заражено не более 5 % Т-хелперов? Да, представьте – всего 5 %! Прямым поражением, то есть посредством размножения вируса в клетке, организму в целом и иммунной системе в частности наносится относительно небольшой ущерб. Скажем честно – потеря 5 % Т-хелперов погоды в организме не делает. Но у ВИЧ есть много способов навредить. Все мы рассматривать не станем, чтобы не растягивать запредельно эту и без того большую главу, ознакомимся только с главными.

Для подготовки суперкапсида вирусу нужно вставлять свои белки в мембрану инфицированной клетки, верно? Мантия же шьется заранее.

А что произойдет, если встроенные в мембрану вирусные белки начнут связываться с рецепторами соседних клеток? В местах прикрепления мембраны станут разрушаться и произойдет слияние клеток. Таким «контактным» образом одна зараженная клетка способна поразить (заразить) до 50 своих соседок. Клетки сливаются в нежизнеспособный комплекс. Это уже другой масштаб поражения, верно?

«Тиражирование» двунитевой вирусной РНК происходит более медленными темпами, нежели синтез молекул поверхностного белка gp120, которые собираются «на раз-два». При разрушении зараженной клетки невостребованные молекулы выходят в окружающую среду и самостоятельно связываются с рецепторами CD4 соседних клеток. Разрушить клеточную мембрану одинокие молекулы вирусных белков неспособны, но они имитируют заражение клетки и превращают ее в потенциальную мишень для антивирусных антител. Для уничтожения клетки достаточно одной-единственной молекулы вирусного белка на поверхности клеточной мембраны.

Прикрепление белка gp120 к рецептору CD4, а также действие на здоровую клетку ряда других вирусных продуктов может вызывать апоптоз – самоубийство клетки. Самоубийство здоровой, а не зараженной клетки, обратите внимание. В настоящее время многие ученые считают индуцированный апоптоз здоровых Т-лимфоцитов ведущим механизмом поражения этих клеток при ВИЧ-инфекции.

ВИЧ не только губит имеющиеся клетки иммунной системы, он также препятствует образованию новых, поражая стволовые клетки костного мозга и клетки тимуса (вилочковой железы). А если вместо размножения вируса в клетке произойдет вставка провирусной ДНК в клеточный геном, то новые иммунные клетки изначально будут содержать в себе вирус. Как говорится – не мытьем, так катаньем.

ВИЧ может передаваться через прямой контакт поврежденной или неповрежденной слизистой оболочки или поврежденной кожи здорового человека с такими биологическими жидкостями зараженного человека, как кровь, сперма, предсеменная жидкость, которая выделяется на протяжении всего полового акта, секрет влагалища и грудное молоко. Слезы, слюна, пот и моча зараженного человека опасности для здоровых людей не представляют, потому что не содержат эпидемически значимых (могущих вызвать заражение) концентраций ВИЧ.

Кстати говоря, через неповрежденные слизистые оболочки вирусам довольно сложно проникать в организм в эпидемически значимых количествах. Им приходится внедряться в дендритные клетки (вспомните, что это такое) и пробираться по ним в лимфатические узлы, а это долгий и непростой путь. Гораздо проще сразу же попасть всей дружной компанией в кровь через повреждение на слизистой оболочке и добраться до лимфоузлов с максимальным комфортом и в кратчайшие сроки. Образно говоря, одно дело идти через горный хребет пешком и совсем другое – пролететь над ним на вертолете.

Некоторые люди, входящие в группы повышенного риска заражения ВИЧ (проститутки, наркоманы) остаются неинфицированными, несмотря на многократно повторяющуюся возможность заражения. Заметили это еще в конце восьмидесятых годов прошлого столетия, но причину обнаружили только в 1997 году.

Дело в белковом рецепторе CCR5, находящемся на поверхности клеточных мембран иммунных клеток, в которые и внедряется ВИЧ. CCR5 выступает в роли дополнительного рецептора (по-научному – корецептора), который связывается с шипом ВИЧ в дополнение к первичному рецептору – мембранному белку CD4. Если рецептор CCR5 не скрепит союз вируса и клетки-жертвы, то союз этот будет непрочным и вирус не сможет внедриться в клетку. Не позволяет вирусу прикрепиться к поверхности клеточной мембраны генетический вариант этого белка, известный как «мутация CCR5-Δ32».[78]

Как известно, половину генов человек получает от отца, а другую половину – от матери. Каждый признак кодируется (определяется) парой генов – отцовским и материнским. Если у человека есть два гена CCR5-Δ32, то он не имеет возможности стать носителем ВИЧ ни при каких обстоятельствах, хоть зараженную кровь ему литрами переливай. Если же ген CCR5-Δ32 получен только от одного из родителей, то человек будет относительно устойчивым к ВИЧ. Иначе говоря, для того, чтобы вызвать у него заражение, потребуется очень большое количество вирусов, в несколько раз превышающее то, что нужно для заражения людей, клетки которых имеют обычный рецептор CCR5.

Кстати говоря, именно распределением в популяциях мутаций CCR5-Δ32 и объясняется расово-этническая разница восприимчивости к ВИЧ. У европеоидов ген CCR5-Δ32 встречается чаще, чем у негроидов, а меньше всего его среди монголоидов. Подобная разница позволяет выдвигать гипотезу давнего происхождения ВИЧ, согласно которой европеоиды перенесли в прошлом несколько ВИЧ-эпидемий, в ходе которых выживали самые устойчивые, вот и распространился среди них такой признак. Однако генетические данные вполне достоверно подтверждают юный возраст ВИЧ. Можно допустить, что в прошлом европейцы пережили эпидемии, вызванные чем-то похожими на ВИЧ вирусами, но, вероятнее всего, неравномерное распределение мутации CCR5-Δ32 у разных рас – это всего лишь случайность.

Условными лучами света в темном ВИЧ-пандемическом царстве являются два пациента – Берлинский и Лондонский…

Нет, это не сказка и не притча, а две совершенно реальные истории.

Американец Тимоти Рэй Браун, родившийся в 1966 году, считается первым в мире человеком, который вылечился от ВИЧ. Вирус был выявлен у Брауна в 1995 году, когда тот учился в Берлине, чем и обусловлено прозвище Берлинский пациент.

В 2007 году Брауну провели трансплантацию (пересадку) гемопоэтических стволовых клеток для лечения лейкемии, развившейся у него на фоне СПИДа…[79]

Наверное, надо сказать немного о стволовых клетках, чтобы была ясна суть этого лечения.

«Стволовыми» называются незрелые или, как говорят ученые – недифференцированные клетки, способные к делению и дифференцировке, то есть превращению в клетки различных типов. Оплодотворенная яйцеклетка – это стволовая клетка, суперстволовая клетка, клетка-праматерь, из которой развивается весь организм. А вот нейрон, клетка нервной системы, стволовой считаться не может, поскольку она относится к определенному типу клеток и переродиться в клетку другого типа не может. Образно говоря, стволовые клетки – маленькие волшебники, способные превращаться во что угодно.

У пациента тяжелое поражение нервной системы, вызванное разрушением или перерождением нейронов? Из стволовых клеток вырастут новые нейроны, причем – полностью совместимые, не чужие какие-нибудь, а свои собственные. И пациенту не придется всю оставшуюся жизнь принимать препараты, подавляющие иммунитет, для того, чтобы предотвратить отторжение пересаженного органа.

У пациента тяжелое заболевание крови? Из стволовых клеток вырастут новые клетки крови. Кроветворные стволовые клетки называются гемопоэтическими (то же самое, только на греческом).

Стволовые клетки есть у каждого из нас. Они сохраняются и функционируют во взрослом организме, но их достаточно для обеспечения нормальной жизнедеятельности, а с тяжелыми болезнями они без посторонней помощи, без «интервенции» добавочных стволовых клеток, справиться не в состоянии. Опять же, по мере старения организма количество стволовых клеток в нем уменьшается, а риск развития различных заболеваний, наоборот, увеличивается.

Врачи, проводившие трансплантацию, выбрали из 60 подходящих доноров стволовых клеток человека, обладавшего парным набором CCR5-Δ32, то есть такого, за чьи клеточные рецепторы ВИЧ никак не мог ухватиться. Такой выбор был сделан намеренно, врачам хотелось убить одним выстрелом двух зайцев – подействовать и на лейкемию, и на ВИЧ.

Расчет вроде как оправдался. Спустя три года после трансплантации, на фоне прекращения антивирусной терапии, в крови Брауна и во взятых у него образцах тканей не удалось обнаружить ВИЧ. Содержание антител к ВИЧ в крови Брауна также понизилось. Но особых причин для радости пока что нет. Случай Брауна – единичный, а на основании единичных фактов глобальные научные выводы не делаются. Вдобавок, у Брауна пересадка стволовых клеток проводилась в рамках борьбы с лейкемией, то есть риск (а при пересадке стволовых клеток он есть всегда и притом немалый) был оправданным. А еще в геноме Брауна присутствовала одна копия гена CCR5-Δ32, полученная от кого-то из родителей. Это обстоятельство нельзя сбрасывать со счетов, оно имеет важное значение.

Вот другая история. В 2012 году у анонимного пациента из Лондона, жившего с ВИЧ на протяжении 10 лет, был диагностирован лимфогранулематоз – злокачественное заболевание лимфоидной ткани. В мае 2016 года врачи Клиники Университетского колледжа Лондона провели пересадку стволовых клеток от донора с парным набором гена CCR5Δ32. Через 16 месяцев после операции Лондонский пациент прекратил принимать антивирусную терапию. Более поздние исследования не обнаружили ВИЧ в его крови и образцах тканей. Наблюдение продолжается, говорить о полном излечении пока еще рано. В отличие от Брауна, в геноме Лондонского пациента копий гена CCR5-Δ32 не было.

Недавно в компанию пациентов, которых врачи пытаются избавить от ВИЧ, добавился еще один – Дюссельдорфский, диагноз которого аналогичен диагнозу Лондонского пациента. Возможно, что есть и другие пациенты с ВИЧ, которым для лечения онкологических заболеваний пересаживались стволовые клетки от доноров с мутацией CCR5-Δ32, ведь объявления о подобных операциях делаются не сразу, а после довольно длительного наблюдения (клиническое значение имеет отсутствие ВИЧ в крови как минимум в течение 1 года).

Условно говоря, лечение ВИЧ донорскими стволовыми клетками – это послезавтрашний день, причем только в том случае, если все сложится должным образом.

День завтрашний – это создание вакцины и специфического антивирусного препарата.

Ранее ошибочно считалось, что ВИЧ-инфицированные люди в латентной стадии инфекции могут заражать других лиц даже на фоне противовирусной терапии. Но три глобальных клинических исследования, завершившиеся в 2016 году, доказали обратное. Если противовирусная терапия проводится должным образом, то есть препараты назначаются в адекватных дозах и принимаются регулярно, то передача вируса при незащищенном половом акте становится невозможной, потому что концентрация вируса в биологических жидкостях снижается до «незаразительных» пределов. Это обстоятельство дает основания прогнозировать прекращение пандемии ВИЧ к 2030 году. Заметьте, что речь идет не о победе над ВИЧ, а только о прекращении пандемии. В наше время прогнозы стали более осторожными, чем те, которые делались в конце прошлого столетия.[80]

Глава четырнадцатая

Вирусные геморрагические лихорадки

К тому времени уже стало понятно, что мы имеем дело с одной из самых опасных инфекционных болезней в истории человечества.

Тогда мы не знали о том, что вирус передается через биологические жидкости больного человека. Мы носили защитные костюмы, латексные перчатки, я даже надел мотоциклетные очки. Когда мы работали в госпитале, я больше всего боялся случайно порезаться и заразиться. Однажды у меня появились высокая температура, головная боль и диарея. «Ну, все, вот оно!» – подумал я, но мне удалось сохранить хладнокровие. Я знал, что мои симптомы могут быть вызваны совершенно другой причиной, не столь страшной. Поэтому я просто сел в своей комнате и стал ждать развития событий. К счастью, на следующее утро мне стало намного лучше. Оказалось, что у меня была желудочно-кишечная инфекция.

Из интервью бельгийского ученого-микробиолога Питера Пиота, одного из первооткрывателей вируса Эбола.

В этой главе речь пойдет о представителях разных семейств, у которых есть одно общее свойство – все они вызывают заболевания, протекающие по типу геморрагических лихорадок.

Что такое геморрагическая лихорадка?

Слово «геморрагия» переводится с греческого как «кровотечение». Для геморрагических лихорадок характерно воспалительное поражение сосудов, приводящее к развитию тромбогеморрагического синдрома или синдрому диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови (ДВС-синдрому). В мельчайших кровеносных сосудах – капиллярах образуются множественные тромбы, закупоривающие их просветы и делающие невозможным снабжение тканей и органов кислородом и питательными веществами. Одновременно с этим кровь теряет способность к свертыванию, что приводит к множественным массивным кровоизлияниям и кровотечениям.

Вам кажется странным сочетание массированного свертывания крови в капиллярах с общей несвертываемостью крови? Ничего странного в этом нет. Свертывание крови обеспечивают определенные белки. Если все они будут задействованы для образования тромбов в капиллярах, то свертывающий ресурс крови исчерпается и сворачиваться будет нечему.

Возможно, кто-то из читателей сейчас подумал: «Ну что там можно исчерпать в этих мелких капиллярах?». Вот немного анатомо-физиологической статистики. В теле взрослого человека в среднем насчитывается около 130 000 000 000 капилляров. Лишних нулей нет, речь идет именно о ста тридцати миллиардах. Общая площадь поперечных сечений капилляров взрослого человека составляет около 50 м², что в 25 раз больше поверхности тела. А средняя суммарная длина капилляров взрослого человека составляет около 100 000 км. Сто тысяч километров! Так что если кровь начинает массово сворачиваться в мелких сосудах, то ее свертывающий ресурс исчерпывается в мгновение ока.

Кровь выливается из сосудистого русла почем зря, а органы и ткани страдают от недостатка или отсутствия питательных веществ и кислорода… Ужас? Еще какой! ДВС-синдром – крайне опасное, смертельно опасное состояние. Летальность при различных лихорадках разная, но всегда высокая. Самой смертоносной на сегодняшний день считается лихорадка Эбола, убивающая до 9 человек из 10 заболевших.

Ну а «лихорадка», наверное, в пояснениях не нуждается. И так ясно, что заболевание протекает с выраженным повышением температуры тела.

Если вы погуглите, то узнаете, что геморрагические лихорадки относятся к так называемым «забытым болезням». Но не спешите радоваться – такой перевод английского термина «neglected diseases» не очень точно передает его смысл. Правильнее было бы сказать «заболевания, которыми пренебрегают», потому что «neglect» означает «пренебрегать», «не обращать внимания». Ну а если уж переводить не буквально-дословно, то лучше было бы сказать «игнорируемые заболевания», поскольку речь идет об инфекционных и паразитарных тропических заболеваниях, на которых мировая общественность не обращает внимания, поскольку эти заболевания распространены среди бедного населения в наиболее отсталых регионах Азии, Африки и Латинской Америки. А реально «забытой» болезнью является разве что натуральная оспа…

Главный герой этой главы – вирус Эбола, он же эболавирус, самый смертоносный из геморрагически-лихорадочных вирусов, который в 2014 году навел шороху в масштабе всей планеты. Интересен не только сам эболавирус, но и меры, которые были приняты, а если точнее, то не были приняты правительством Гвинеи во время вспышки лихорадки Эбола. В наше время, когда бо2льшая часть человечества успела изрядно настрадаться от карантинных мер, вызванных пандемией коронавируса SARS-CoV-2, важно понимать, для чего принимаются эти меры и что может случиться при их массовом несоблюдении или несвоевременном принятии.

Эболавирус относится к семейству филовирусов[81], члены которого имеют одноцепочечную РНК отрицательной полярности. Название семейства происходит от латинского слова «филум» – «нить». Вирионы филовирусов Эбола имеют продолговатую, нитевидную форму. В частности, вирион Эбола вытянут в длину на целых 1400 нанометров, а ширина его составляет около 80 нанометров. Это как раз тот случай, когда по внешнему виду можно судить о характере – и вид у эболавируса змеиный, и нрав тоже.

1400 нанометров – впечатляющая цифра, не так ли? Филовирусы являются одними из самых крупных вирусов. Крупнее них только мимивирусы и мегавирусы.

Гигантскому вирусу непременно нужен суперкапсид, облегчающий проникновение в клетку. Основной поверхностный белок эболавируса по своему строению и функциям напоминает поверхностный белок gp120 ВИЧ и гемагглютинин вируса гриппа. Капсид эболавируса имеет спиральную структуру и в основном образован одним белком, молекулы которого взаимодействуют как с суперкапсидом, так и между собой. Всего же РНК вируса кодирует 7 белков, 6 из которых служат для воспроизводства и жизнеобеспечения, а седьмой, как считается, способен подавлять образование противовирусных антител. Именно эта способность определяет высокую скорость протекания болезни и ее высокую летальность.

В свиту вирусной РНК входят РНК-зависимая РНК полимераза, обеспечивающая копирование своей «госпожи» и два белка, контролирующих процесс синтеза РНК-матриц. По совместительству эти белки подавляют иммунный ответ организма-хозяина. У эболавируса не только крепкая оболочка из спаянных в единый монолит капсида и суперкапсида, у него еще есть команда противоиммунных агентов, собственная служба безопасности.

Природный резервуар филовирусов находится где-то в дикой природе, но пока еще не удалось установить, кто именно из животных является хранителем и выявить всех переносчиков. Известно только, что естественными носителями вируса являются представители семейства крылановых, которых в Западной Африке принято употреблять в пищу – это наиболее распространенный путь передачи вируса от животных к человеку. Эболавирус поражает человека и некоторых других приматов, например, шимпанзе (которых тоже, как уже говорилось выше, в Африке едят), а также парнокопытных, в частности – свиней. Передача вируса между людьми происходит при прямом контакте с биологическими жидкостями зараженного человека, в первую очередь – с кровью.[82]

Свое звучное название эболавирусы получили от реки Эбола, протекающей в северной части Демократической Республики Конго. В бассейне этой реки в 1976 году впервые был выделен вирус.

В учебниках и руководствах, написанных до 2014 года можно встретить упоминание о том, что заболеваемость лихорадкой Эбола прекращается до того, как распространение болезни достигнет эпидемического уровня. Ага, как бы не так! Просто до определенного момента человечеству везло, но везение никогда не бывает вечным.

Среди факторов, способствующих возникновению и распространению эпидемий важное значение имеет социально-политический фактор. К сожалению, далеко не каждое правительство способно своевременно принимать правильные противоэпидемические меры (обратите внимание на то, что применительно к противоэпидемическим мерам «своевременно» так же важно, как и «правильные», как говорится – хороша ложка к обеду). И далеко не каждый человек способен соблюдать установленные правительством меры.

Эпидемию лихорадки Эбола в Западной Африке принято датировать 2014–2015 годами, но на самом деле она началась в Гвинее в декабре 2013 года.[83]

Правительства стран Западной Африки не имели достаточного опыта борьбы с эпидемиями, то же самое можно сказать и о местных врачах. У некоторых стран не было средств для проведения таких мероприятий. Различные национальные и международные организации направляли в Гвинею и соседние с ней страны все необходимое для борьбы с эпидемией, в том числе и медицинский персонал. Что же касается населения, в большинстве своем необразованного или малообразованного, то оно легко поддавалось панике, верило дезинформации и саботировало карантинные мероприятия.

В результате эпидемия, которую легко можно было бы локализовать в месте вспышки, вышла за пределы Гвинеи и распространилась на Либерию, Сьерра-Леоне, Нигерию, Мали, Сенегал, Великобританию, Италию, Испанию и США (нет, вы только представьте!). Длилась эта эпидемия более двух лет – лишь 29 декабря 2015 года Всемирная организация здравоохранения официально объявила о ее окончании.

Началось все с того, что в деревне Мелианду (это, если кому интересно, префектура Гекеду в провинции Нзерекоре, находящейся на юге Гвинеи) 2 декабря 2013 года заболел двухлетний ребенок. У него наблюдались такие симптомы, как лихорадка, кровавый понос и рвота. Каким образом заразился ребенок, выяснить так и не удалось. Ребенок умер 6 декабря 2013 года, успев перед этим заразить членов своей семьи.

13 декабря умерла мать ребенка, 29 декабря умерла его трехлетняя сестра, а 1 января умерла бабушка.

Четыре смерти в одной семье от одного и того же явно инфекционного заболевания должны были насторожить местных врачей и местные власти. Это еще не эпидемия, но это уже очень тревожный сигнал, особенно для региона, в котором возможна вспышка геморрагической лихорадки. Можно предположить, что в Гвинее есть проблемы с оказанием медицинской помощи населению, но уж смерть граждан там должна регистрироваться в любом случае и при этом нужно указывать причину смерти, хотя бы и предположительную.

При похоронах бабушки заразились жители деревни, деревенская повитуха заразила семью в соседней деревне, оттуда вирус перекинулся на третью деревню и дошел до столицы провинции города Гекеду… Кроме распространения среди населения, вирус прошел по цепочке медицинских работников. На начало марта число официально зарегистрированных смертей от непонятного заболевания перевалило за 20. И это только официально зарегистрированных! Нельзя исключить, что смерть многих умерших от лихорадки Эбола была объяснена другими причинами.

Лишь 10 марта 2014 года, то есть – спустя два с лишним месяца от реального начала эпидемического процесса, врачи из Гекеду сообщили об эпидемии в министерство здравоохранения Гвинеи.

Два с лишним месяца не принималось никаких противоэпидемических мер! Провинциальные врачи явно надеялись на то, что вспышка угаснет сама по себе.

Вообще-то на подобные случаи существуют или по логике вещей должны существовать, четкие должностные инструкции, оговаривающие все от «а» до «я», начиная с того, в каких случаях сообщать об угрозе эпидемии наверх и заканчивая тем, какие меры нужно принимать до получения указаний свыше.

С 2010 года в рамках борьбы с малярией в Гекеду работал отдел международной организации «Врачи без границ». Этот отдел получил информацию об эпидемии 12 марта, то есть спустя два дня после отправки сообщения в министерство здравоохранения Гвинеи. Непонятно, почему нельзя было сделать оба сообщения одновременно.

Гвинея – страна небольшая. От столичного города Конакри до префектуры Гекеду можно доехать на автомобиле за 13–15 часов или же за час с небольшим долететь на самолете. Но команда, направленная министерством здравоохранения Гвинеи, прибыла на место эпидемии только 14 марта, через четверо суток после отправки сообщения об эпидемии!

В подобной ситуации таких проволочек быть не должно, тут даже комментировать нечего. Более того, эта команда не сделала ничего существенного для борьбы с эпидемией. Реальные меры начали приниматься с 18 марта, когда на место эпидемии прибыла из Европы группа «Врачей без границ». В самой Гвинее не оказалось лабораторий, способных исследовать образцы крови, взятые у больных. Кровь пришлось отправлять в лаборатории, находящиеся во Франции и Германии, что потребовало дополнительного времени. 25 марта 2014 года было официально объявлено, что причиной эпидемии стал вирус Эбола, известный с 1976 года.

Вы можете сказать: «Ну что могло сделать министерство здравоохранения Гвинеи? Ведь у них даже не было возможности установить возбудителя».

Во-первых, надо было обеспечить немедленно информирование министерства здравоохранения о вспышках инфекционных заболеваний. Вот как только, так чтоб сразу.

Во-вторых, надо было своевременно принять все положенные противоэпидемические меры. Когда у тебя перед глазами разворачивается эпидемия, первым делом нужно ограничить ее распространение – изолировать заболевших, наблюдать за теми, кто был с ними в контакте, свести до минимального минимума передвижения людей в очаге и изолировать сам очаг от внешнего мира. «Элементарно, Ватсон!», – как сказал бы Шерлок Холмс.

В Конакри, между прочим, есть не только министерство здравоохранения, но и университет имени Гамаля Абделя Насера, в котором имеется медицинский факультет. Медицинские чиновники и университетские профессора совместными усилиями вполне могли бы разработать программу противоэпидемических мероприятий, соответствующую местным условиям. А заодно и обучить местных медиков правилам работы в эпидемических очагах и вообще правилам работы с инфекционными больными. Но ничего подобного сделано не было. Очень часто местный медицинский персонал оказывался настолько необученным, что при наличии перчаток оказывал помощь пациентам с кровотечениями голыми руками.[84]

К слову будь сказано, что специфического лечения, действующего непосредственно на эболавирус, не существует до сегодняшнего дня, а экспериментальная вакцина была создана лишь в 2015 году. Так что бороться с распространением заболевания приходилось лишь посредством противоэпидемических мер.[85]

Короче говоря, вирус в Гвинее упустили, и он пошел гулять по соседним странам, откуда добрался даже до Европы и США (правда, то были единичные случаи – болели заразившиеся в Гвинее медики, которые вернулись домой).

Ситуация с несвоевременным и неполным принятием противоэпидемических мер осложнялась отношением населения к этим мерам.

Для того, чтобы карантинные ограничения соблюдались в полной мере люди должны понимать, что все, что делается, делается для их же блага и блага всего общества в целом. «Свобода есть осознанная необходимость», – сказал кто-то из философов. Тезис этот спорный, но рациональное зерно в нем есть. Если человек понимает необходимость происходящего, то он соблюдает правила. Если не понимает, то в лучшем случае не соблюдает их, а в худшем неповиновение принимает массовый характер и начинаются беспорядки.

Часть населения Западной Африки делало все возможное для дальнейшего и скорейшего распространения эпидемии. Многие не верили в то, что медики хотят им помочь. Люди считали, что на самом деле врачи с медсестрами не лечат их, а заражают этой страшной болезнью. А чего еще можно было ожидать? Чем ниже уровень интеллекта и образованности, тем сильнее склонность к конспирологическим теориям всеобщего заговора и им подобным. Местами дело доходило до бунтов, напоминавших холерные бунты в Российской империи XIX века. Толпы громили больницы для того, чтобы «освободить» госпитализированных или, наоборот, пытались сжигать больницы для того, чтобы остановить распространение страшной болезни. Люди отказывались сдавать анализы, отказывались соблюдать карантин. То и дело возникали стихийные демонстрации, которые обычно заканчивались погромами и стычками с полицией. Дошло до того, что «Врачам без границ» пришлось в срочном порядке эвакуировать всех своих сотрудников из Гвинеи, потому что их угрожали убить и угрозы эти были далеко не голословными.

При объявлении чрезвычайного положения в Либерии, которая граничит с Гвинеей, стоящая во главе страны Эллен Джонсон-Серлиф сказала, что распространению болезни продолжают способствовать невежество и бедность, а также укоренившиеся религиозные и культурные традиции. Заметим, кстати, что чрезвычайное положение в Либерии, стране, у границ которой находился очаг эпидемии и куда эпидемия пришла прежде других стран, было объявлено только 6 августа 2014 года! Что тут можно сказать, кроме сакраментального «поздно пить боржом, если почки отказали».

Религиозные и культурные традиции, о которых упомянула Джонсон-Серлиф, предполагают такие вещи, как прощальное целование умерших перед преданием тела земле, продолжительные бдения родственников и друзей около тела умершего, непременное обмывание тела и возможное сбривание с него волос. Хоронить покойников полагается только в земле, ни о какой кремации и речи быть не может, причем тех, кто умер скоропостижно от тяжелой болезни, надо хоронить у текущей воды, вблизи рек и ручьев, чтобы вода «унесла болезнь».

По местным поверьям, любое отступление от вековых традиций погребения чревато крупными неприятностями – дух неправильно захороненного покойника обидится и станет мстить тем, кто нарушил правила. А карантинные меры требовали не только максимально возможного ограничения контактов с телом умершего от лихорадки, но и сжигания тел, потому что захороненные в землю тела служили источниками заражения подземных и наземных вод. Однако даже после того, как в Гвинее и Либерии были изданы правительственные указы, предусматривающие обязательную кремацию тел умерших от лихорадки Эбола, многие люди тайком хоронили своих родственников в земле. Обратите внимание вот на какое обстоятельство – возбудитель эпидемии был установлен 25 марта 2014 года, а обязательную кремацию ввели только в августе, через четыре с лишним месяца. Почему нельзя было сделать это в конце марта, сразу же после того, как стал известен возбудитель?

В результате всего сказанного выше эпидемия, которую вполне можно было локализовать в границах префектуры Гекеду или, на худой конец, в границах провинции Нзерекоре, и ликвидировать не позднее марта 2014 года, гуляла по Африке на протяжении двух лет и унесла жизни более чем одиннадцати тысяч человек. Для сравнения – 27 марта 2014 года эпидемия еще оставалась в пределах Гвинеи, из 103 зарегистрированных заболевших на тот момент умерло 66.

В ХХI веке человечество уже дважды наступало на грабли безответственного отношения к эпидемиям – в Гвинее и в 2002 году в Китае, когда там произошла вспышка атипичной пневмонии, которая по-научному называется тяжелым острым респираторным синдромом. Но китайский случай мы разберем в главе, посвященной коронавирусам.

Другим филовирусом, вызывающим геморрагическую лихорадку у человека, является вирус Марбург, или марбургвирус. Первоначально этот вирус был обнаружен в Центральной и Восточной Африке, где он поражал обезьян, как человекообразных, так и остальных. Естественным резервуаром этого вируса предположительно считаются нильские крыланы, они же – египетские летучие собаки.

Марбургвирус очень похож на эболавирус, но вызываемое им заболевание протекает менее тяжело, чем лихорадка Эбола, и летальность при нем обычно не превышает 50 % (да, это очень много, когда умирает каждый второй заболевший, но от лихорадки Эбола умирают 9 человек из 10).

Где имение – и где наводнение? Почему вдруг коренной африканский вирус назван в честь города, находящегося в центре Германии?

«Виновата» во всем компания «Берингверке», которая в 1967 году привезла из Уганды в Марбург группу африканских зеленых мартышек. Ткани мартышек использовались для создания полиомиелитной вакцины. Мартышки были заражены вирусом, который передали работавшим с ними людям. Случаи заболевания наблюдались в Марбурге, Франкфурте-на-Майне, а также в Белграде.

Первичные случаи заболевания произошли среди лабораторных сотрудников, которые контактировали с зелеными мартышками или их тканями. Всего было зарегистрировано 25 первичных инфекций, 7 из которых закончились смертельными исходами, и 6 вторичных случаев без смертельных исходов. Вторичные случаи заболевания наблюдались у трех врачей, один из которых был ветеринаром, жены ветеринара, медицинской сестры и санитара морга, в котором находились тела умерших от лихорадки. К слову – об осторожности. Оба заболевших «человеческих» врача были инфицированы в результате собственной небрежности. При взятии крови у пациентов они случайно травмировали себя иглами, на которых была зараженная кровь.

Поскольку наибольшее количество случаев неизвестной доселе болезни было сосредоточено в Марбурге, болезнь назвали лихорадкой Марбург, а ее возбудителя – вирусом Марбург.

Давайте сравним вспышку 1967 года с эпидемией лихорадки Эбола, о которой мы только что говорили. Эпидемия лихорадки Эбола началась с одной семьи, члены которой болели и умирали в течение месяца, и началась эпидемия с одного заболевшего ребенка.

В 1967 году практически одномоментно заболело 25 человек. Не было понятно, насколько опасна эта неизвестная болезнь, но сразу же после того, как появились случаи вторичных инфекций, то есть подтвердился быстрый способ передачи заболевания от человека к человеку, были приняты все необходимые ограничительные меры и в результате Западная Европа (а может, и весь мир) избежала эпидемии геморрагической лихорадки.

Формула правильных противоэпидемических мер такова:

СВОЕВРЕМЕННОСТЬ

+ АДЕКВАТНОСТЬ

ТЩАТЕЛЬНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ

К месту, хоть и не совсем в тему, можно вспомнить о ликвидации вспышки натуральной оспы в Москве, произошедшей в 1959 году.

Дело было так. В конце декабря 1959 года один человек, фамилия которого в данном случае не важна, вернулся домой в Москву после двухнедельной поездки из Индии. Вечером в день возвращения он почувствовал себя плохо – поднялась температура, начался сильный кашель, появились боли по всему телу. На следующий день участковый врач поставил диагноз «грипп». Спустя три дня состояние ухудшилось настолько, что больного госпитализировали в Боткинскую больницу все с тем же диагнозом гриппа. На третий день пребывания в больнице наступила смерть от отека легких. По клинике заболевания заподозрили было чуму, но этот диагноз не подтвердился. Спустя неделю схожие симптомы появились у нескольких пациентов и сотрудников Боткинской больницы. 15 января 1960 года был выявлен возбудитель, оказавшийся вирусом натуральной оспы.

Не удивляйтесь тому, что с постановкой верного диагноза тянули около двух недель. Во-первых, побывавший в Индии человек был привит от натуральной оспы, поэтому об оспе поначалу никто не думал. Во-вторых, нужно понимать, что в 1960 году возможности вирусологии были весьма ограниченными, по сути дела, происходило становление этой науки.

Но речь идет не столько о диагностике, сколько о принятых противоэпидемических мерах.

Контакты вернувшегося из Индии больного были отслежены с момента его посадки на рейс «Аэрофлота» Дели – Москва. Были установлены не только родственники и знакомые, с которыми он встречался, но и вообще все люди, с которыми он имел контакты, начиная с экипажа самолета и заканчивая медиками, которые его лечили. Когда выяснилось, что один из контактных улетел в Париж и сейчас самолет находится в воздухе, самолет вернули в Москву и всех, кто в нем был, отправили в карантин. Карантину подвергались не только контактные, но и те, кто с ними контактировал. Боткинская больница была закрыта на полный карантин, и всю Москву тоже закрыли на полный карантин, сопровождавшийся отменой железнодорожного и авиационного сообщения вместе с перекрытием автомобильных дорог.

Для экстренной массовой вакцинации населения Москвы и Подмосковья было мобилизовано около 27 000 медицинских работников и создано более 8500 прививочных бригад. К 25 января 1960 года были вакцинировано около 10 000 000 граждан.

Столь решительные и своевременно принятые меры позволили предотвратить эпидемию. Последний больной был выявлен 3 февраля 1960 года. С момента заноса инфекции в Москву до ликвидации вспышки прошло 44 дня, а с начала проведения противоэпидемических мероприятий – 19 дней.

Оспой заболели 45 человек, из которых 3 скончались.

Вернемся к нашим «лихорадочным» вирусам. Их на сегодняшний день известно полтора десятка, но у нас с вами нет возможности познакомиться с каждым, да и если уж говорить начистоту, далеко не каждый из этих вирусов настолько интересен, что заслуживает места в одной главе с великим и ужасным вирусом лихорадки Эбола. Надо выбрать самого достойного из оставшихся тринадцати вирусов…

Познакомьтесь с вирусом лихорадки Западного Нила!

Этот представитель семейства флавивирусов вызывает «одноименное» заболевание, переносимого комарами рода кулекс пипиенс, они же – Настоящие комары. Этот род включает в себя более 1200 видов. В России обитает около сотни видов Настоящих комаров.

Вирус лихорадки Западного Нила поражает людей, многих млекопитающих животных, а также птиц. Несмотря на свое название он обитает во многих местах. Впервые он был обнаружен в Уганде в 1937 году. Этот теплолюбивый вирус, родиной которого считается Экваториальная Африка. Как и большинство других флавивирусов, вирус лихорадки Западного Нила представляет собой сферический вирус с икосаэдрической симметрией диаметром от 45 до 50 нанометров. У вириона есть суперкапсид. Генетическое досье вируса представлено одноцепочечной молекулой РНК.

В суперкапсиде содержатся два вирусных белка, обозначаемые как Е и М. Белок Е обеспечивает связывание с клеточным рецептором и проникновение вируса в клетку посредством слияния мембран. Капсидные белки вируса помимо своей основной функции – строительства капсида, обладают способностью предотвращать апоптоз зараженной клетки посредством связывания с клеточными белками, запускающими процесс самоубийства. Но это не самое интересное – у любого вируса есть свои способы предотвращения апоптоза. Интересно то, что благодаря развитию туризма, вирус лихорадки Западного Нила получил возможность осваивать новые территории. Так, например, эпидемическая вспышка лихорадки Западного Нила неожиданно возникла в 1999 году на территории Краснодарского края, а также Волгоградской и Астраханской областей. Было выявлено около 500 случаев заболевания. В 2010 году произошла новая вспышка, охватившая Волгоградскую, Ростовскую и Астраханскую области. Больше масштабных вспышек пока не было, но ежегодно в России регистрируется около 200 случаев этой лихорадки. Пик заболевания приходится на самые «комариные» месяцы – июль и август.

Вирус лихорадки Западного Нила осваивает не только новые территории, но и новые экологические ниши. Если раньше считалось, что вирус поражает только клетки нервной системы и стенок кровеносных сосудов, то сейчас его обнаруживают и в легких, и в почках, и в сердечной мышце. Впрочем, возможно, что дело не в освоении новых ниш, а в возросших возможностях современной вирусологии.

Важно понимать, что все заболевания, переносчиками которых являются кровососущие насекомые, способны передаваться через кровь и ряд других биологических жидкостей. Помимо комариных укусов, вирус лихорадки Западного Нила может передаваться при переливании крови, при трансплантации органов, при грудном вскармливании, а также внутриутробно, от зараженной матери к плоду.

Пожалуй, на время нам с вами нужно отвлечься от страшных болезней и ужасных вирусов, которые их вызывают. Если сразу перейти от возбудителей геморрагических лихорадок к коронавирусам, то психика может не выдержать подобной нагрузки, в особенности – у впечатлительных людей. Нужна передышка, восстановительная пауза. Поэтому в следующей главе мы поговорим о тех вирусах герпеса, которые не относятся к онковирусам – о вирусе простого герпеса и о вирусе ветряной оспы, которые на фоне ВИЧ, вируса лихорадки Эбола и вируса натуральной оспы выглядят белыми и пушистыми милашками.

Кстати, а знаете ли вы, каких цветов бывают вирусы?

Если не знаете, то не спешите огорчаться. Этого не знает никто, потому что в прицелах электронных микроскопов все выглядит серым. Серый-серый страшный мир вирусов…

Ой, простите автора, он совсем забыл, что сам же и объявил восстановительную паузу.

Глава пятнадцатая

Симплексы и зостер

Если у вас нет герпеса, вы можете им заразиться.

Народная мудрость

В семействе герпесвирусов есть подсемейство альфагерпесвирусов, к которому относятся два родных брата Симплекса и их двоюродный брат Зостер. Почему Зостер двоюродный? Да потому что род у него другой. Симплексы, или, если официально, вирусы простого герпеса первого и второго типов, относятся к роду симплексвирусов (слово «симплекс» означает «простой»), а Зостер, он же – вирус ветряной оспы или вирус опоясывающего лишая принадлежит к роду варицелловирусов («варицеллой» на латыни называют ветряную оспу).

Давным-давно, когда Всемирное Вирусное Правительство созвало в городе Нью-Васюки Международную стратегическую конференцию, симплексвирусы и варицелловирусы отказались в ней участвовать. В опубликованном ими заявлении, в частности, говорилось: «Придерживаясь принципов мирного сосуществования с хозяевами, мы не можем принимать участия в конференциях и прочих мероприятиях, на которых предполагается обсуждать вопросы, противоречащие нашим убеждениям. Мы искренне не согласны с агрессивными стратегиями, обсуждению которых будет посвящена Международная конференция…».

В ответном заявлении Всемирное Вирусное Правительство назвало симплексвирусы и варицелловирусы «сепаратистами» и «ренегатами», но никаких карающих мер по отношению к ним применять не стало. «Ренегаты» пошли своим, особым путем – путем вирусной персистенции. Они тихо-мирно обитают в организмах-хозяевах, стараясь никак не напоминать о своем существовании и лишь изредка позволяют себе встряхнуться. Но «встряхиваются» они сдержанно, без какого-либо буйства, и быстро успокаиваются. Примечательно, что все свои «встряски» эти вирусы приурочивают к тем периодам, когда в организме буянят их более агрессивные сородичи. «На фоне того, что творят эти бандиты, наши действия практически незаметны, – объясняют симплексвирусы и варицелловирусы своим детям. – А чем мы незаметнее, тем спокойнее нам живется».

Со временем представители некоторых других родов, те, что поумнее, оценили преимущества мирного сосуществования с хозяевами и последовали примеру симплексвирусов и варицелловирусов. А после того, как люди устроили геноцид вирусам натуральной оспы, миролюбие стало распространяться среди вирусов словно эпидемия. Всемирное Вирусное Правительство, обеспокоенное резким снижением агрессивности среди подданных, было вынуждено предпринять экстренные меры, доказывающие преимущества агрессивных стратегий. Захудалому семейству коронавирусов, представители которого ни разу за всю историю не совершили ничего примечательного, было сделано предложение, от которого коронавирусы не смогли отказаться… Впрочем, это уже совсем другая история, а сейчас у нас разговор о мирных симплексвирусах и варицелловирусах.

Ладно, пошутили – и будет. Но шутка была правдивой – персистенция является патогенетической стратегией вирусов простого герпеса и ветряной оспы. И не только их, но и вообще всех герпесвирусов, разница только в том, что «встряски» этих двух вирусов не приводят к фатальным последствиям для организма-хозяина.

В сравнении с большинством других вирусов герпесвирусы выглядят словно современный автомобиль на фоне телег.

Вирионы герпесвирусов крупные, их диаметр колеблется от 150 до 250 нанометров. Есть суперкапсид, под которым находится слой белков, необходимых для запуска процесса размножения. Размножение герпесвирусов происходит в ядрах зараженных клеток, здесь не только копируется генетическое досье двухцепочечной линейной молекулой ДНК, но также собираются капсиды.

Под электронным микроскопом все герпесвирусы выглядят «на одно лицо», то есть – практически неотличимыми друг от друга, но белки-антигены у каждого вида свои и строение ДНК индивидуальное, так что с идентификацией проблем не возникает.

Молекулы ДНК у герпесвирусов особенные, сложно устроенные. Они содержат много не кодирующих сегментов, которые повторяются в прямом и обратном порядках и меняют свои позиции при копировании ДНК-изомерия. Непонятно, зачем герпесвирусам нужна такая «переменчивая» ДНК, но одно можно сказать точно – «переменчивость» способствует возникновению мутаций, повышает приспосабливаемость и ускоряет эволюционный процесс.

Такая уникальность ДНК герпесвирусов исключает возможность ее копирования клеточной ДНК-полимеразой, предназначенных для изготовления обычных, стандартных копий, в которых сегменты не меняются местами. Поэтому все герпесвирусы имеют собственный копирующий фермент.

Белков в герпесвирусной ДНК закодировано не просто много, а невероятно много – от 70 до 100, в зависимости от конкретного вида. Примерно половина этих белков используется для создания капсида и «маркировки» суперкапсида, а другая половина участвует в «тиражировании» вируса, то есть – представлена различными белковыми ферментами.

Хорошо ли для вируса иметь много собственных ферментов?

С одной стороны – хорошо, потому что большое количество собственных ферментов делает вирус менее зависимым от клетки-хозяина.

С другой стороны – плохо, потому что собственные ферменты вирусов служат мишенями для специфических противовирусных средств. Противовирусное средство всегда направлено против вирусного, а не клеточного фермента. Кому нужно «лекарство» (кавычки неслучайны), нарушающее жизнедеятельность собственных клеток? Нет, целиться можно только в вирусы!

В наше время существует целый ряд противогерпетических средств, часть которых блокирует вирусную ДНК-полимеразу, лишая тем самым вирусы возможности тиражировать свое генетическое досье (например, ацикловир), а другая часть блокирует ферменты, которые надевают «шапочку» на вирусные РНК-матрицы, что делает невозможным синтез вирусных белков в клеточных рибосомах (матрицу без «шапочки» рибосома за свою не примет). Можно сказать, что простой герпес на сегодняшний день является наиболее поддающейся лечению вирусной инфекцией.

Однако не стоит надеяться на то, что со временем все вирусы эволюционируют из простых в сложные и с ними легко станет бороться. Эволюция не означает усложнения, особенно для паразитов. Эволюция – это вечное приспособление к изменчивому миру. У паразитов, которые живут за счет хозяев, очень часто наблюдается упрощение строения, у них отмирает все ненужное. Вспомните, мы обсуждали это в конце второй главы.

Смотрите, какая ирония судьбы получается – лучше всего мы можем лечить практически самую безобидную вирусную инфекцию. Нет бы ВИЧ или эболавирус так подавлять…

«Не такой уж он и безобидный этот ваш простой герпес! – скажут сейчас вирусологи и инфекционисты. – Иногда он может и менингоэнцефалит вызвать!»[86]

Да, может, но очень редко. Но вообще знайте, что вирус простого герпеса испытывает любовь не только к поверхностным клеткам кожи и слизистых оболочек, но и к нервным клеткам. В этих клетках он залегает в спячку. К слову будь сказано, что менингоэнцефалит, вызванный вирусами простого герпеса, протекает нетяжело и организм чаще всего справляется с ним самостоятельно. Человек не знает, что перенес именно менингоэнцефалит, а думает, что болел гриппом.

Полностью те вирусы простого герпеса, которые интересуют нас с вами, называются вирусами простого герпеса человека. Уточнение это является необходимым, поскольку вирусы простого герпеса поражают множество видов млекопитающих, начиная с мышей и заканчивая обезьянами. И вообще все восемь типов человеческих герпесвирусов имеют «братьев», которые паразитируют в организмах животных. Но нам с вами не нужно всякий раз уточнять, что речь идет о вирусах, поражающих человека, ведь вся эта книга посвящена человеческим вирусам.

Как вы думаете – могут ли противогерпетические препараты действовать на персистирующие герпесвирусы, которые свернулись калачиком в клетках и тихо там почивают?

Калачик упомянут не для красного словца, а строго по делу. В латентной фазе линейная молекула вирусной ДНК замыкается в кольцо, то есть – переходит в непригодное для копирования состояние и в таком виде «спит» в ядре зараженной клетки. В рибосомах в этом периоде синтезируются только те вирусные белки, которые нужны для поддержания вируса в неактивном состоянии.

Разумеется, на «спящий» вирус, который не копирует свою драгоценную молекулу ДНК, не производит новых РНК-матриц для синтеза белков и вообще не проявляет никакой активности, противовирусные препараты никакого влияния оказывать не могут. Им просто нечего блокировать, не происходит процессов, которые они могли бы нарушить. Вот и получается, что, с одной стороны, у нас есть действенные средства для лечения обострений, а с другой – вывести из организма «спящий», персистирующий герпесвирус невозможно.

«Герпесные» инфекции неизлечимы, увы, это так.

Противогерпетическое лечение представляет собой купирование очередного обострения. Тот, кто предлагает средства, якобы полностью очищающие организм от герпесвирусов – обманщик и шарлатан.

А знаете ли вы, что представляют собой герпетические «простудные» высыпания или пузырьки ветряной оспы? И почему они характерны именно для определенных вирусов?

Дело в том, что часть зрелых вирионов высвобождается из клеток не до конца – не завершив отпочковывания от зараженной клетки, они связываются с соседними клетками и начинают там размножаться. В результате разрушения клеточных мембран образуется многоядерный клеточный комплекс, называемый симпластом. Разумеется, клетки при этом гибнут, а вирусам внутри симпласта живется очень хорошо, потому что антитела сюда не проникают. Герпетические пузырьки – это огромные симпласты, в которых кишмя кишат вирусы.

Все у герпесвирусов не так, как у других вирусов. Антитела к ним тоже вырабатываются своеобразные – слабые, не способные оказывать на вирусы выраженного действия. Надеяться можно только на Т-киллеров, уничтожающих зараженные клетки. Что же касается специфической иммунопрофилактики вакцинами, то вакцина, живая аттенуированная («ослабленная») разработана только для ветряной оспы. Все попытки создания вакцин против вируса простого герпеса заканчивались неудачно.

Вирус простого герпеса делится на два типа, которые различаются по местам обитания. Вирус первого типа преимущественно поражает губы и слизистую оболочку полости рта, а вирус второго типа предпочитает селиться на половых органах. Но бывает и так, что вирус первого типа поражает половые органы, а вирус второго типа вызывает высыпания на губах. Вирусы первого и второго типов довольно сильно отличаются друг от друга по набору генов, белкам и прочим свойствам.

Обратите внимание на то, что вирусы простого герпеса разных типов представляют собой отдельные виды герпесвирусов, а не подвиды в рамках одного вида!

Вирус первого типа передается со слюной, а вирус второго типа – половым путем, через контакт с поверхностями половых органов или через жидкости инфицированного человека.

Вирус первого типа распространен в человеческой популяции невероятно широко. По наиболее осторожным оценкам, он встречается у 70 % людей, а по самым смелым – у 95 %. Вирус второго типа ведет себя гораздо скромнее – им заражено «всего-навсего» 11–15 % человечества. Большинство инфицированных вирусами простого герпеса пребывают в блаженном неведении – не знают о наличии у них герпетической инфекции.

Вирусы простого герпеса, а также и вирус ветряной оспы предпочитают «спать» в нервных клетках, но не размножаются там, поскольку во время «спячки» в зараженной клетке вырабатываются вирусные белки, блокирующие копирование ДНК вируса. Разбуженные вирусы ведут себя подобно медведям, очнувшимся от спячки – они покидают свои берлоги (выходят из нервных клеток) и отправляются на охоту (спешат в покровные клетки кожи и слизистых оболочек). Но иногда и редко вирусы по нервным клеткам могут проникать в головной мозг и размножаться там, вызывая менингоэнцефалит.

Что может разбудить герпесвирусы?

Солнечный загар, инфекционный процесс, вызванный другим возбудителем, эмоциональный стресс, ослабление иммунитета, менструация или даже резкая смена климата (слетал, к примеру, человек зимой на недельку в Таиланд или на Гоа – и разбудил свои герпесвирусы).

Вирусы простого герпеса и ветряной оспы – известные лентяи. Далеко ходить они не любят – «спят» недалеко от тех мест, где размножаются или, можно сказать иначе, размножаются недалеко от своих «берлог». Поэтому герпетические высыпания очень часто появляются на одном и том же месте.

Интересная деталь – вирус простого герпеса второго типа «дружит» с вирусом иммунодефицита человека. Герпетическая инфекция примерно в три раза увеличивает риск заражения ВИЧ-инфекцией, а еще обладатели обеих инфекций с большей вероятностью передают ВИЧ здоровым людям. А вот с раком шейки матки вирус второго типа не дружит, то есть не способствует развитию этого заболевания, как считалось раньше. Рак шейки матки способны вызывать другие вирусы, те, что вызывают образование папиллом.

На этом мы прощаемся с вирусами простого герпеса и переходим к близкому знакомству с вирусом ветряной оспы, он же – вирус опоясывающего герпеса («опоясывающий» на латыни «зостер», поэтому мы его так и назвали).

Этот вирус вызывает у детей невероятно заразное, но легкое заболевание – ветряную оспу, проявляющуюся в развитии пузырьковой сыпи на коже и слизистых оболочках, а у взрослых он вызывает опоясывающий лишай, для которого характерно высыпанием пузырьков на коже в участке, иннервируемом пораженным чувствительным нервом. Так как поражаются чувствительные нервы, высыпание пузырьков сопровождается выраженными болевыми ощущениями.

Почему дети и взрослые болеют по-разному?

Все дело в иммунном ответе. Ветряная оспа представляет собой реакцию на первичный контакт вируса с организмом неиммунизированного человека, не имеющего антител к этому вирусу. Поэтому вирус распространяется широко, по всей поверхности кожи и по всей слизистой оболочке полости рта. А опоясывающий лишай возникает у взрослого человека, у которого есть противовирусные антитела, не настолько эффективные, чтобы предотвратить развитие заболевания, но способные сильно его ограничить.

Особенностью вируса ветряной оспы, отличающей его от других герпесвирусов, является неспособность к маскировке – первичное заражение очень редко остается бессимптомным. В большинстве случаев в среднем через 2 недели у заразившегося человека развивается ветряная оспа, которую дети переносят гораздо легче, чем взрослые.

Заражение этим вирусом происходит воздушно-капельным путем. Первым делом вирус поражает покровные клетки слизистой оболочки верхних дыхательных путей, затем переходит в ближайшие лимфатические узлы, а оттуда попадает в кровь и разносится с ее током по всему организму. Любимой мишенью вируса ветряной оспы являются покровные клетки кожи, в которых он предпочитает размножаться, но «зимует» (персистирует) этот вирус в клетках чувствительных нервов. Способность распространяться по всей поверхности кожи делает возможным проникновение вируса в самые разные нервы. У опоясывающего лишая нет «территориальных ограничений», которые существуют у вирусов простого герпеса – он может возникать в самых разных участках тела.

Надо сказать, что сочетание высокой патогенности (способности вызывать заболевание) с пожизненным нахождением возбудителя в организме является уникальной. Обычно с теми вирусами, которые непременно афишируют свое пребывание в организме, иммунная система расправляется жестко. Это логично. Борясь с низкопатогенными вирусами простого герпеса, иммунная система может позволить себе расслабиться, может вырабатывать не очень мощные антитела. А какой смысл напрягаться? Возбудитель-то безобидный. «Няшный», как принято говорить в наше время. Может вообще никак не заявить о себе за все время пребывания в организме. Но вирус ветряной оспы заявляет о себе в обязательном порядке, и в таком же обязательном порядке он должен крепко получить по ушам, так крепко, чтобы впредь ему неповадно было бы безобразничать. Однако же не получает и остается в организме хозяина до конца его жизни. Парадокс? Еще какой парадокс (и на этот раз без кавычек). Очень интересная «настройка» у антител против вируса ветряной оспы – распространенный процесс (ветряную оспу) они предотвращают, а от местных проявлений (опоясывающего лишая) защитить не могут. Да, можно сказать, что антитела, не могут полностью предотвратить развитие заболевания, но допускают его в ограниченном виде. Но можно взглянуть на проблему иначе и спросить – как способность предотвращать распространенный инфекционный процесс уживается с неспособностью предотвращения его локальных проявлений?

Короче говоря, вирус ветряной оспы еще ждет своих исследователей, которые изучат его вдоль и поперек, от «а» до «я» и вообще с макушки до пяток. Но сначала человечеству нужно разобраться с коронавирусами, которым посвящается следующая глава.

Глава шестнадцатая

Коронавирусы

Корона не излечивает от головной боли.

Бенджамин Франклин, человек со стодолларовой банкноты

«В городе Муроме, в селе Карачарове жил крестьянин, по прозванью Иван Тимофеевич, со своей супругой, Ефросиньей Яковлевной. Прожили они вместе пятьдесят лет, а детей у них не было. Часто старики горевали, что под старость прокормить их будет некому. Горевали-горевали, Бога молили, и родился у них, наконец, долгожданный сын. А имя ему дали Илья.

И вот живут они с сыном Ильей, живут, не нарадуются. Быстро растет сынок. Лето прошло, другое прошло, пора ему ходить начинать. Тут и увидели старички большое горе: сидит Илья недвижимо. Ноги у него как плети. Руками действует, а ногами никак не шевелит. Прошло и третье лето, и четвертое, а Илье ничуть не легче. Еще пуще стали плакать старики: вот и есть сын, да никуда не годящий – обуза, а не подмога.

Так и просидел Илья сиднем целых тридцать лет – себе на печаль, родителям на горе…».

Какая связь между былинным богатырем Ильей Муромцем и семейством коронавирусов? Да самая прямая – коронавирусы, способные поражать человека, с момента их открытия «сиднем сидели» целых тридцать семь лет, а затем начали кошмарить человечество. Вот лучше бы еще триста раз по тридцать лет сиднем просидели, вредители проклятые!

Коронавирус человека был впервые выделен в 1965 году от больного острым респираторным заболеванием. К числу особо опасных вирусных инфекций коронавирусные инфекции до 2002 года не относились. Но вниманием семейство коронавирусов не обходили – изучали, открывали новые виды, которых к 2000 году было уже 40 и среди них 15, могущих поражать человека. Есть коронавирусы, которые поражают млекопитающих и человека, есть такие, которые вдобавок к млекопитающим поражают еще и птиц, а бафинивирус паразитирует только в организмах рыб. Да, представьте – и рыбам тоже достается от коронавирусов. Первый представитель рода бафинивирусов был выделен в Германии у густер (это рыбы семейства карповых, очень близкие к лещам) во время обычного обследования здоровых диких рыб.

Можно с уверенностью предположить, что в ближайшем будущем число видов в семействе коронавирусов будет неуклонно возрастать. У вирусологов сейчас нет более актуальной и более животрепещущей темы, чем коронавирусы. С учетом того, что эти паразиты (в прямом и переносном смыслах) в нынешнем веке уже трижды устраивали человечеству крупные пакости, переходя к людям от животных, ревизия коронавирусов в дикой природе будет тотальной и наблюдать за всеми выявленными коронавирусами ученые станут очень внимательно. Так что ждите новых видов и новых открытий.

Все коронавирусы проникают в клетки-жертвы одним и тем же коварным путем – протягивают клетке руку для рукопожатия, а в руке той отравленная игла… Какой смысл заморачиваться со сложными механизмами внедрения в клетку, если можно сделать все просто и быстро? Продавил в клетку рецептор, за который ухватился, а следом за рецептором ввел свою драгоценную РНК… Изящное решение проблемы внедрения, не так ли?

«Тиражирование» коронавирусов происходит вне клеточного ядра, в ядро вирусная РНК вообще не проникает. Попав в клетку, вирусная РНК связывается с рибосомами и служит матрицей для синтеза РНК-зависимой РНК-полимеразы, которая осуществляет копирование генетического досье и собирает матрицы для синтеза вирусных белков. В цитоплазме вирусная РНК упаковывается в капсид. Вирионы покидают зараженную клетку путем эндоцитоза, унося на плечах шипастый суперкапсид.

Кстати говоря, в семействе коронавирусов наблюдается разнообразие форм вирионов. У большинства видов вирионы имеют сферическую форму с диаметром от 120 до 160 нанометров, но у бафинивирусов вирионы имеют палочковидную (или, как еще говорят, бациллоподобную) форму, а представители рода торовирусов похожи на подковы. Но у всех коронавирусов, независимо от их формы, есть суперкапсид, а на нем есть шипы-пепломеры, способные связываться с мембранным клеточным рецептором, который называется ангиотензинпревращающим ферментом-2.

Коронавирус, Торовирус, Бафинвирус

Любимым местом обитания и размножения коронавирусов являются покровные (по-научному – эпителиальные) клетки слизистых оболочек дыхательных путей и пищеварительного тракта. Одни виды специализируются на «дыхательных» клетках, а другие – на желудочно-кишечных, но специализация эта нестрогая. Так, например, широко известный вирус SARS-CoV-2 наряду с дыхательной системой может поражать пищеварительную, а иногда ограничивается только поражением клеток пищеварительного тракта, не вызывая никаких респираторных синдромов.

Об опасности вирусов, поражающих дыхательные пути, можно судить по тому, в каких отделах они предпочитают паразитировать. Когда-то, в былые благословенные времена, «респираторные» коронавирусы человека специализировались на клетках слизистой оболочки верхних дыхательных путей и потому тяжелых заболеваний вызывать не могли. Но в нынешнем веке у них появилась тенденция к поражению нижних дыхательных путей, к поражению легочной ткани. Именно эта тенденция и сделала их опасными вредителями. Пневмония – заболевание опасное, а вирусные пневмонии опасны втройне, потому что против них нет специфического лечения. Врачам приходится поддерживать организм, насколько это бывает возможно, и ждать, как будут развиваться события.

Природным резервуаром всех трех видов коронавирусов, трех братьев-богатырей которые потрясали мир в нынешнем веке, принято считать летучих мышей. Правда, в отношении среднего брата, который обитает на Ближнем Востоке, есть некоторые сомнения – то ли мыши летучие его резервуар, то ли верблюды одногорбые. Но большинство ученых все же склоняется к летучим мышам, а верблюдов считает не резервуаром, а промежуточными хозяевами.

И знаете что?

Вот лучше бы природным резервуаром были верблюды.

Подумайте сами – чем верблюды лучше летучих мышей, а мы пока дадим определение понятию «природный резервуар», которое часто (и непонятно почему) путают с понятием «эпидемический очаг».

Природный резервуар – это долговременный хозяин болезнетворного организма, обеспечивающий ему, как биологическому виду, возможность непрерывного существования. Образно говоря, природный резервуар является банком, в котором хранится возбудитель.

Современное определение эпидемического очага выглядит громоздким и немного сложным для понимания: «место пребывания источника инфекции с окружающей его территорией в тех пределах, в которых он способен в данной конкретной обстановке, при данной инфекции передавать заразное начало окружающим». Но можно воспользоваться более ясным определением, которое в наши дни считается устаревшим: «эпидемический очаг – это территория, на которой возможно в определенных границах времени и пространства заражение людей возбудителями инфекционных болезней».

Природные резервуары пребывают в эпидемических очагах.

Кроме природных резервуаров возбудителя, в природе существуют еще и промежуточные хозяева, которые доставляют возбудителя от природного резервуара к человеку. И не всегда можно сразу понять – кем является данное животное, настоящим природным резервуаром или всего лишь передаточным звеном.

Но вернемся к нашим верблюдам. С точки зрения человека (то есть – организма, который поражает данный возбудитель), верблюды, как природный резервуар инфекции, предпочтительнее летучих мышей, потому что верблюды не умеют летать и не подвержены сезонным миграциям. Представители отряда рукокрылых, к которому относятся все плацентарные млекопитающие, способные к активному полету, способны мигрировать точно так же, как и птицы. А что бы им не мигрировать, если крылья есть. Но мигрируют не все рукокрылые, а только те, которые обитают в умеренных широтах, где есть холодный и теплый сезоны года. Когда начинает холодать, летучие мыши улетают в теплые края, а с потеплением возвращаются обратно. Вот и смотрите – мало того, что этот вирусоноситель летает туда-сюда, распространяя инфекцию по большой территории, он вдобавок регулярно совершает дальние перелеты, переносит инфекцию в другие регионы планеты. Ужас? Еще какой! Верблюды, конечно, тоже могут совершать переходы из одного места в другое, но не так быстро и не так далеко, как летучие мыши.

Природные резервуары не только хранят и распространяют вирусы, они также служат фабриками по созданию новых видов! Если в клетке паразитирует несколько схожих друг с другом разновидностей вирусов, то между ними может происходить обмен генами, поскольку между молекулами нуклеиновых кислот возможна рекомбинация (вспомните, что это такое). Великий и ужасный коронавирус SARS-CoV-2 предположительно появился в результате рекомбинации между коронавирусом летучих мышей и каким-то неизвестным науке видом коронавирусов.

Прежде чем переходить к рассмотрению коронавирусных эпидемий, нужно сказать о коварном приеме, который используют размножающиеся в клетках коронавирусы.

У коронавирусов, как уже было сказано, есть суперкапсид, образованный из клеточной мембраны, в которую вставлены вирусные белки. Многие обладатели суперкапсидов заранее располагают свои суперкапсидные белки на поверхности клеточных мембран, не откладывают этот процесс до момента выхода новых вирионов из клетки. Вроде бы так и правильно – лучше не торопясь подготовить мантии для всех новых вирионов, чем делать это в последний момент. Но не надо забывать о том, что вирусные белки на поверхности клеточной мембраны указывают на то, что клетка заражена и вызывают выработку антител. В любой момент зараженная клетка может быть разрушена лимфоцитами-киллерами, а находящиеся в ней вирионы обстреляны антителами. А если тянуть с размещением белков на клеточной мембране до последнего, то можно спокойно размножаться до тех пор, пока не исчерпаются ресурсы зараженной клетки, а затем спокойно покинуть ее, не боясь обстрела антителами. Да, со временем иммунная система наготовит изрядное количество антител, но в начальный момент развития заболевания образования антител не происходит и вирусы беспрепятственно распространяются в зараженном организме.

Во время знакомства с эпидемией лихорадки Эбола было сказано о том, что в ХХI веке человечество уже дважды наступало на грабли безответственного отношения к эпидемиям – в Гвинее и в 2002 году в Китае, когда там произошла вспышка атипичной пневмонии. Настало время узнать, как развивались события в 2002 году.

В ноябре 2002 года в провинции Гуандун, находящейся в юго-восточной части Китайской Народной Республики, был выявлен случай ранее неизвестного заболевания, для которого было характерно тяжелое острое поражение дыхательной системы (по-научному – тяжелый острый респираторный синдром или, сокращенно, ТОРС). Первым из заболевших был фермер, который умер вскоре после госпитализации, причем причина его смерти точно определена не была.

Очень скоро стало ясно, что в провинции Гуандун произошла вспышка какого-то инфекционного заболевания, поскольку количество заболевших продолжало возрастать. Однако китайские власти решили, что смогут справиться с эпидемией своими силами и не проинформировали о случившемся Всемирную организацию здравоохранения. Более того, в целях борьбы с паникой информация о вспышке неизвестного заболевания всячески замалчивалась, а на запросы, поступавшие от Всемирной организации здравоохранения, давались заведомо неверные ответы. В результате подобных безответственных действий за два месяца болезнь сначала распространилась на соседние Гонконг и Вьетнам, а затем пошла гулять по миру. Можно было бы сказать «эпидемия вышла из-под контроля», но по сути никакого контроля на начальной стадии развития эпидемического процесса не проводилось. Замалчивание информации сочеталось с наивной надеждой на то, что все как-нибудь утрясется, само собой. И только 14 февраля 2003 года Всемирная организация здравоохранения получила из Китая официальное сообщение о том, что в провинции Гуандун выявлено 350 больных с атипичной пневмонией.

Гуандун – провинция густонаселенная, занимающая по плотности населения первое место в Китае. Здесь живет более 112 000 000 человек.

Также Гуандун находится на первом месте среди китайских провинций по валовому внутреннему продукту. Образно говоря, здесь производство на производстве сидит и производством погоняет. А производство – это переговоры, командировки, выставки, конференции и все такое прочее, что способствует активным контактам между городами и странами. Столица провинции Гуандун город Гуанчжоу является одним из крупнейших транспортных узлов страны. Здесь есть огромный порт и международный аэропорт Байюнь (в переводе на русский – «Белые облака»), из которого выполняются полеты примерно по ста направлениям. За год через Байюнь проходит более 30 000 000 человек. Это более 80 000 пассажиров ежедневно. Коронавирус SARS-CoV, вызвавший эпидемию ТОРС, не мог бы выбрать (если бы умел делать это целенаправленно) для старта эпидемии более подходящего места, чем провинция Гуандун.

Этому вирусу повезло дважды. Второе везение заключалось в том, что на протяжении трех месяцев с момента выявления первого случая заболевания, в Китае не проводилось никаких действенных противоэпидемических мер.

Парадоксально, но первым на эпидемию отреагировал соседний с Китаем Вьетнам. 28 февраля 2003 года в один из частных ханойских госпиталей попал пациент, которому предположительно поставили диагноз птичьего гриппа. Для консультации в госпиталь прибыл итальянский врач-инфекционист Карло Урбани, сотрудник организации «Врачи без границ». Он быстро понял, что имеет дело с неизвестным науке возбудителем инфекционного заболевания и вместе со своими коллегами смог убедить правительство Социалистической Республики Вьетнам в необходимости срочного введения глобального карантина. Карантин был введен, несмотря на все неблагоприятные экономические последствия подобного шага. 12 марта 2003 года Всемирная организация здравоохранения выпустила глобальное предупреждение о карантинных мероприятиях и оповещение о необходимости остановить распространение данного заболевания. Спустя несколько дней было установлено, что атипичную пневмонию вызывает неизвестный ранее вирус, относящийся к семейству коронавирусов. Возбудитель получил имя SARS-CoV, представляющее собой сокращение от английского «Severe acute respiratory syndrome coronavirus» – «коронавирус (вызывающий развитие) тяжелого острого респираторного синдрома».[87]

Итоги эпидемии, распространившейся на 32 страны мира, были таковы – в период с ноября 2002 года по июль 2003 года всего зарегистрировано 8462 случаев заболевания тяжелым острым респираторным синдромом, 804 из заразившихся умерли. Можно сказать, что коронавирус SARS-CoV убил почти каждого десятого из инфицированных людей.

«Три первых месяца китайцы не принимали действенных противоэпидемических мер и в результате во всем мире заболело около восьми тысяч человек, – скажут сейчас некоторые читатели. – А в Ухане меры были приняты сразу, да еще какие – строжайший карантин, мытье улиц (и не только улиц) дезинфицирующими растворами и все такое прочее… Но при всем том эпидемия 2019 года перешла в пандемию и счет заболевшим идет на миллионы, а не на тысячи!».

Дело в том, что нельзя, образно говоря, стричь все коронавирусы под одну гребенку. У разных коронавирусов разная вирулентность, или заразительность. И инкубационный период, во время которого возбудитель в организме уже есть, а заболевания еще нет, тоже разный. А во время инкубационного периода, если кто не в курсе, человек может заражать вирусом окружающих. У третьего брата-богатыря, коронавируса SARS-CoV-2, вызвавшего пандемию 2019–2020 годов, инкубационный период может растягиваться до двух недель, а у его старшего брата вируса SARS-CoV этот период в среднем составляет 4–5 дней. Чем раньше проявятся симптомы заболевания, тем раньше будет изолирован от общества больной человек и тем меньше людей сможет он заразить. Что же касается вирулентности, то она у SARS-CoV-2 гораздо выше, чем SARS-CoV. Так что нет ничего удивительного в том, что в одном случае счет зараженным идет на тысячи, а в другом – на миллионы. Каждому вирусу – свое количество инфицированных.

Согласно наиболее распространенной версии природным резервуаром SARS-CoV служат летучие мыши, а промежуточными хозяевами – верблюды, енотовидные собаки, бирманские хорьковые барсуки и гималайские циветты, небольшие хищные млекопитающие, похожие на мангуст. Однако нельзя исключить и того, что этот вирус имеет в дикой природе несколько резервуаров. Никто не запрещает возбудителю иметь несколько природных резервуаров точно так же, как никто не запрещает человеку хранить свои сбережения в разных банках.

Скорее всего первичное заражение произошло через плохо обработанное мясо. На юге Китая, так же, как и во Вьетнаме, испокон веков наблюдается высокая плотность населения, порождающая конкуренцию за пищевые ресурсы. Поэтому там едят практически любую дичь, которую можно поймать, а также искусственно разводят на фермах многих диких животных. Кроме того, в состав многих лекарственных препаратов традиционной китайской медицины входят продукты животного происхождения. Самые разные продукты – начиная с крови и заканчивая экскрементами. Заразиться можно и через такие снадобья. А еще есть возможность заражения через экскременты летучих мышей, которые могут оставаться на чердаках и крышах жилых строений.

Надо отметить, что первая вспышка – это самый благоприятный период в истории любого возбудителя. Против него ни у кого нет иммунитета, не существует вакцин, да и диагностика существенно хромает, потому что заболевание новое и его приходится изучать буквально «на ходу».

В 2004 году вирус SARS-CoV вызвал в Китае еще одну вспышку заболевания, которую практически сразу же ликвидировали. Официальная версия событий объяснила единичное заражение следствием контакта с образцом вируса, хранившимся в вирусологической лаборатории, а не передачей от человека человеку.

С 2004 по 2012 год коронавирусы «взяли паузу» и ничем не напоминали о своем существовании. Но в июне 2012 года в клинику города Джидда был госпитализирован с острой пневмонией и почечной недостаточностью гражданин Саудовской Аравии. Оказалось, что заболевание вызвал неизвестный ранее коронавирус, который назвали MERS-CoV от английского «Middle East respiratory syndrome coronavirus» – «коронавирус (вызывающий развитие) ближневосточного респираторного синдрома». В сентябре того же года в Лондоне с идентичным заболеванием был госпитализирован второй саудовец. Интересная деталь – после идентификации нового коронавируса были ретроспективно изучены биологические образцы, оставшиеся от людей, умерших в марте – апреле в 2012 года Иордании от неизвестной инфекционной болезни. Оказалось, что всех их убил вирус MERS-CoV.[88]

Природным резервуаром вируса MERS-CoV, как уже было сказано выше, считаются летучие мыши, а промежуточными хозяевами – одногорбые верблюды, у которых были выявлены антитела к этому вирусу. Предполагается, что от инфицированных верблюдов болезнь может передаваться людям с зараженными вирусом мясом или молоком, а также при контакте. Однако точная роль верблюдов в передаче вируса и конкретные пути его передачи неизвестны. Предположительно вирус MERS-CoV передается от человека к человеку только при тесном контакте. Обычно передача его происходит между членами семьи или между пациентами и медицинскими работниками. Вирус MERS-CoV распространяется относительно медленно, как и положено заболеванию, передающемуся преимущественно контактным путем. Первый случай заболевания (если не считать иорданские случаи, которые были изучены ретроспективно) произошел в начале осени 2012 года, а к июню 2013 года было зарегистрировано только 50 случаев заболевания. Но медлительность распространения вируса «компенсировалась» его патогенностью. Уровень летальности при этом заболевании, то есть количество умерших среди заразившихся, превышает 40 %! Образно говоря, вирус медленно ползает, но очень больно кусается.

К лету 2015 года случаи заболевания ближневосточным респираторным синдромом были выявлены в 23 странах мира, начиная с Саудовской Аравии и заканчивая Южной Кореей. Распространяли заболевание по миру путешественники – жители Ближнего Востока и приезжие из других стран. По состоянию на 2019 год случаи заболевания были зарегистрированы в 27 странах мира. Россию вирус MERS-CoV пока что обходит стороной.

В начале XXI века коронавирусы в своем развитии дошли до нового уровня патогенности, который дает им хорошие шансы на размножение, а также приобрели возможность паразитирования в организме человека. «Звездный час» каждого отдельного вируса наступает в свой черед, в свой год, но, общая тенденция к усилению патогенности коронавирусов прослеживается, что называется, невооруженным глазом.

А теперь давайте ознакомимся с одной интересной гипотезой, связывающей вместе такие понятия, как генетический мусор и вирулентность.

Откройте любое толковое («толковое» – ключевое слово) руководство по микробиологии, и вы прочтете там, что одной из основных особенностей коронавирусов является высокая вирулентность, которая во много раз превышает вирулентность других респираторных вирусов, в том числе и вирусов гриппа. Далее будет сказано, что причина высокой вирулентности коронавирусов пока еще не ясна. Это первое.[89]

Второе – в молекулах нуклеиновых кислот, что в ДНК, что в РНК, существуют так называемые «мусорные участки», не хранящие никакой наследственной информации. Принято считать, что эти участки не выполняют никаких функций, но, с другой стороны, они могут составлять до 90 и более процентов молекулы нуклеиновой кислоты. До 90 и более процентов! Можно ли допустить, что у рачительной матери-природы в генетических досье может содержаться такое количество мусора? О, нет! Скорее всего, нам просто не известны функции этих участков. По мере развития генетики, количество «мусорной» ДНК будет сокращаться, а количество полезной – расти.

Так вот, есть мнение, согласно которому «мусорные» участки вирусных генетических досье определяют признаки, не связанные напрямую с синтезом белков или РНК-матриц, в частности – вирулентность вирусов. Когда-нибудь ученые научатся расшифровывать информацию, содержащуюся в якобы ненужных сегментах вирусных нуклеиновых кислот…

Ох, лучше бы наука до этого вообще никогда бы не дошла!

Почему?

Да потому что, как только механизм «шифрования» вирулентности будет полностью изучен, ученые получат возможность создания высоковирулентных вирусов. А если попутно будет изучено «шифрование» патогенности, то станет возможным быстрое и четкое создание высоковирулентных и высокопатогенных вирусов, способных уничтожить человеческую популяцию в считаные месяцы. Чур нас, чур! Как говорил великий сатирик советской эпохи Аркадий Райкин (помнит его кто сейчас?): «Пусть все будет, но пусть чего-то не хватает!». Это выражение применительно к вирусологии можно перефразировать так: «Пусть все тайное станет явным, но что-то при этом останется тайным».

А теперь автор просит всех читателей встать, придать лицу торжественно-почтительное выражение и включить какую-нибудь торжественную музыку по собственному выбору, хоть свадебный марш Мендельсона, хоть «Can’t Buy Me Love». Мы дошли до главной цели, до главной темы, до коронавируса SARS-CoV-2, вызвавшего первую в истории человечества контролируемую пандемию.

Давайте начнем с того, что сделаем шаг назад и вернемся к происхождению вируса SARS-CoV-2, который то и дело объявляется «искусственным». По одним версиям, его создали некие террористы, решившие одним махом закошмарить весь мир, по другим – вирус «утек» из китайской секретной лаборатории (ну ясно же, что это была за лаборатория – в ней создавалось вирусное оружие). И если версию терроризма можно попытаться отмести, обратив внимание на низкую летальность коронавирусной инфекции COVID-19, то военная версия от такого контрдовода не рассыплется.[90]

Низковата летальность, да – ну и что? Зато вирулентность какая высокая! Вирулентность повысили, а до летальности руки еще не дошли. Работы не были завершены, вирус сбежал из лаборатории, не успев стать совершенным во всех отношениях.

Главным козырем сторонников искусственного происхождения вируса SARS-CoV-2 является то, что этот вирус лучше приспособлен для связывания с человеческим клеточным рецептором – ангиотензинпревращающим ферментом 2. И вдобавок к этому вирус SARS-CoV-2 имеет мутацию, предположительно повышающую его вирулентность и расширяющую спектр организмов-хозяев. Ясно же, что это неспроста![91]

Неспроста? А разве эволюцию уже отменили? Приспособление могло возникнуть (и возникло!) в результате естественных мутаций, изменениях в молекуле вирусной РНК.

Если сравнить генетическое досье коронавируса SARS-CoV-2 с досье коронавируса RaTG13, выделенного из организма азиатского подковоноса, то сходство будет очень большим – более чем на 96 %. Иными словами, в дикой естественной природе есть вирус, похожий на SARS-CoV-2 как брат родной и обитает этот брат в характерном для коронавирусов резервуаре – в организмах летучих мышей. А вот усовершенствованная разновидность шиповидного белка, позволяющая вирусу SARS-CoV-2 лучше связываться с клеточным рецептором, характерна для другого коронавируса, обнаруженного у яванских панголинов. Кстати говоря, РНК коронавируса панголинов тоже во многом совпадает с РНК вируса SARS-CoV-2, примерно на 90 %.[92][93]

Итак, что мы имеем?

Мы имеем два природных аналога вируса SARS-CoV-2, дающие совпадение по геномам на 90 % и 96 %. Если же сравнивать молекулы РНК не целиком, а взять только кодирующие участки, которые содержат информацию о белках и РНК-матрицах, то совпадение будет еще заметнее.

«Хорошо! – скажут сейчас «конспирологисты». – Пусть так! Но тут есть одна крупная несостыковочка, которую могли ликвидировать только в лаборатории! Для одного вируса хозяином является какой-то мелкий хорек, а для другого – летучая мышь, то есть совершенно разные животные…»

Почему обязательно в лаборатории?

Рекомбинация (обмен сегментами) между молекулами РНК разных вирусов спокойно могла бы произойти в организме панголина. И вот как это было.

Шаг первый – у вируса летучей мыши произошла мутация, позволяющая заражать клетки панголина.

Шаг второй – этот вирус попал в организм панголина при контакте с экскрементами летучей мыши. Возможно ли такое? Да, возможно. Сплошь и рядом наземные животные контактируют с экскрементами различных «летунов».

Шаг третий – в клетке панголина, зараженной обоими вирусами произошла рекомбинация, в результате которой образовался прямой предшественник вируса SARS-CoV-2.

Шаг четвертый – циркулируя в панголиновой популяции, вирус-предшественник изменился до SARS-CoV-2.

Шаг пятый – нулевой пациент съел мясо зараженного панголина или же принял традиционное китайское снадобье, в котором содержалось что-то от больного животного. Как вариант – нулевой пациент мог заразиться в процессе ловли панголина или разделки его тушки, способ передачи вируса нулевому пациенту не так уж и важен. Важна история появления коронавируса SARS-CoV-2. И вы с ней только что ознакомились.

Время от времени в средствах массовой информации появляются «абсолютно достоверные» сведения относительно того, что нулевым пациентом с коронавирусом SARS-CoV-2 был сотрудник некоей вирусологической лаборатории в Ухане. По этому поводу можно сказать следующее.

Во-первых, ретроспективное выявление нулевого пациента, то есть – человека, с которого началась эпидемия, имеет много сходства с гаданием на картах. И вообще, если хотите знать, все могло начаться и не в конце 2019 года и не в Ухане. Возможно короновирус бродил по Китаю с лета 2019 года, оставаясь при этом незамеченным. А то и с весны – почему бы и нет? Но сильных вспышек не устраивал, дожидался благоприятной для него зимней погоды.

Как известно, очень трудно искать в темной комнате черную кошку, особенно если ее там нет. И так же трудно обнаружить неизвестный науке вирус, пока он не заявит о своем существовании громким воплем, то есть – массовой вспышкой.

В 2019 году в Российской Федерации резко выросла заболеваемость внебольничной пневмонией. Статистика слегка хромает, то есть в разных источниках указываются разные цифры, да и не все случаи попадают в ту графу, в которой им положено быть, но если обобщить и сделать в уме поправку «на неохваченное», то можно говорить о 25–30 % приросте в сравнении с 2018 годом. Заболеваемость «подскочила» по всей стране – от Курска и Орла до Приморья. Ретроспективные заключения, как только что было сказано, во многом сродни карточным гаданиям, но можно предположить, что виновником в данном случае был коронавирус SARS-CoV-2, тайком проникший к нам из Китая (сходство шиповидного белка этого «диверсанта» с аналогичным белком коронавируса панголинов неопровержимо указывает на то, что коронавирус SARS-CoV-2 родом из Юго-Восточной Азии).

Является ли логичной высокая заразительность вируса SARS-CoV-2 по сравнению с вирусом SARS-CoV? Можно ли объяснить ее с эволюционной точки зрения?

Да, можно. В ходе эволюции среди коронавирусов, не так давно начавших приспособляться к паразитированию в организме человека (полвека с небольшим с точки зрения эволюции – это совсем ничего, миллионная доля секунды), совершенствуется способность поражать человека. Те вирусы, которые обладают высокой заразительностью, получают преимущество перед своими собратьями.

Перефразируя пушкинские строки, можно сказать, что вирус SARS-CoV-2 так уважать себя заставил, что лучше выдумать не мог. 11 марта 2020 года Всемирная организация здравоохранения официально объявила, что эпидемия коронавирусной инфекции COVID-19 перешла в пандемию. Предыдущая пандемия (гораздо более скромная по своим масштабам) была вызвана в 2009 году вирусом «свиного» гриппа A/H1N1.

Как вирус SARS-CoV-2 устроен, как он попадает в клетку и как в ней размножается, повторять нет смысла – об этом уже говорилось выше. По своему строению этот сферический шипастый диверсант является типичным представителем семейства коронавирусов. По строению, но не по своим способностям, обратите внимание. Никому из коронавирусов, кроме SARS-CoV-2, не удавалось устроить пандемию.

Вирус SARS-CoV-2 поражает не только клетки слизистых оболочек дыхательных путей и пищеварительного тракта, но и клетки, которые выстилают изнутри кровеносные сосуды, а также эритроциты. Эритроциты, если кто забыл, занимаются транспортировкой кислорода от легких и доставкой к легким углекислого газа, собранного по всему организму. Углекислый газ – это один из конечных продуктов клеточной жизнедеятельности.

Смотрите, что получается. Этот коронавирус, который так и хочется назвать «коварновирусом» поражает не только легочные альвеолы, в которых происходит газообмен между организмом и внешней средой, но и транспортную систему, участвующую в доставке кислорода и углекислого газа. Двойное поражение – двойной вред – тяжелее заболевание.

Длинный инкубационный период, сопровождающийся выделением вируса, был бы не так страшен, если бы инфекция COVID-19 не обладала бы высокой контагиозностью, примерно втрое превосходящей контагиозность гриппа, вызываемого вирусом типа А. Хорошо еще, что в большинстве случаев заболевание протекает в легкой форме (тьфу-тьфу-тьфу, чтоб не сглазить, чур нас, чур!).

К настоящему времени е существует достаточно полных и достоверных оценок. Жизнестойкость вируса SARS-CoV-2 вне организма-хозяина толком пока не изучена, и вряд ли это будет сделано во время пандемии. Точные данные появятся потом, когда страсти улягутся и появится возможность спокойного изучения вируса, накопления большого количества данных и детального их осмысления.

Пока что принято считать, что оптимальными условиями для распространения этого вируса являются температура воздуха от 5 до 8 °C, и его влажность в пределах 35–50 %. В умеренных широтах SARS-CoV-2 – весенне-осенний гость. При температуре воздуха от 30 °C и выше его массовое распространение прекращается.

В комфортных условиях, которые только что были названы, и при особых обстоятельствах вирус SARS-CoV-2 может сохранять свою жизнеспособность довольно долго – до двух недель. Вот вам еще одна «пандемическая» способность. Что же касается обычных условий, то, по предварительным данным, на одежде и деревянных поверхностях вирус может прожить до двух суток, а на стекле, пластике и металлах – до трех суток. Убить его можно спиртсодержащим дезинфицирующим средством или же нагреванием свыше 70 °C.

Предупреждение – непереносимость температур свыше 70 °C никоим образом не означает того, что вирус SARS-CoV-2 можно вывести из организма в сауне, а также того, что в сауне невозможно им заразиться. Давайте не будем путать температуру воздуха и температуру тела. Во время пребывания в сауне температура тела увеличивается весьма незначительно. От перегрева организм спасается посредством усиленного потоотделения. Вашим вирусам абсолютно «до лампочки», где вы находитесь – в сауне или же в спальне. Что же касается заражения, то за ту секунду, пока микроскопическая капелька, содержащая вирусы, доберется от рта больного человека до вашего носа, с вирусами не успеет произойти ничего фатального. А если учесть, что парилки в саунах тесные и люди в них находятся очень близко друг к другу, то… Ну, вы понимаете.

Какой иммунитет формируется после перенесенной инфекции COVID-19, пока еще неясно. Иммунитет есть, но насколько долго он будет сохраняться и сможет ли полностью уберечь от повторных заражений – это бабушка надвое сказала. Нужно время, потому что ответы на такие вопросы могут быть получены только в результате наблюдений и многократного контроля содержания антител в крови перенесших заболевание.

Прогнозы строятся самые разные, но есть одна малюсенькая хорошая новость. Китайские ученые установили невозможность развития заболевания при повторном заражении вирусом SARS-CoV-2 у макак-резусов, которые стали одним из самых популярных лабораторных животных не за красивые глаза, а благодаря их биологическому сходству с человеком.[94]

Перенесшие инфекцию обезьяны были повторно заражены через 29 дней после заражения той же дозой штамма SARS-CoV-2. Многократно взятые, начиная с шестого дня после повторного заражения, мазки (носоглоточные и анальные) оказались отрицательными. Одну из обезьян усыпили и произвели исследование ее тканей, но нигде не нашли ни присутствия вируса, ни изменений, характерных для инфекционного процесса.

Будем надеяться на стойкий иммунитет после COVID-19 и на появление эффективной противовирусной вакцины во второй половине 2021 года (на более ранние сроки рассчитывать не приходится).

Кстати говоря, возможность заражения макак вирусом SARS-CoV-2 существенно облегчает создание противовирусной вакцины. Без помощи лабораторных животных вакцины создавать очень трудно.

На этом главу можно заканчивать, поскольку все, что хотелось сказать о коронавирусах, было сказано.

Следите за развитием пандемии и тщательно фильтруйте обрушивающуюся на вас информацию!

И будет вам счастье.

Глава семнадцатая

Проще простого и еще проще

В пути томительном и длинном,

Влачась по торжищам земным,

Хоть на минуту стать невинным,

Хоть на минуту стать простым…

Федор Сологуб, «В пути томительном и длинном…»

Не надоели ли вам вирусы, эти невероятно сложно устроенные создания?

Не хочется ли вам чего-то попроще?

Такого, чтоб проще некуда?

Нет, автор не сошел с ума от непосильного интеллектуального труда по перекладыванию премудростей вирусологии на простой язык. Это очень приятное и невероятно духоподъемное занятие, которое отражается на психике только позитивно. Просто (ах, как много этого слова в этой главе!) на свете существует нечто, устроенное еще проще вирусов.

Можете представить «живую» белковую молекулу? Да еще и способную к размножению весьма причудливым образом. Впрочем, не то чтобы к размножению, а… В двух словах и не выразить, давайте уж по порядку.

Тема этой главы – прионы, белковые молекулы, способные взаимодействовать с живыми организмами. Если выразиться иначе, то прионы – это инфекционные агенты белковой природы.

Мало кто слышал о прионах, но почти все слышали о болезни, которую они могут вызывать. Это «коровье бешенство», а если по-научному, то губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота. У людей аналогичное заболевание называется болезнью Крейтцфельдта – Якоба. Так вот, возбудителями «коровьего бешенства» являются не микроорганизмы, а прионы.

Принадлежность к белкам роднит прионы со всем живым на нашей планете, относящимся к белковой форме жизни. А вот отсутствие генома, состоящего из нуклеиновых кислот, делает прионы уникальными и неповторимыми.

Но кто сказал, что наследственность непременно должна быть нуклеиновой? Белковая наследственность тоже имеет право на существование.

Пора снова вспомнить о том, что белковые молекулы имеют 4 уровня пространственной организации. Нитевидные молекулы сворачиваются в спирали, имеющие вид растянутой пружины, спирали сворачиваются в клубочки, а клубочки могут объединяться друг с другом в комплексы.

Нить – это первичная структура молекулы белка, спираль – вторичная, а способ укладки спирали в пространстве называется третичной структурой. На ней мы сейчас и остановимся. По форме третичной структуры белки, за малым исключением, делятся на глобулярные и фибриллярные. Фибриллярные (нитевидные) белки имеют вытянутую форму, а молекулы глобулярных (шарообразных) белков свернуты в глобулы – подобие клубка.

Глобулярный белок

Третичная структура белковой молекулы в значительной степени определяется ее первичной структурой. Обратите внимание на слова «в значительной степени». То, как именно свернется в клубок белковая спираль, зависит не только от ее атомного состава, но и от ряда других причин.

Третичная структура очень важна, поскольку она определяет биохимические свойства белковой молекулы. Изменяется структура – изменяются свойства, утрачивается структура (клубок разворачивается в спиралевидную нить) – утрачиваются свойства.[95]

Пожалуй, биохимии с нас достаточно. Теперь подумайте, как может размножаться белковая молекула, только молекула, просто молекула и ничего, кроме молекулы?

Подсказка – разумеется, размножение происходит за счет организма-хозяина, в котором эта молекула пребывает (слово «паразитирует» рука не поднимается написать).

Условие – не придумывайте противоестественные механизмы встраивания белковых молекул в молекулы нуклеиновых кислот. Такого не может быть, поскольку такого не может быть никогда. Если хорошенько постараться, то можно впрячь в одну телегу коня и трепетную лань. Но в нуклеиновую кислоту белковый фрагмент не вставить.

Время пошло! Думайте, предполагайте, воображайте и попутно читайте историю страшной болезни куру…

В первой половине ХХ века в племени форе, которое живет в высокогорных районах Новой Гвинеи, обнаружили страшную болезнь куру. Страшную, без какого-либо преувеличения. Начиналось все с головокружения и быстрой утомляемости, затем появлялась дрожь по всему телу и подергивания головой, а через несколько месяцев (от 9 до 12) больные умирали. В течение нескольких месяцев ткани головного мозга деградируют, превращаясь в губчатую массу. Заболевание характеризуется прогрессирующей дегенерацией нервных клеток центральной нервной системы, особенно в той области головного мозга, которая управляет осуществляемыми человеком телодвижениями. В результате происходит нарушение контроля мышечных движений и развивается тремор туловища, конечностей и головы. Это заболевание встречается преимущественно у женщин и детей и считается неизлечимым – через 9–12 месяцев оно заканчивается смертельным исходом. Болезнь чаще поражала женщин, особенно – молодых.

От загадочной болезни страдал головной мозг – из-за разрушения клеток в нем образовывались полости. В племени форе был распространен каннибализм, который и служил способом передачи болезни куру – здоровые люди заражались, поедая мозг больного человека. Каннибализм был «мягким», ритуальным – члены племени съедали умерших сородичей в знак уважения к ним (а чего вы хотите, у каждого народа свои традиции).

Американец Дэниэл Карлтон Гайдушек и австралиец Винсент Зигас, которые первыми изучили болезнь куру, сочли, что ее вызывает некий мелкий вирус. К такому выводу они пришли логическим путем. Заболевание явно носило инфекционный характер, но возбудителя в организмах людей, умерших от куру, обнаружить не удалось. Вывод о маленьком незаметном вирусе напрашивался сам собой. Гайдушек назвал этот вирус «медленным», поскольку инкубационный период болезни куру, по его предположениям, мог растягиваться на несколько десятков лет.[96]

Болезнь куру была не единственной в своем роде. В двадцатых годах прошлого века немецкие врачи Ганс Герхард Крейцфельдт и Альфонс Мария Якоб описали неизлечимое заболевание, основным признаком которого было образование полостей в головном мозге. Эта болезнь, названная болезнью Крейтцфельдта – Якоба, имела много сходства с болезнью куру.

Чем-то похожим болели и овцы. Почесуха овец известна в Великобритании с начала XVIII века. При этом заболевании овцы испытывали сильный зуд, вынуждавший их непрерывно тереться о деревья. Терлись они до тех пор, пока могли стоять на ногах. Почесуха всегда заканчивалась гибелью животного.

В шестидесятых годах прошлого века британская исследовательница Тиква Альпер решила вывести медленный вирус «на чистую воду». Она экспериментировала с агентом, вызывающим почесуху овец. То, что вирус не виден, еще не означает невозможности его изучения.

Альпер решила выяснить, что убивает «медленный вирус». Предполагалось, что он содержит ДНК (к тому времени ДНК изучили настолько, чтобы понимать роль этой нуклеиновой кислоты в передаче наследственной информации).

Но оказалось, что ионизирующее излучение не действует на возбудителя почесухи. Ничто живое не может устоять перед радиацией, но, тем не менее, после облучения головного мозга умершей от почесухи овцы, в нем сохранялся возбудитель – измельченные мозговые ткани вызывали заболевание почесухой у здоровых овец. Напрашивался вывод о том, что возбудитель почесухи очень мал, гораздо меньше молекулы ДНК, и потому вероятность попадания в него радиоактивных частиц очень мала. Грубо говоря, стреляя картечью в доску, вы непременно ее повредите, но если вы выстрелите в соломинку, то не факт, что в нее попадет хоть одна дробинка.

Ультрафиолетовое излучение, губительное для ДНК во всем своем диапазоне, убивало загадочного возбудителя только при длине волны от 237 нанометров и ниже (это так называемое коротковолновое ультрафиолетовое излучение). Такие волны, как было известно в то время, вызывали разрушение молекул полисахаридов, но невозможно было представить, что инфекционный агент может иметь полисахаридную природу и при этом состоять всего из нескольких небольших молекул…

Всего из нескольких?

Всего из одной!

Прионы были открыты, то есть – обнаружены и изучены, американским ученым Стенли Прузинером, профессором неврологии и биохимии Университета Калифорнии в Сан-Франциско. Название «прион» образовано от английского «proteinaceous infectious particles» – «белковая инфекционная частица». Открытие прионов произошло в середине восьмидесятых годов прошлого века и практически одновременно с этим началась эпидемия коровьего бешенства, которая довольно скоро превратилась в пандемию. Впрочем, если речь идет о животных, то лучше говорить «эпизоотия» и «панзоотия». За 10 лет коровье бешенство, впервые обнаруженное в 1985–1986 годах в Великобритании, широко распространилось по миру. Впоследствии было установлено, что коровы заболели по причине употребления в пищу мясо-костной муки, в которой содержался прион-возбудитель, аналогичный тому, что вызывал почесуху овец. При употреблении в пищу недостаточно обработанного мяса больных животных этой болезнью заражались люди. В целом известно около 200 случаев заражения людей. Эпизоотия коровьего бешенства чуть было не вынудила человечество забыть о плохо прожаренных стейках…

Ну а теперь давайте вашу версию размножения прионов. Кто погуглил и все узнал, тот поступил неправильно, ведь это было творческое задание, развивающее воображение. Именно воображение, а не соображение, потому что сообразить, то есть вывести путем умозаключений, такое невозможно.

Вот объяснение.

Мембраны нервных, а также других клеток млекопитающих содержат белок PrPC. Роль его до конца не изучена, но предположительно он участвует не то в прикреплении клеток друг к другу, не то в передаче клеточных сигналов. Этот белок – глобулярный. Его нормальная третичная структура называется альфа-формой.[97]

Но у белка PrPC может быть и бета-форма с другой трехмерной конфигурацией, другой третичной структурой. Эта аномальная, инфекционная форма, которую обозначают как PrPSc, способна превращать нормальный белок PrP[98]C в свое подобие.

При встрече нормальной молекулы с инфекционной пространственная конфигурация нормальной молекулы изменяется, и она становится инфекционной. Вот так и происходит размножение прионов, если этот процесс можно назвать размножением. Все предельно просто, проще, чем у вирусов. Можно сказать, что прионы являются примером паразитического апофеоза, паразитизма в чистейшем его виде. Приону не нужны «напряги» с тиражированием генетического досье, созданием защитного капсида и пр. Он просто берет нормальный белок и «лепит» из него свою копию. И почему-то предпочитает заниматься этим в головном мозге, а не в других органах, где также можно найти белок PrPC.

Сразу же напрашивается вопрос – почему прионами заражаются? Почему они не возникают сами по себе в здоровом организме? Ведь существует множество причин, могущих вызвать «неправильное» сворачивание белковой молекулы в клубок?

Можно допустить, что так оно и происходит, но «неправильные» молекулы уничтожаются сразу же после своего появления (как именно уничтожаются – черт их знает). Но возможно и другое – волшебные превращающие свойства, которые по-научному называются «повышенной каталитической активностью» инфекционный белок может получать, связываясь с какими-то полисахаридами или же с другими веществами-кофакторами. Мало быть неправильным для того, чтобы делать неправильными других, нужно еще и какой-то кофактор для этого иметь. Такой кофактор может не только способствовать плохим делам, но и мешать хорошим – обратному превращению неправильно свернутой молекулы в правильно свернутую.[99]

Есть довольно большое количество сообщений о нахождении различных прионных кофакторов, но эта тема пока еще только начала разрабатываться и до полной ясности еще очень далеко.

«Стоп! – скажут сейчас читатели, знакомые с физиологией пищеварения. – Как можно заразиться белковой инфекционной молекулой, попавшей в организм с пищей и не имеющей никакой защитной оболочки? Да эту молекулу уже в желудке начнут рвать на части…».

Да, все верно. В желудке на белки начинает действовать фермент пепсин, который разрывает длинные белковые молекулы на более короткие фрагменты, облегчая тем самым работу другим ферментам. Из желудка пища попадает в двенадцатиперстную кишку, а из нее – в тощую кишку (это верхние отделы тонкой кишки). Здесь происходит переваривание белков с участием ферментов, вырабатываемых в поджелудочной железе. Эти ферменты продолжают дело, начатое пепсином, – рвут уже не столь длинные белковые цепи на еще более короткие фрагменты и отщепляют отдельные аминокислоты от этих фрагментов. Завершается переваривание белка в низлежащих отделах тонкой кишки, под действием ферментов пептидаз, вырабатываемых клетками слизистой оболочки кишки.

Так вот, прионам вся эта «пищеварительная трагедия» не страшна. Каким-то неведомым способом они ухитряются уберечь себя от действия пищеварительных ферментов. Более того, они в целом виде могут проникать из просвета кишечника не то в кровь, не то в лимфу, чего другие белковые молекулы делать не способны – в кровь из кишечника могут всасываться только мелкие молекулы аминокислот.

И если прионы переносятся от кишечника к головному мозгу с кровью, то им нужно преодолевать труднопроницаемый гематоэнцефалический барьер, разделяющий кровеносную и центральную нервную системы.

Клетки, образующие стенки мелких капиллярных сосудов, которые питают наш головной мозг, очень плотно прилегают друг к другу. Через узенькие щели между клетками может проходить вода и растворенные в ней вещества, то есть вещества, имеющие небольшие молекулы. Плотный слой создает механическое препятствие для проникновения веществ из крови в мозг, но одной лишь механикой дело не ограничивается. Механическая защита головного мозга от воздействия посторонних веществ, дополняется химической защитой. На поверхности мембран клеток внутреннего слоя находится много активных ферментов, способных расщеплять различные вещества. Вещества, имеющие крупные молекулы, проникают из крови в ткани не через щели, а через так называемые «клеточные каналы» – связываются со специальными белками, расположенными на клеточных мембранах, проникают внутрь клетки, проходят через нее и выходят из клетки с другой стороны, предварительно освободившись от белка-«проводника». Возможно, что прионы используют для своих коварных целей клеточные каналы.

Но есть и другая гипотеза, согласно которой прионы проникают в головной мозг не через гематоэнцефалический барьер, а через периферические нервы – внедряются в «крайнюю» нервную клетку, ползут по ней до другой и так постепенно добираются до места назначения.

Что самое интересное – иммунная система прионы не замечает и никак не блокирует. Белок, по сути, чужеродный, с измененной конфигурацией, а «проходит по спискам» как свой. Парадокс!

Помимо белковой прионной гипотезы, существует и вирусная гипотеза, у которой в научном мире сторонников гораздо меньше, чем у белковой.

Сторонники этой гипотезы считают, что изменения конфигурации нормальных белковых молекул, а также способность вызывать аналогичные изменения других молекул, обусловлена вирусными нуклеиновыми кислотами, которые связываются с PrPC и тем самым побуждают хороший белок творить зло.

Главной «подпоркой» вирусной гипотезы служит наличие разных штаммов прионов, отличающихся друг от друга по инкубационному периоду, симптоматике вызываемого заболевания и скорости его прогрессирования. Такие различия между идентичными по составу белковыми молекулами трудно объяснить без привлечения посторонних факторов, например – вируса. Также сторонники этой гипотезы любят ссылаться на то, что в некоторых клетках, пораженных прионной инфекцией, находили вирусоподобные частицы. Однако совместное пребывание вирусов и прионов в одной клетке еще не означает тесных взаимоотношений между ними, так что этот аргумент является притянутым за уши. Да и вообще вся вирусная гипотеза в целом доверия не вызывает. С одной стороны, до сегодняшнего дня не выявлено ни одного комплекса, состоящего из нуклеиновой кислоты и прионного белка. А с другой есть ряд сообщений о кофакторах, которые не являются нуклеиновыми кислотами.

Мы очень мало знаем о вирусах, но в сравнении с тем, что мы знаем о прионах, знания о вирусах выглядят полными, всеобъемлющими.

Глава последняя

Лекарства против страха [100]

Мы внушили больным веру в лекарства, и теперь они ходят не к врачам, а к аптекарям.

Джордж Бернард Шоу

Что вы скажете о человеке, который лечит диарею (сиречь – понос) аспирином?

По меньшей мере это неумно, ведь аспирин предназначен совсем для других целей, например – для снижения повышенной температуры.

А если вспомнить о раздражающем действии аспирина на слизистую оболочку пищеварительного тракта, то неумный поступок будет выглядеть просто идиотским.

Диарею аспирином не лечат, вы с этим согласны?

Тогда вам придется согласиться и с тем, что вирусные заболевания не лечатся антибиотиками. Несмотря на давние и широко распространившиеся традиции… Вот совсем не лечатся, от слова «ничуть».

И дело здесь не в том, что антибиотики якобы ослабляют иммунитет. Антибиотики имеют разные побочные действия, но их прием не влияет на состояние иммунной системы. Антибиотики не поражают иммунные клетки, у них другая цель – бактерии. Слово «антибиотик» переводится с греческого как «(средство) против живого».

Принято различать бактериальные инфекции, которые вызываются бактериями – безъядерными одноклеточными организмами, и протозойные инфекции, вызываемые паразитическими простейшими, одноклеточными ядерными организмами. Примерами протозойных инфекций могут служить амебиаз, малярия или трихомониаз. Препараты, используемые против возбудителей протозойных инфекций «антибиотиками» не называются (ах, уж эта казуистика!), несмотря на то, что они тоже направлены «против живого». Но противопротозойные препараты именуются по имени своего «объекта» – противоамебными, противомалярийными, противотрихомонадными.

Откуда взялся стойкий миф об угнетающем действии всех без разбора антибиотиков на иммунитет? Он был выведен логическим путем, при помощи довольно интересной выкладки, которая может служить классическим примером логической ошибки: если антибиотики делают то же самое, что и иммунная система организма, то есть уничтожают микробы, следовательно, они должны взаимно подавлять друг друга. В область биологии перенесли экономическое понятие о конкуренции, не подумав о том, что законы биологии могут отличаться от законов экономики. На самом деле никакой конкуренции нет. Говорить о том, что употребление антибиотиков для подавления болезнетворных бактерий лишает иммунную систему возможности «тренироваться», просто глупо. Во-первых, иммунная система не тренируется (и мы уже об этом говорили), а во-вторых, антибиотики помогают иммунной системе бороться с чужаками.

Но помогают только в том случае, если эти чужаки являются бактериями, одноклеточными организмами!

Антибиотики действуют на клетку, на клеточный организм!

Давайте посмотрим, как действуют антибиотики. Знание механизмов действия антибиотиков на бактериальные клетки поможет понять, почему они не действуют на вирусы.

По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики делятся на две большие группы.

Первая группа – бактериостатические препараты. Название «бактериостатические» можно перевести как «останавливающие бактерии». Бактериостатические антибиотики не убивают бактерии, а останавливают их размножение. Век бактерии недолог. Не имея возможности размножаться, она гибнет.

«Классическим» представителем этой группы является антибиотик линкомицин, вырабатываемый бактериями порядка актиномицеты. Надо сказать, что нет ничего удивительного в том, что одни бактерии вырабатывают средства борьбы с другими бактериями. Между бактериями, как и среди всего живого, идет борьба не на жизнь, а на смерть. Рук-ног, зубов-когтей у бактерий нет, вот и приходится им бороться с другими бактериями химическим путем.[101]

Молекула линкомицина относительно невелика, поэтому линкомицин легко и беспрепятственно проникает внутрь бактериальной клетки, доходит до рибосом и блокирует в них синтез белков. Без выработки новых белков деление невозможно. У вирусов своих рибосом нет, поэтому линкомицин на вирусы действовать не может.

«Но зато он может нарушать синтез вирусных белков в рибосомах зараженных клеток!», – скажут сейчас некоторые читатели. Да, может, но что с того? Те вирусы, которые уже успели образоваться до блокировки, выйдут из погибшей клетки и отправятся на поиски новых жертв. Проблему вирусной инфекции при помощи бактериостатических антибиотиков решить невозможно. Проблему решает разрушение капсида вириона, находящегося «в открытом космосе», то есть – вне клетки, или же разрушение вирусной нуклеиновой кислоты, но ни того, ни другого бактериостатические антибиотики сделать не могут.

Вторая, и более многочисленная группа – это бактерицидные («убивающие бактерии») препараты. Эти антибиотики нарушают какие-то жизненно важные процессы бактерий, в результате чего бактерии погибают.

«Классическими» бактерицидными антибиотиками являются пенициллины, вырабатываемые грибами рода пенициллум, колонии которых в быту называют «плесенью». Бактерицидное действие пенициллина обусловлено торможением синтеза пептидогликана, полимерного вещества, являющегося важнейшим компонентом клеточной мембраны бактерий. Мембрана клетки нуждается в постоянной починке, подобно тому, как нуждаются в восстановлении стены осаждаемого врагами замка. Если починка прекращается, бактерия погибает. Любая не заделанная дыра в мембране смертельно опасна.

Вирусы не имеют структур, вырабатывающих пептидогликан, и вообще их капсиды абсолютно не похожи по строению на клеточные мембраны. Пытаться воздействовать на вирусы пенициллином или каким-то другим бактерицидным антибиотиком, это все равно что пугать ежа голой… Ну, вы поняли. У каждого лекарственного препарата есть своя мишень, при отсутствии которой препарат оказывается бесполезным. Если мужчина станет принимать женский противозачаточный препарат, то это никак не скажется на его оплодотворяющей способности.

«Но ведь врачи-то назначают при ОРВИ антибиотики!», – скажут сейчас многие читатели.

Да, назначают. И тому есть три объяснения.

Во-первых, на фоне вирусных инфекций, отвлекающих на себя часть сил иммунной системы, могут активизироваться обитающие в организме болезнетворные бактерии, которые прежде подавлялись иммунной системой и не могли вызвать заболевания. А теперь вот смогли и вызвали. Или же заболевание в ослабленном вирусной инфекцией организме могут вызвать сторонние бактерии. Если врач видит, что к вирусной инфекции присоединилась бактериальная, то он назначает антибиотики. У пациентов, далеких от медицины и не вникающих в нюансы своего собственного страдания, может создаться впечатление, что им назначили антибиотики для лечения вирусного заболевания, хотя на самом деле это не так.

Во-вторых, среди врачей могут попадаться перестраховщики, которые назначают антибиотики заранее, вроде как для профилактики возможного присоединения бактериальной инфекции. Это неверно, поскольку антибиотики должны назначаться строго по показаниям, но, тем не менее, такой подход существует и он довольно широко распространен. Отчасти «профилактическое» назначение антибиотиков стимулируют сами пациенты.

Возьмем такой пример. У пациента с ОРВИ на четвертый день заболевания развился острый бронхит бактериального происхождения. Лечащий врач сразу же назначил антибиотики и вообще все, что положено назначать при бронхите. Спустя десять дней пациент выздоровел и написал жалобу на врача: «Доктор Чичаспройдет не назначил мне сразу нормального лечения. Первые три дня он лечил меня постельным режимом и советовал пить больше жидкости. Только на четвертый день он прописал мне антибиотики, сразу два. А если бы он назначил бы мне их сразу, то я проболел бы дней пять, а не две недели».[102]

Клиент, как известно, всегда прав, а пациент прав втройне, потому что в случае с пациентом речь идет о здоровье, а то и о самой жизни. Подобные необоснованные жалобы часто влекут за собой наказание ни в чем не повинных врачей. Как, по-вашему, что станет делать врач Чичаспройдет, которого из-за жалобы лишили квартальной премии, а в качестве компенсации объявили строгий выговор? Он начнет назначать антибиотики всем пациентам с ОРВИ с первого же дня болезни, потому что так ему будет спокойнее.

В-третьих, бывают такие случаи, когда врач стопроцентно убежден в скорейшем присоединении бактериальной инфекции к вирусной. Например, если ОРВИ вызывается у курильщика с тридцатилетним стажем, страдающего застарелым хроническим бронхитом с частыми обострениями. Тут уж, как говорится, и к гадалке ходить не нужно, для того, чтобы предсказать, что к вечеру к общему недомоганию, насморку и слезотечению добавится сильный кашель с обильной мокротой. Поэтому врач, с учетом анамнеза пациента, может назначить в данном случае антибиотики.

Резюмируем – при вирусных заболеваниях антибиотики абсолютно бесполезны, потому что они не способны действовать на вирусы. Назначение антибиотиков при ОРВИ или иных вирусных инфекциях допускается лишь в случае присоединения к вирусной инфекции бактериальной. Отсутствие противовирусного препарата не означает назначения антибиотика по принципу «ну хоть что-то». По принципу «ну хоть что-то» можно назначить и препарат, понижающий артериальное давление.

Пользы от антибиотиков при вирусных заболеваниях нет, а определенный ущерб они наносят. Во-первых, кошельку, ведь они стоят денег, порой и весьма немалых. Во-вторых, любое лекарство является нагрузкой для организма, потому что оно чужеродно и организм стремится его вывести. Одно дело, когда лекарственный препарат назначается по показаниям и польза от него значительно превышает наносимый им вред. И совсем другое, когда лекарство назначается без необходимости.

Но если нельзя подействовать на вирусы антибиотиками, то, может, имеет смысл простимулировать иммунную систему? С учетом того, что противовирусных препаратов существует очень мало, как говорится «раз-два и обчелся»…

О, стимуляция иммунной системы – это отдельная песня, даже не просто песня, а песнь песней. В аптеках иммуностимуляторами заставлены полки. Выбор широк до невозможности, только вот 99 % имеющихся в продаже «иммуностимуляторов» (кавычки не случайны), на самом деле никак на иммунную систему не действуют. Не обольщайтесь указаниями на то, что препарат прошел клинические испытания, которые подтвердили его эффективность. Испытания бывают добросовестными и не очень добросовестными, когда исследование не проводится как нужно, а пишется под заранее заданный результат.

Но если не верить клиническим испытаниям, то чему тогда можно верить?

В современной медицине существует такое понятие, как «уровень доказательности», которое отражает реальную эффективность медицинского вмешательства или лекарственного препарата. «Реальную», обратите внимание, то есть подтвержденную при помощи достоверных доказательств.

Не все белое и жидкое может называться молоком и не все, что называется лекарственным препаратом, продается в аптеках и назначается врачами, действительно обладает лечебным эффектом (простите автору, если он кого-то сейчас расстроил).

В настоящее время различают четыре уровня доказательности, причем два первых делятся еще и на подуровни. «Уровни доказательности» могут называть «классами доказательности», это одно и то же.

Уровень 1а «присваивается» тем препаратам, эффективность которых подтверждена метаанализом рандомизированных контролируемых клинических исследований.

Слова-то какие… Ой!

Давайте начнем разбираться с конца.

Клиническим исследованием называется научное исследование с участием людей, которое проводится с целью оценки эффективности и безопасности нового лекарственного препарата или же с целью расширения показаний к применению уже известного лекарственного препарата.

Контролируемость исследования подразумевает наличие контрольной группы, на которую не оказывается исследуемое воздействие. Если исследуется лекарственный препарат, то контрольная группа получает плацебо – «пустышку», не содержащую исследуемого препарата.

Рандомизация – это метод случайного выбора, при котором распределение участников исследования по группам (и вообще любое распределение или отбор) осуществляется бессистемно и носит абсолютно случайный характер.

Были времена, когда о рандомизации никто из исследователей не задумывался, а участников по группам распределяли организаторы эксперимента. С научным наследием этих времен сейчас приходится разбираться, отделяя зерна от плевел. Слишком уж велик соблазн воздействовать на результаты исследования посредством «правильного» отбора – в основную группу направить тех, у кого больше шансов на получение желаемого результата, а в контрольную тех, на чьем фоне желаемый результат проявится с наибольшей контрастностью.

Можно поддаться соблазну намеренно, то есть заранее запланировать фальсификацию результатов исследования, но можно осуществить предвзятый отбор и неосознанно. Экспериментатору может казаться, что он распределяет участников по группам в случайном порядке, а на самом деле – совсем не в случайном, только сам этого до конца не понимает. Нередко в отбор вмешивается гуманизм. Понимая, что члены контрольной группы будут получать «пустышку», экспериментатор может отбирать в нее тех, кто меньше нуждается в лечении данным препаратом, а в основную группу, соответственно, тех, кому это лечение ну просто жизненно необходимо. При таком раскладе результаты исследования могут искажаться не в лучшую, а в худшую сторону. Но любое искажение есть зло, с которым нужно бороться.

Метаанализом называется обобщение статистических данных нескольких клинических исследований. Умные люди берут результаты разных исследований и сравнивают их. Если результаты верные, то они должны быть примерно одинаковыми, а все расхождения должны иметь научное объяснение. Можно назвать мета-анализ «проверкой качества исследований».

Если эффективность препарата подтверждена в нескольких рандомизированных контролируемых клинических исследованиях, результаты которых вдобавок прошли проверку метаанализом, то такой препарат действительно работает, оказывает реальное действие.

На уровень 1b могут подняться препараты, эффективность которых подтверждена хотя бы одним рандомизированным контролируемым клиническим исследованием. Как говорится – хоть что-то.

Уровень 2а занимают препараты, эффективность которых подтверждена хотя бы одним контролируемым клиническим исследованием без рандомизации. Тут уже могут возникать сомнения по поводу эффективности, ибо отсутствие рандомизации создает почву для искажения результатов исследования.

Уровень 2b занимают препараты, имеющие в своем активе хотя бы одно хорошо выполненное квазиэкспериментальное исследование. Приставка «квази-» означает «мнимый» или «ненастоящий». В квазиэкспериментальном исследовании заведомо недостижим тот уровень контроля факторов, могущих искажать результаты, который характерен для клинического исследования. Этот уровень – последний из заслуживающих хоть какого-то доверия.

На уровень 3 попадают препараты, эффективность которых подтверждена хорошо выполненными наблюдательными исследованиями. Наблюдательное клинического исследование отличается от экспериментального не только тем, что исследователи просто наблюдают за участниками, не оказывая на них никакого воздействия, но и тем, что в этих исследованиях отсутствует формирование групп по принципу рандомизации, в случайном порядке.

Уровень 4 занимают препараты, эффективность которых подтверждена чьим-то авторитетным мнением. Авторитетное мнение, если уж говорить начистоту, ничего не стоит. Значение имеют доказательства, а не слова «я, лауреат и академик, считаю так». К месту можно вспомнить историю о великом химике Полинге и аскорбиновой кислоте.

В 1966 году известный американский химик Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии (за достижения в области химии и премии мира) начал принимать ежедневно по 3 грамма витамина C (он же – аскорбиновая кислота) и заметил на этом фоне явное улучшение самочувствия. Заодно возросла и сопротивляемость организма – Полинг стал гораздо реже болеть респираторными вирусными инфекциями. Поверив своему личному опыту, Полинг принялся активно пропагандировать систематический прием витамина C в больших дозах для поддержания здоровья. В 1970 году он опубликовал статью под названием «Эволюция и потребность в аскорбиновой кислоте», в которой весьма убедительно обосновывал свою точку зрения. Полинг рекомендовал принимать по 10 граммов витамина С в сутки и утверждал, что такие дозы способны защитить организм не только от вирусных, но и от онкологических заболеваний. И это при том, что суточная потребность взрослого человека в витамине С в обычных условиях не превышает 100 миллиграммов. То есть Полинг пропагандировал прием витамина С в количестве, превышающим суточную потребность в сто раз!

Авторитет Полинга был настолько высоким, а шумиха, поднятая вокруг витамина С оказалась настолько большой, что мало кто обратил внимание на одно очень важное обстоятельство – к выводу о благотворном действии столь больших доз витамина С Полинг пришел не экспериментальным, а теоретическим путем, на основании своих личных впечатлений. Впоследствии же выяснилось, что большие дозы витамина С никак не увеличивают сопротивляемость организма, а, напротив, наносят организму вред. Вот вам и авторитетное мнение.

Резюмируем. Уровень доказательности 1 – это хорошо. Уровень 2 – куда бы ни шло. Уровни 3 и 4 доверия не вызывают.

Давайте в качестве примера рассмотрим действие противовирусного препарата ацикловир, относящегося к первому уровню доказательности. Ацикловир тормозит размножение герпесвирусов. После поступления в инфицированные клетки, ацикловир в результате нескольких последовательных химических реакций превращается в трифосфат ацикловира, который является аналогом гуанозина, нормального компонента ДНК. Трифосфат ацикловира взаимодействует с вирусной ДНК-полимеразой и включается с ее помощью в цепочку вирусной ДНК, где вызывает обрыв цепи и блокирует дальнейшее копирование вирусной ДНК. Все это происходит без повреждения клетки-хозяина.

Большинство существующих в наше время противовирусных препаратов обладают способностью встраиваться в вирусную ДНК и нарушать ее копирование. Но существуют и другие противовирусные механизмы. Так, например, препарат даклатасвир, представляющий собой высокоспецифичное средство прямого действия против вируса гепатита С, блокирует (по-научному – ингибирует) белок, необходимый для копирования вирусной РНК и сборки капсида. Даклатасвир, подобно ацикловиру, относится к первому уровню доказательности.

Важно понимать, что не существует противовирусных препаратов широкого спектра действия и, тем более, не существует препаратов, действующих на все вирусы. Все строго специфично, все строго «прицельно». У каждого противовирусного препарата есть свои мишени – определенные вирусы, а иногда и всего один-единственный вирус. Поэтому назначение того или иного противовирусного препарата производится только после того, как будет определен возбудитель инфекции. Иногда, как это, например, бывает при герпетической инфекции, возбудителя можно определить по характерной клинике вызываемого им заболевания – высыпанию сгруппированных пузырьков на коже и слизистых оболочках. Но чаще всего возбудитель определяется при помощи лабораторных методов.

«Строго по делу!» – вот главное правило назначения противовирусных и, вообще, любых лекарственных препаратов.

Примечания

1

Не надо путать Всемирную ассамблею здравоохранения со Всемирной организацией здравоохранения. Всемирная ассамблея здравоохранения представляет собой высший руководящий орган Всемирной организации здравоохранения. Ассамблея здравоохранения собирается на ежегодные сессии в Женеве во Дворце Наций ООН (как правило в мае).

2

Это шутка. Автор прекрасно знает, что заболевание людей и животных, вызываемое определенными штаммами вируса гриппа, условное называется «свиным», а не «свинским» гриппом.

3

Центавр или Кентавр (Centaurus) – созвездие южного полушария неба, которое расположено по линии Большая Медведица – Дева к югу от небесного экватора на 40–50°.

4

Фосфорная или ортофосфорная кислота имеет формулу H_3PO_4.

5

Аминокислоты (аминокарбоновые кислоты) – это органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы. Из остатков молекул аминокислот состоят молекулы белков.

6

Органические вещества – класс химических соединений, объединяющий почти все химические соединения, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов).

7

Снижение памяти по-научному называется гипомнезией, а полное отсутствие памяти – амнезией.

8

Исключение составляет процесс образования половых клеток, на второй стадии которого клетки делятся без удваивания молекул ДНК так как в половых клетках – яйцеклетках и сперматозоидах, содержится половинный набор ДНК. Но перед первой стадией данного процесса происходит удвоение молекул ДНК.

9

Если вы сейчас напряглись, то расслабьтесь. По расчетам ученых, Солнце останется таким, каким мы его знаем, не менее пяти миллиардов лет. Это слишком большой срок для того, чтобы переживать на тему «ах, что же будет потом?». К тому же за столь длительный период человечество явно успеет разработать способы переселения на другие планеты.

10

Кифаредом называли певца, аккомпанирующего себе на кифаре – древнегреческом струнном щипковом музыкальном инструменте, разновидности лиры.

11

Полисахаридами называются высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов – простых сахаров (глюкозы и др.). Углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков, называются олигосахаридами.

12

Это из «Игры престолов», одно из любимых выражений Неда Старка.

13

Редьярд Киплинг, «За цыганской звездой…», перевод Г.М. Кружкова.

14

Патогенностью называется способность инфекционного агента вызывать заболевание. Существуют также понятия «вирулентность» и «контагиозность». Вирулентность отражает степень способности инфекционного агента заражать организм хозяина. Контагиозностью называется свойство инфекционных болезней (болезней, а не их возбудителей, обратите внимание!) передаваться от больных людей или животных к здоровым восприимчивым. Вирулентность – это попадание вируса в организм, которое не означает обязательного развития болезни. А контагиозность – это получение заболевания.

15

Популяцией называется совокупность особей одного вида, длительное время обитающих на одной территории и частично или полностью изолированных от особей других популяций данного вида. Особи, составляющие одну популяцию, могут свободно скрещиваться между собой, поскольку внутри популяции отсутствуют изоляционные барьеры.

16

Экологической системой называются природные или искусственные комплексы, состоящие из живых организмов и среды их обитания. Обязательным условием являются связи, осуществляющие обмен веществом и энергией между биологическими видами, входящими в систему (одни виды питаются другими видами). Примерами экологических систем могут служить лес, пруд или аквариум.

17

«Оральный» образовано от латинского слова «орис», означающего «ротовой».

18

Если кому интересно, то речь идет о так называемых азотистых основаниях, производных пиримидина и пурина, входящих в состав нуклеиновых кислот.

19

Способными вызывать заболевания.

20

Обратите внимание на то, что речь идет о микроорганизмах. Для ряда многоклеточных паразитов проникновение через кожу проблем не представляет. В качестве примера можно привести хотя бы личинок паразитических круглых червей из рода анкилостом или рода стронгилоидов.

21

Дендритными эти клетки называются из-за наличия у них разветвленных отростков. Происходит название от греческого слова «δέντρο» – дерево.

22

Впервые эти клетки были обнаружены в органе птиц, который называется «фабрициевой сумкой», на латыни – «bursa fabricii». Буква «B» попала в название из слова «bursa».

23

От английского «attenuated» – ослабленный.

24

Если кто не читал рассказов о Шерлоке Холмсе, то подрядчик из Норвуда Джонас Олдейкр, инсценировавший собственную смерть, прятался в потайной комнате, которая находилась в конце коридора.

25

Если же вам хочется этой генетической премудрости, то можете прочесть книгу Андрея Шляхова «Генетика для начинающих», вышедшую в издательстве АСТ в 2019 году в серии «Наука на пальцах».

26

Называйте вирусы правильно. «Герпесвирусом» можно назвать любого представителя этого семейства. Но вид называется не «простой герпесвирус», а «вирус простого герпеса» или «герпесвирус человека».

27

Это редкий случай, когда болезнь названа не по имени того, кто ее описал, а по названию местности, в которой она была обнаружена своим описателем, в данном случае – по названию британского города Ньюкасла.

28

Клинические исследования проводятся с участием людей, на которых любой лекарственный препарат или любой способ лечения испытывается в обязательном порядке. Во всех цивилизованных странах на такие эксперименты нужно получать разрешение контролирующих органов.

29

Статус и репутация издания, в котором опубликована научная статья, имеет очень важное значение. В одних журналах статьи проходят «научную экспертизу», то есть – рецензирование. Статья может быть опубликована только после того, как независимый рецензент подтвердит ее научность и актуальность. Практика научного рецензирования имеет свои недостатки, но ничего лучшего на сегодняшний день пока еще не придумано. В других журналах рецензирования статей не проводится, то есть все присланное публикуется без проверки. А есть среди журналов и такие, которые берут деньги с авторов за публикацию их статей. Принцип таков: «Если тебе нужна научная публикация, то заплати и публикуй все, что тебе угодно». Делайте выводы!

30

Существует 4 типа вирусов сезонного гриппа – A, B, C и D. Вирусы гриппа A и B для нас с вами имеют наибольшее значение, поскольку именно они вызывают сезонные эпидемии. Вирусам гриппа будет посвящена отдельная глава.

31

«Парагрипп» переводится как «похожий на грипп». Известно четыре типа вирусов парагриппа человека, каждый из которых вызывает различный вариант течения инфекционного заболевания, поражая верхние или нижние дыхательные пути.

32

В оригинале вместо борьбы присутствует любовь (см. А.К. Толстой «Меня, во мраке и пыли…»).

33

5 апреля 2020 года ежедневная газета Daily Mail (вторая по величине тиража среди британских ежедневников), сообщила, что разведывательные службы Великобритании вновь рассматривают версию о возникновении пандемии коронавируса в результате утечки из лаборатории в Ухане. «Существует надежная альтернатива, основанная на природе вируса. Существование такой лаборатории в Ухане может оказаться не случайным. Эта версия не сбрасывается со счетов», – сказал корреспонденту источник, имеющий отношение к правительственным кругам. («Did coronavirus leak from a research lab in Wuhan? Startling new theory is ‘no longer being discounted’ amid claims staff ‘got infected after being sprayed with blood», Daily Mail 5 April 2020).

34

Летальность около 10 % и выше, которую можно видеть в ходе пандемии, вызвана статистическими причинами – учитываются не все заболевшие, а преимущественно те, у кого болезнь протекает в тяжелой форме. Этот показатель еще будет изучаться и уточняться, но очень вероятно, что в конечном итоге он будет даже меньше 4 %. Не надо забывать и о тенденции относить к умершим от коронавирусной инфекции тех, кто умер от других болезней, но имел в организме на момент смерти вирус SARS-CoV-2. Короче говоря, никогда не верьте сразу статистическим цифрам, которые вам предъявляют, – вдумывайтесь, старайтесь понять, каким образом они получены.

35

Природные катаклизмы (землетрясения, извержения вулканов) вызывают широкомасштабные миграции мелких грызунов, являющихся природными резервуарами чумной палочки, к местам обитания людей, где грызунам легче добывать пропитание. Вдобавок при этом возрастает скученность животных. В результате блохи – переносчики чумы, интенсивно питаются, перескакивая с одних грызунов на других, а между делом (близко же) кусают и заражают людей, запуская таким образом эпидемию чумы.

36

Существует зависимость распространения холеры от солнечной активности, а, если точнее, то от температуры воды. Чем теплее вода, тем больше в ней водорослей, рачков и прочих обитателей, с которыми так любят сожительствовать холерные вибрионы.

37

Оговорка «по предварительным данным» не случайна, поскольку для точного определения базовой способности возбудителя к размножению эпидемиологам требуется довольно длительное время.

38

В планктоне (водных животных, которые не могут противостоять течениям и пассивно переносятся вместе с водными массами) способны обитать холерные вибрионы.

39

Точнее – противоэпизоотические, потому что широкое распространение инфекционной болезни среди одного или многих видов животных на обширной территории, существенно превышающее обычно регистрируемый уровень заболеваемости, называется не эпидемией, а эпизоотией.

40

Плевральная полость – щелевидное пространство между париетальным и висцеральным листками плевры, гладкой соединительнотканной оболочки, окружающей легкое.

41

Выбор материала для исследования определяется характером вирусного заболевания, местами размножения вируса в организме и путями его выделения.

42

Штаммом (от немецкого «Stamm» – «род») называется чистая культура вирусов, бактерий или других микроорганизмов, а также культура клеток, изолированная в определенное время в определенном месте.

43

От биологической адсорбции – присоединения объектов к клеточной мембране, нужно отличать химическую адсорбцию – поглощение примеси из газа или жидкости твердым веществом (в случае газа и жидкости) или жидкостью (в случае газа).

44

Не следует путать понятия «сыворотка крови» и «плазма крови». Плазма – это жидкая часть крови без форменных элементов, но с фибриногеном, а сыворотка – это плазма без фибриногена.

45

Комплементом называется система белков крови, насчитывающая около 20 компонентов и предназначенная для неспецифической защиты организма от действия чужеродных агентов. Одни белки системы комплемента привлекают к чужеродным агентам клетки иммунной системы, а другие – разрушают мембраны бактерий.

46

Преципитацией от латинского слова «прэципило» – «осаждать») в биологии называют образование осадка.

47

Агар-агар – это смесь полисахаридов агарозы и агаропектина, получаемая из красных и бурых морских водорослей. Является растительным заменителем желатина.

48

Радионуклидами или радиоактивными нуклидами называются нуклиды (атомы), ядра которых нестабильны и испытывают радиоактивный распад.

49

Чувствительностью метода называют возможность распознать искомое вещество даже в том случае, если его концентрация в образце невысока. Специфичность отражает точность диагностики – обнаружение именно тех антител или антигенов, которые предполагалось обнаружить, а не какие-то посторонние.

50

Имеется в виду Октябрьская революция 1917 года.

51

Крупозная пневмония представляет собой воспаление легких, захватывающее область целой доли (правое легкое состоит из трех долей, а левое – из двух).

52

Современное развитие генетики и вирусологии позволяют делать довольно точные прогнозы. Можно предсказать будущие эволюционные изменения вируса, если известна его предыдущая эволюция. Задача облегчается тем, что у вируса гриппа «всего-навсего» 8 генов

53

См. прим. 11.

54

Если кому интересно, то деление на подтипы производится в соответствии с комбинациями гемагглютинина (HA) и нейраминидазы (NA) на поверхности вируса.

55

Оговорки «в настоящее время», «пока что», «хочется надеяться» и т. п. не случайны. Никогда нельзя точно сказать, что будет завтра со столь изменчивыми вирусами, как вирусы гриппа. Возможно, что относительно «стабильные» типы С и D в результате каких-то мутаций превратятся в невероятно изменчивые и очень агрессивные вирусы. Изменяются же коронавирусы. Да так, что весь мир содрогается.

56

Клетки, выстилающие изнутри дыхательные пути.

57

Энцефаломиелит – воспаление спинного и головного мозга.

58

Теоретически считается, что для развития заболевания достаточно попадания в организм одного-единственного вируса гепатита А. Но вообще-то для развития любого инфекционного заболевания, нужно некоторое количество возбудителей, один, как говорится, в поле не воин.

59

HB – гепатит В, Ag – антиген, s – superficial (поверхностный).

60

С – сor (дословно – «сердечный», но здесь употреблено в значении «сердцевинный»).

61

Название «колимовирусы» является сокращением от английского «cauliflower mosaic» – «мозаика цветной капусты», потому что наиболее изученным представителем данного семейства является вирус мозаики цветной капусты (Cauliflower mosaic virus).

62

В России циркулируют генетические варианты 1b, 2a, 2b и 3а.

63

Надо уточнить, что выявление антител к вирусу гепатита С или вирусной РНК не означает наличия заболевания, а является показанием к дополнительному обследованию пациента.

64

Патогенность многих вирусов была признана не сразу. В качестве примера можно привести хотя бы уже знакомый вам вирус Эпштейна – Барр.

65

Впрочем, нельзя исключить и того, что панголины здесь ни при чем.

66

Шимпанзе – наши ближайшие родственники. Эволюционные дорожки человека и шимпанзе разошлись «всего-навсего» 6 500 000 лет назад или около того.

67

Мангабеи, или черномазые обезьяны, – род приматов из семейства мартышковых, отличительной чертой которых является голое верхнее веко.

68

Мутации в РНК вирусов протекают в среднем в миллион раз быстрее, чем мутации в человеческой ДНК и размножаются вирусы совершенно иными темпами, чем люди, поэтому в Великой Приспособительной войне люди всегда проигрывают вирусам.

69

Иными словами, среди чернокожих граждан США доля зараженных ВИЧ почти в 6 раз больше, чем в целом по стране.

70

Центры по контролю и профилактике заболеваний США Centers for Disease Control and Prevention, сокращенно CDC) – федеральное агентство министерства здравоохранения США, осуществляющее деятельность по охране общественного здоровья и профилактике заболеваний.

71

Пневмоцистная пневмония вызывается дрожжеподобным грибом Pneumocystis jirovecii.

72

Саркома Капоши – болезнь, проявляющаяся множественными злокачественными новообразованиями кожи. Впервые описана венгерским дерматологом Морицем Капоши и названа его именем. Распространенность саркомы Капоши в целом невелика, однако она занимает первое место среди злокачественных новообразований, поражающих лиц со СПИДом.

73

В колониальный период Киншаса называлась Леопольдвиллем в честь бельгийского короля Леопольда Второго.

74

Французский язык – государственный язык Демократической Республики Конго.

75

Впрочем, высокая плотность населения не является обязательным условием для распространения ВИЧ, в отличие от возбудителей натуральной оспы или гриппа, потому что ВИЧ не вызывает быстрой гибели хозяина. Грубо говоря, ставка в выживании вирусов делается на длительность носительства, а не на быстроту распространения.

76

РНК-содержащие вирусы более изменчивы, чем ДНК-содержащие, а ретровирусы, к которым относится ВИЧ, считаются наиболее изменчивыми среди РНК вирусов. Можете объяснить это? Причина в превращении вирусной РНК в ДНК, а затем обратно в РНК. Чем больше превращений, тем выше вероятность возникновения ошибок – мутаций. Кроме того, будучи вставленным в молекулу ДНК клетки-хозяина, вирусный фрагмент получает больше возможностей для изменения. Например, парные молекулы ДНК могут обмениваться друг с другом своими фрагментами. И точно так же могут обмениваться своими фрагментами нити РНК ретровирусов.

77

Выделившийся из зараженной клетки вирион ВИЧ в крови сохраняет жизнеспособность около 8 часов, так что вирусной армии нужно постоянное пополнение.

78

Δ – греческая буква «дельта».

79

Лейкемия (лейкоз) – это онкологическое заболевание, при котором клетки костного мозга не развиваются в нормальные лейкоциты, а становятся раковыми клетками.

80

«Латентной» ВИЧ-инфекцию можно называть лишь условно, ведь ВИЧ не пребывает в организме в подавленном, неактивном состоянии, а проявляет умеренную активность. С научной вирусологической точки зрения у ВИЧ нет латентной фазы.

81

В настоящее время это семейство включает 5 родов вирусов – куэвавирус, эболавирус, марбургвирус, стриавирус и тамновирус. Эболавирус и марбургвирус вызывают вирусную геморрагическую лихорадку у человека.

82

Крыланов часто называют «летучими мышами», но этим крупным представителям отряда рукокрылых больше подходят названия «летучие лисицы» или «летучие собаки».

83

9 февраля 2014 года считается официальной датой начала данной эпидемии. В этот день в Конакри, столице Гвинеи, а также в южных районах страны были зарегистрированы первые случаи заболевания лихорадкой Эбола. Однако исследования европейских ученых по определению первоисточника заражения показали, что на самом деле эпидемия началось двумя месяцами раньше, в декабре 2013 года в южных районах Гвинеи близ границы с Либерией. (См. Sylvain Baize et al, «Emergence of Zaire Ebola Virus Disease in Guinea», October 9, 2014, New England Journal of Medicine; 371:1418–1425).

84

Гамаль Абдель Насер Хусейн (1918–1970) – египетский революционер, военный и государственный деятель, второй президент Египта (1956–1970).

85

Экспериментальная вакцина против вируса Эбола продемонстрировала высокий профилактический эффект в рамках широкомасштабного испытания, проведенного в 2015 году. Среди 5837 человек, получивших вакцину, не было зарегистрировано ни одного случая заболевания Эболой спустя 10 или более дней после вакцинации. В то же время среди лиц, не получавших вакцину, через 10 или более дней после вакцинации было зарегистрировано 23 случая заболевания.

86

Менингоэнцефалит – воспаление оболочек и вещества головного мозга, могущее переходить и на спинной мозг.

87

В марте 2003 года Карло Урбани умер в возрасте 46 лет от атипичной пневмонии, которой заразился от своих пациентов.

88

Джидда – второй по величине город Саудовской Аравии, расположенный в западной части страны.

89

Речь идет о вирулентности всех коронавирусов в общем, а не о вирулентности вируса SARS-CoV-2.

90

Обратите, пожалуйста, внимание на то, что коронавирус называется SARS-CoV-2, а вызываемое им заболевание – коронавирусной инфекцией COVID-19 (это сокращение от «corona virus disease 2019» – «коронавирусное заболевание 2019 года»). Коронавируса COVID-19 в природе не существует, так же, как не существует и коронавирусной инфекции SARS-CoV-2.

91

Подробный разбор данной темы на научно-популярном уровне произвести можно, но не в рамках данной главы, потому что придется объяснять многое из биохимии и генетики. Но если вам хочется вникнуть в суть, то вот вам секретный пароль: «сайт расщепления многоосновного фурина и О-связанные гликаны». Наберите этот пароль в поисковике и наслаждайтесь.

92

Подковоносные (Rhinolophidae) – семейство млекопитающих подотряда летучих мышей, представители которого имеют вокруг ноздрей сложные кожно-хрящевые выросты.

93

Яванский панголин (Manis javanica) – название биологического вида из отряда панголинов. Этот вид обитает не только на острове Ява, но и по всей Юго-Восточной Азии.

94

Linlin Bao et al., «Reinfection could not occur in SARS-CoV-2 infected rhesus macaques». Полный текст статьи на английском языке доступен по этой ссылке: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.13.990226v1.full.pdf

95

Нарушение природной структуры белка называется «денатурацией».

96

Надо сказать, что инкубационный период этой болезни длиной в несколько десятков лет вызывает определенные сомнения.

97

PrPC – сокращение от «cellular prion protein» – клеточный прионный белок.

98

PrPSc – сокращение от «scrapie isoform of the prion protein» («scrapie» – английское название почесухи овец).

99

Кофактором называется небольшое небелковое соединение, которое присоединяется к молекуле белка и усиливает ее биологические свойства или же придает новые свойства.

100

Прежде чем начать разбор противовирусной терапии, автор считает своим долгом сообщить, что данная глава носит обзорно-ознакомительный характер и ни в коем случае не должна использоваться в качестве пособия для самолечения. Самолечение в любой его форме представляет опасность для здоровья, а иногда и для жизни. Точно так же, как и самовольное изменение дозировок препаратов. Учтите это и помните об этом!

101

По установившейся советской традиции в работах по ботанической, микологической, бактериологической и вирусологической систематике классификационный биологический ранг «отряд» называют «порядком».

102

Фамилия вымышленная.

Content

Евгений Качаровский
Иммунитет умнее мозга: главная система нашего организма

От автора

Часть первая Общая вирусология

Глава первая Организмы на краю жизни

Глава вторая Крестные отцы и их приспешники, или О типах вирусных инфекций

Глава третья Гипотезы происхождения вирусов и оптимистическая теория коэволюции

Глава четвертая Нет недостижимых целей, есть плохие стратегии

Глава пятая Нюансы глубокого внедрения

Глава шестая True иммунитет

Глава седьмая О связи вирусов с онкологическими заболеваниями

Глава восьмая Конкуренция вирусов – мифическая реальность или реальный миф?

Глава девятая Как возникают эпидемии и почему они заканчиваются

Глава десятая Методы диагностики вирусных заболеваний

Часть вторая Частная вирусология

Глава одиннадцатая Вирусы гриппа

Глава двенадцатая Вирусы гепатитов

Глава тринадцатая Вирус иммунодефицита человека

Глава четырнадцатая Вирусные геморрагические лихорадки

Глава пятнадцатая Симплексы и зостер

Глава шестнадцатая Коронавирусы

Глава семнадцатая Проще простого и еще проще

Глава последняя Лекарства против страха

Примечания