На первый взгляд, вирусы исключительно вредны, ведь они являются причиной многих заболеваний и, как правило, смертности. Однако именно они позволили учёным создать вакцины, истребить большинство так называемых «эпидемий века» и значительно продвинуться в диагностике заболеваний. Очень вероятно, что именно за вирусами будущее в лечении сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и рака.
В научном кафе «Эврика» доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН, проректор по научной работе НГУ Сергей Викторович Нетёсов прочитал лекцию на тему: «Жизнь среди вирусов». Известный специалист в области вирусологии, биотехнологий и биобезопасности рассказал, откуда берутся вирусы и чем полезны эти опасные клеточные паразиты, поражающие всё живое на Земле.
По словам Сергея Нетёсова, вирусы (virus по-латыни — яд) представляют собой микроскопические частицы, состоящие из белков, иногда — липидов и нуклеиновых кислот. Имея геном, вирусы могут воспроизводиться, но делают это только в клетках организмов. «Когда вирус находится в пробирке, он, по сути, не живой. И только когда он находит субстрат, клетку или бактерию, он начинает размножаться и делать своё черное дело», — говорит специалист.
Сергей Викторович сравнил вирус с миной — действительно, продемонстрированная модель коронавируса имеет шарообразную форму, «отсек с взрывчаткой» — РНК и «шипы-взрыватели», которые приводят механизм инфицирования в действие при соприкосновении с клеткой. Проникая в цитоплазму, вирус «оживает» и начинает делиться.
«Сегодня известно порядка 18 тысяч вирусов, сколько их на самом деле, не понятно. Вирусов человека открыто около 70-80%, а, к примеру, вирусов улиток известно порядка 1%», — говорит эксперт. Причём, вирусы есть не только у людей и животных, но и у растений, грибов, простейших и бактерий.
Любопытно, что пёстрые тюльпаны — вовсе не специально выведенный сорт, а всего-навсего поражённое вирусом растение. Причём вирус мозаики тюльпанов зачастую живёт в садовых лилиях, для которых он не представляет угрозы, а на тюльпаны переносится насекомыми.
Кстати, в один ряд с обычными вирусами Нетёсов поставил и компьютерные, так как механизм их действия похож на биологический: «Там, где есть потоки, метаболические или информационные, там есть и вирусы».
Успехи вакцинации
Сергей Нетёсов поделился статистикой ВОЗ, которая отражает причины смертности. «За 13 лет ситуация сильно изменилась, и уровень смертности от инфекционных паразитарных болезней значительно уменьшился. При этом возросла смертность от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. В отношении борьбы с инфекционными заболеваниями Россия — страна передовая, — утверждает учёный. — Некоторые болезни мы искоренили раньше, чем остальные страны. Например, уже в 1939 году у нас не было натуральной оспы, и мы стали первыми, кто добился таких результатов». А всё дело в вакцинации населения! Как бы скептически люди ни относились к прививкам, в их пользу говорит многое. Если раньше корью болело 100-200 тысяч человек в год, то сегодня — 100-200 человек. Аналогичная ситуация с паротитом, гепатитом B и краснухой. А полиомиелит в нашей стране полностью истреблён.
Впрочем, нельзя сказать, что ситуацию нельзя было бы улучшить. По словам лектора, на сегодняшний день в России не проводят бесплатную вакцинацию от ветряной оспы и ротавируса, а препарат от краснухи закупается за рубежом, хотя давно мог бы производиться у нас. «Парадоксальная ситуация и с гепатитом А, — добавляет вирусолог. — Вакцина есть, но она не входит в приоритеты здравоохранения, поэтому прививание проводится по эпидемиологическим показателям». Кроме того, известно три вируса, против которых вакцин не существует во всём мире — это гепатит C, ВИЧ, герпес 2 и 1 типа.
В Новосибирской области по официальным данным более 12 тысяч носителей ВИЧ. Для сравнения, в Иркутской области их более 30 тысяч.
В ЮАР ВИЧ инфицировано 35% населения. В США — всего 1%, но чтобы так стабилизировать ситуацию, пришлось приложить колоссальные усилия не только государству, но и волонтёрам.
Все остальные известные вирусы лечатся, так что противники прививок ведут опасную игру. По словам учёного, антивакцинаторство в 90-е годы вызвало колоссальную вспышку дифтерии, в России в 40 раз возросла заболеваемость корью, зафиксировано несколько десятков смертей.
В продолжение темы Сергей Викторович рассказал о важнейших открытиях в истории вирусологии. Примечательно, что многие из них были сделаны чисто логически, ещё до того как науке стало известно, что такое вирусы и как они размножаются. Так, английский врач Эдвард Дженнер заметил, что доярки не болеют оспой, и в 1796 году привил человека корочками от язв коров, больных вирусом оспы. А химик Луи Пастер в 1885 году создал и применил вакцину против бешенства, не зная, что это вирусная болезнь.
Грипп или ОРВИ?
Рассказывая о путях распространения инфекций, лектор сделал акцент на том, что основные инфекции сегодня — респираторные, и важное правило, которое нужно помнить, одинаково легко рифмуется и по-русски: «Кашель и чихание распространяют заболевания», — и по-английски: «Caught and sneezes spread diseases».
Грипп — единственное респираторное заболевание, против которого есть вакцина. При этом чаще всего причиной такого типа инфекций становятся не вирусы гриппа, а риновирус, коронавирус или метапневмовирус.
Профессор рассказал об интересном эксперименте, который был проведён в США в 1972 году и был бы невозможен сегодня из этических соображений. Тогда группа добровольцев была инфицирована вирусом гриппа. Оказалось, что инкубационный период составляет одни сутки, а не неделю, как считалось ранее. Концентрация вируса в крови достигает максимума уже на вторые сутки. Примерно на шестой день организму удаётся справиться с ним, при этом физически больной ощущает себя так же плохо — продукты распада вируса являются сильными токсинами. А вот выработка собственного интерферона максимальна на третьи сутки болезни, поэтому пить препараты интерферона после этого не имеет смысла.
Откуда берутся инфекции?
«Почти все опасные вирусы передались от животных, — рассказывает Сергей Нетёсов. — Сейчас уже точно известно, что гепатит С перешёл на человека не от обезьян, а от собак. Как вы понимаете, собак у нас в Сибири гораздо больше, чем обезьян. Достаточно всего несколько мутаций в геноме, чтобы вирус мог заражать человека». На уровень заболеваемости могут влиять разного рода косвенные факторы. Стремительный рост гепатита С — в 20 с лишним раз — произошёл у нас в конце 90-х годов, а стремительный спад случился в 2001 году в связи с вводом американских войск в Афганистан, когда резко прекратился поток внутривенных наркотиков.
Особое внимание лектор уделил так называемым «возникающим» инфекциям, которые раньше были не характерны для той или иной местности. Причин их появления много и, прежде всего, это изменения, свойственные современному миру: увеличение объёмов международной торговли, туризма, искусственное усиление продуктивности животных и даже глобальное потепление. «Если среднегодовая температура повысится всего на 2-3 градуса, то у нас появятся новые болезни, так как начнут выживать некоторые виды комаров», — поясняет учёный.
А каково было удивление Сергея Викторовича, когда он увидел плакаты с призывами вакцинироваться от клещевого энцефалита в аэропортах Швейцарии! Оказалось, что в стране велась активная работа по защите диких животных, в частности оленей, которые являются основными переносчиками клещей. В результате уровень заболеваемости резко вырос. Впрочем, опыт других европейских стран, например, Германии, говорит о том, что для стабилизации такой обстановки достаточно провести вакцинацию.
В качестве следующего примера была приведена китайская провинция Гуандун, где впервые был зафиксирован случай атипичной пневмонии и, вероятнее всего, возник «птичий грипп» (H5N1). Провинция стала очагом новых штаммов вируса из-за своей перенаселённости. Для сравнения: в Новосибирской области проживает 2,6 миллиона человек и выращивается 7,5 миллионов кур, а в провинции Гуандун, которая занимает такую же территорию, живёт 77 миллионов человек и выращивается свыше 200 миллионов кур и 200 миллионов свиней.
Чем полезен вирус?
Перенос генов с помощью вирусов из окружающих организмов способствовал ускорению эволюции. Последние исследования генома человека показали, что в нём имеются остатки от нескольких сотен типов вирусов. Разные гены переносились в наш организм либо от животных, либо от других людей.
Инфекции способствовали расселению человека по миру, так как скученность приводит к росту заболеваний. Кроме того, инфекции привели к естественному отбору тех, кто имеет более сбалансированный иммунитет. Впрочем, борьба с вирусами как с факторами отбора — выбор сознательный. С одной стороны, современный человек защищён от большинства вирусов, мы знаем, как с ними бороться. С другой стороны, как отметил Нетёсов, в Африке есть три страны, которые до сих пор не ввели вакцинацию против кори. Детская смертность до года там составляет 50%. Это к слову о сознательности выбора.
Вирусы используются в качестве вакцин, в генной терапии и в борьбе с раком. Эта тематика переживает третье рождение. Выяснилось, что в некоторых случаях специальные вирусы способны распознавать раковые клетки. В изучении вопроса есть первые успехи, но путь к созданию препарата не близок, так как необходимо провести ряд клинических исследований.
Вирусы используются и в диагностических целях, когда необходимо распознать бактерию, например, сальмонеллу. Также они применяются в лечении бактериальных заболеваний, в том числе и туберкулёза — в настоящее время проводятся клинические испытания нового препарата.
Бактериофаги (от др.-греч. — «пожираю») — вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. Чаще всего бактериофаги размножаются внутри бактерий и вызывают их лизис, то есть растворение.
Вирусы незаменимы в борьбе с насекомыми и нежелательными животными, например, с грызунами. В качестве примера лектор рассказал забавную историю о том, как в Австралии боролись с кроликами, которые размножались с огромной скоростью, нанося колоссальный ущерб экологии и сельскому хозяйству. Нашли безвредный для человека вирус миксомы кролика, но сделали ошибку, начав заражать животных постепенно. В результате у выживших экземпляров выработалась сопротивляемость к вирусу, и сегодня все кролики в Австралии к нему устойчивы. Затем нашли другой вирус, но и к нему выработался иммунитет, правда на этот раз помогли «зелёные», которые выкрали ампулу с вирусом и сделали прививки группе животных.
Задачи на обозримое будущее
Одно из главных направлений научно-исследовательской работы, о которой рассказывал Сергей Викторович, разработка новых вакцин. Очень возможно, что в скором времени мы пересмотрим взгляды на многие серьёзные болезни. По словам профессора, уже сегодня ясно, что некоторые сердечно-сосудистые заболевания, значительная часть диабета первого типа и определённые формы рака вызываются вирусными инфекциями, хотя эти заболевания формально не считаются инфекционными.
Ещё одна важнейшая задача вирусологии и биотехнологий — дальнейшая автоматизация диагностики. «Можно установить в магазинах аппараты, куда можно приложить палец для пробы крови, а через 2,5 часа вам на телефон придёт sms с результатами анализов, — рассказывает специалист удивлённым слушателям. — Но это совершенно реальная вещь!».
И, наконец, на основе вирусов можно создать новые средства генной терапии. Показав слайд с моделью вируса, которая напоминает что-то космическое, Сергей Нетёсов признался, что мечта вирусологов, фанатов своего дела, заключается в создании искусственных вирусов. «Вот такие маленькие, какие-то марсианские штучки», которые бегали бы по нашему организму, избавляя его от болезней.
Иван Железнов, специально для COPAH.info
Фото: Сергей Ковалев, проект «Научное кафе «Эврика!»
