Вирусология

Фактически вирусы – это молекулынуклеиновых кислот, ДНК или РНК, заключенные в белковую или липидно-белковую оболочку. На рис. бактериофаг Т- 4 - вирус, поражающий бактерии.

("Человек", М. Махаон, 2007)

У многих из них едва наберется с десятокгенов (у гепатита В их всего четыре!), тогда как у простейшей бактерии - во много раз больше. Для размножения вирусы используют клеточные энергопроизводящие системы, системы синтеза амино- и нуклеиновых кислот клеток, а также другие их структуры. Интересно, что вирусы эволюционируют вместе с организмами своих хозяев и под их воздействием.

Существует несколько теорий возникновения вирусов. По одной из них вирусы - это деградировавшие части клеток различных организмов.

По другой – это коэволюционирующие сателлиты живой клетки, иногда ей, может быть, зачем-то необходимые. По третьей – деградировавшие бактерии.

По четвертой – это остатки, правда, продолжающие эволюционировать, какого-то пре-клеточного первобытного уровня возникновения и первичного существования жизни.

О некоторых мы знаем, что они перешли к людям от животных и иногда можем с помощью методов математической биологии рассчитать, когда это приблизительно произошло. Например, вирус клещевого энцефалита, стал человеческим приблизительно лет 300- 400 назад. До этого он жил и размножался только в лесных оленях, грызунах и клещах.

В нашей стране особое внимание вирус энцефалита привлек к себе в 30-е годы ХХ века, когда на Дальнем Востоке началось строительство железной дороги через глухую тайгу. Тогда же он и был открыт.

Недавний пример: атипичная пневмония.

На рис. схематическое строение ТОРС- коронавируса человека.

Источником этого заболевания - правильнее его называть "тяжелый респираторный синдром" (сокращенноТОРС - SARS) - оказались пальмовые кошки - циветты.

Как известно, китайцы употребляют в пищу многих животных. Они давно обнаружили, что у циветт очень вкусное мясо, если готовить его определенным способом. Но скоро, буквально в начале массового разведения "пальмовых кошек" выяснилось, что те являются носителями ТОРС-коронавируса ("атипичной пневмонии"). Как только выращивание этих животных было запрещено, и были введены жесткие меры, предотвращающие их тайное разведение - болезнь удалось искоренить.

Еще один пример: бруцеллез. Люди заражаются им от коров. Заболевание, характеризуется множественным поражением органов и систем организма человека. Число случаев бруцеллеза удалось резко сократить после жесткой отбраковки бруцеллезных коров.

Одна из разновидностей прионной болезни - постепенно прогрессирующее разрушение головного мозга, тоже перешла к человеку от инфицированных коров.

Хорошо, что прионная болезнь все-таки редкое заболевание.

А вот как туберкулез попал к людям, микробиологи спорят до сих пор.

По имеющимся данным с микобактерией туберкулеза имела контакт треть населения Земли.

Есть основания полагать, что один из его первичных резервуаров - это коровы. У них есть очень похожие микобактерии (Mycobacterium bovis). Они, конечно, отличаются от микобактерий, вызывающих туберкулез у человека.

Но вероятность, что первоначальным источником данного возбудителя болезни были коровы, велика.

На фото: Mycobacterium tuberculosis - возбудитель туберкулеза (ТБ)

По данным ВОЗ 2 млрд. человек, т. е. одна треть мирового населения, инфицировано бациллами туберкулеза. В 2006 г. в мире было зарегистрировано 9,2 млн. новых случаев заболевания туберкулезом и 1,7 млн. смертельных исходов, связанных с этой болезнью.

По количеству случаев заболевания туберкулезом Россия занимает 11-е место среди 22 стран мира, в которых остро стоит проблема туберкулеза, и на которые приходится 80% всей заболеваемости ТБ. В РФ в 2007 г. - выявлено 118 367 новых случаев заболевания активным туберкулезом. Смертность в РФ в 2007 г. от ТБ составила 25 900 чел. По данным, опубликованным в Бюллетене Программы ВОЗ по борьбе с туберкулезом в РФ, в стране каждый день туберкулез диагностируют у 324 человек; умирает от туберкулеза 71 человек.

Существует точка зрения, что ни один из неблагоприятных факторов не оказывает на организм такого масштабного воздействия, как микроорганизмы, с которыми человек взаимодействует на протяжении всей жизни.

Например, индийский геронтолог Мадху Канунго (Madhu Sudan Kanungo) в своей книге «Биохимия старения» пишет, что вирусы обычно репрессивны, а в старости активизируются, особенно эндогенные.

Два года назад шведские ученые, изучавшие долгожителей, показали, что, наличие в организме пожилого человека вируса герпеса 5-го типа (цитомегаловируса) приводит к формированию феноти¬па иммунного риска - состояния, которое с высокой сте¬пенью вероятности может привести к смерти в короткое время.

То есть, иммунная система изнашивается и стареет, прежде всего, в результате безуспешной борьбы с вирусами. Так ли это?

Утверждение, что чем больше у человека иммунологическая нагрузка, тем сильнее его иммунная система истощается, и тем чаще и дольше он болеет - имеет под собой основания. Так у молодых людей простудные заболевания проходят за пять – семь дней, а у пожилых тянутся неделями, но, правда, это – не одно и то же тянущееся заболевание, а все-таки следствие цепочки заражений разными патогенами.

Вообще, человек в течение жизни сталкивается со многими иммуногенами - веществами, способными вызвать иммунную реакцию. Это и пыльца растений, и шерсть, и экскременты живых существ, и различные химические вещества, которые повсюду... Перечислять можно бесконечно. Но где их больше – в городе или на природе – еще надо изучать. Есть аргументы и в ту, и в другую сторону. Может быть, неслучайно среди горцев наблюдается повышенный процент долгожителей. Возможно, потому, что они реже встречаются с другими людьми, соответственно меньше обмениваются инфекциями. Но это лишь гипотеза, которую необходимо проверять и доказывать.

А наибольшая средняя продолжительность жизни, как известно, в развитых странах с хорошей экологической обстановкой и высоким уровнем жизни, таких как Швеция, Норвегия, Япония. Поэтому я бы не говорил однозначно, что для долгой жизни надо жить в горах, далеко от других людей.

Сколько вирусов на сегодняшний день известно науке?

Современной вирусологии известно порядка 5 000 видов вирусов. Из них изучено – более 70 процентов. Оставшиеся, около 30% - находятся под пристальным вниманием исследователей. Кроме того, мы предполагаем, что пока выявлено и охарактеризовано всего лишь 10-15% от всех микроорганизмов, живущих на нашей планете, и более-менее известны (процентов на 70-80%) лишь виды микроорганизмов, поражающие человека.

(В настоящее время известны вирусы растений, животных, грибов и бактерий)

На рис. три типа вирусов: бактериофаг; вирус животных; ретровирус.

В конце прошлого века я написал статью о роли различных патогенов в этиологии желудочно-кишечных заболеваний людей. На тот момент было неизвестно только 17 % патогенов, вызывающих желудочно-кишечные инфекции и около 20%, вызывающих респираторные заболевания. Еще пятьдесят лет назад мы не знали и 30% возбудителей инфекций человека!

Становится ли вирусов больше?

Есть распространенное заблуждение, что вирусов становится больше. Например, в газетах пишут, что за последние двадцать лет появилось двадцать новых вирусов. Не появились они в последние двадцать лет, а были открыты и охарактеризованы исследователями.

В результате колоссальной работы биологов и вирусологов в последние три десятилетия, мы сейчас знаем и можем диагностировать

более 80 % возбудителей инфекций респираторного тракта,

более 90% возбудителей гепатитов

и более 70% процентов - желудочно-кишечных инфекций.

Но, в реальности, к сожалению, диагностируем только небольшую их часть - на большее средств у медицины пока не хватает.

В то же время благодаря методам молекулярной биологии известно, что некоторые вирусы быстро эволюционируют.

Геномы бактерии изменяются намного медленнее, но и у них появляются лекарственно устойчивые разновидности. В общем, как и в древности, многие знания по-прежнему приносят многие печали.

Но мы продолжаем поиск новых путей и средств борьбы с инфекциями.

И находим их.

Какие вирусы наиболее опасны для человека?

Наиболее проблемные инфекции в настоящее время гепатит С, ВИЧ-1, ВИЧ-2, из бактерий и паразитов - туберкулез и малярия. Из экзотических вирусных инфекций - филовирусы.

Гепатит В тоже становится проблемой, если человек не был своевременно вакцинирован, инфицировался и инфекция перешла в хроническую. Но вакцина против него исключительно эффективна!

Герпес-вирусы, которыми к 50 годам инфицируется до 70% населения, являются причиной одной из самых распространенных в мире хронических инфекций.

На рис. строение вируса герпеса:(1) нуклеокапсид,

(2) тегмент,

(3) геном (ДНК),

(4) оболочка (мембрана),

(5)гликопротеиновый

комплекс I ,

(6) гликопротеиновый комплекс III

Она действительно не такая безобидная, как может показаться. Иногда герпес проявляется в виде генерализованных инфекций, герпетических энцефалитов, а их последствия нередко заканчиваются летальным исходом.

Опасен вирус ветряной оспы, вызывающий у детей ветрянку, а у взрослых - опоясывающий лишай. Это очень серьезное заболевание, поражающее кожные покровы и нервные ткани. Вакцину против него надо делать обязательно. В развитых странах она уже разработана и применяется: например, в США - с 1995 года, а у нас - до сих пор не лицензирована.

К сожалению, у нас в стране не внедрены в практику здравоохранения и другие, уже признанные в мире вакцины - против папилломавирусов, менингококка, так называемого «гемофильного гриппа» (Haemophylus influenza ) и ряда других болезней.

В 60-е годы XX века престиж России в области разработки и внедрения вакцин был неоспорим. Его необходимо вернуть. И люди, и общество от этого только выиграют.

По данным Всемирной организации здравоохранения в мире продолжается рост заболеваемости СПИДом. Если эпидемиологическая ситуация с ВИЧ не изменится, к 2030 году эта болезнь по распространенности может выйти на первое место.

Этот вирус сопровождает нас всю жизнь и вызывает значительную часть тяжелых простудных заболеваний. Но им в последние десять – пятнадцать лет заболевает в межэпидемические периоды всего 9 – 10% людей от всех заболевших простудными болезням. Такой небольшой процент - прямое следствие борьбы с гриппом. Против этого вируса, единственного из всех респираторных инфекций, есть вакцина.

Каковы последствия вирусных респираторных инфекций?

То есть, вирусо-генетическая теория известного отечественного микробиолога Льва Александровича Зильбера находит подтверждение.

Кстати, ведь это он первый и описал дальневосточного энцефалитного клеща, предложив практические меры по его профилактике и лечению.

И получил за эти исследования премию Наркомздрава СССР, а потом оказался в лагере, по чудовищному обвинению: будто его экспедиция распространяла японский энцефалит на Дальнем Востоке.

Ему было предъявлено и более абсурдное обвинение в измене и вредительстве, в частности, в проведении опытов с целью отравления жителей Москвы.

...А по сути, нынешняя теория возникновения рака примерно такая, какой Зильбер ее и разработал.

То есть, рак печени, рак желудка, рак шейки матки у женщин и носоглотки у мужчин – все эти типы рака вызываются в основном вирусами.

Часть случаев рака легких и некоторые другие виды рака, я думаю, тоже имеют вирусную природу, но это пока не доказано.

Сейчас пытаются найти предпосылки появления такого опасного вида рака как меланома. Возможно и в этом тоже виноваты вирусы.

Некоторые сердечно-сосудистые заболевания тоже обусловлены вирусами.

У сердечно - сосудистых заболеваний очень много причин. Знаете, как было с гепатитами? Когда-то считалось, что это одно заболевание и вирусы, их вызывающие, называли «вирусы гепатитов». Их пытались классифицировать, а потом оказалось, что пять основных возбудителей гепатитов - из разных семейств. У них различное строение геномов, разные пути заражения, и бороться с ними, соответственно, надо по-разному.

На сегодняшний день против гепатитов А и В есть вакцины, а против гепатита С - пока нет. Дельта инфекция встречается только совместно с гепатитом В. Гепатит Е – тоже РНК-вирус, как и вирус гепатита А, и передается так же. Только природа его другая. Он относится к семейству гепевирусов, но со своими особенностями. Вакцины против него пока нет.

На рис. модель вируса гепатита С. Вирус передается при контакте с кровью и может приводить к развитию хронического гепатита, завершающегося циррозом и раком печени.

Исследуя сердечно-сосудистые заболевания, мы также можем найти много разных причин. Часто бывает сложно отделить одну от другой - так все взаимосвязано. Сейчас их усиленно ищут, потому что когда выявлена причина – легче найти пути борьбы с возникающим заболеванием.

К настоящему времени уже стало известно, что болезням сердца способствуют хламидийнаяинфекция, энтеровирусная инфекция, инфекция разновидности энтеровирусов – вирусов КоксакиКроме того, появились основания считать, что цитомегаловирусная инфекция тоже является одним из важных предшественников сердечно-сосудистых заболеваний.

То есть, в скором времени могут появиться и вакцины от болезней сердца?

Если будет стопроцентно доказано, что конкретный вирус является причиной какого-то из заболеваний сердца, конечно, стоит против него разработать вакцину и обязательно опробовать с тщательной оценкой возможной пользы и последствий.

Но вирусы не только осложняют жизнь человеку, но и способствуют ей. Сегодня их активно используют в биотехнологиях, в генной инженерии.

Действительно, мы сейчас знаем, что в человеческом организме довольно много генетических дефектов. Их можно, и часть из них, определенно, нужно исправлять. Теперь это становится возможным путем введения в организм небольших фрагментов ДНК с необходимыми здоровыми генами. И практически все существующие генно-инженерные манипуляции сегодня построены на использовании ДНК-вирусов - аденовирусе, герпесвирусе, папилломавирусе.

Благодаря геному в виде двуцепочечной ДНК они могут встраиваться в геном человека или переносить в него нужные активные гены. То есть, сконструированные руками исследователей рекомбинантные вирусы стали своеобразными наномашинами, с помощью которых можно вносить исправления в организм человека на генном уровне.

На рис. схема доставки гена в клетку аденовирусом.

То есть, сконструированные руками исследователя рекомбинантные вирусы являются своеобразными наномашинами, с помощью которых можно вносить в организм человека необходимые исправления на генном уровне.

На рис. штамм вируса черной оспы ( созданный исследователями из Stanford University и Jennerex Biotherapeutics , атакует раковые клетки.

(image from the-scientist.com)

Кроме того, некоторые вирусы по определенным маркерам «умеют» отличать раковую клетку от нераковой. И соответственно, могут ее избирательно уничтожить. Не для всех видов рака этот вид вмешательства возможен, но там, где ген p53, отвечающий за регулирование клеточной смерти, меняется, (а его мутации обнаруживаются в половине всех опухолей), можно создавать вирусные химерные штаммы, которые будут уничтожать раковые клетки, не затрагивая здоровые.

Сейчас это направление интенсивно развивается. Несколько таких препаратов уже испытывается в Соединенных Штатах, в Китае и один в России.

Вы имеете ввиду российский препарат «Канцеролизин», разработанный в Новосибирском научном центре вирусологии и биотехнологии «Вектор»?

Да, его разработали мы. Сейчас препарат проходит клинические испытания.

Каким может быть эффект от применения вирусов для лечения раковых заболеваний?

Стопроцентного эффекта мы не ожидаем, потому что рак сложное, многофакторное заболевание, требующее комплексной терапии.

Такие избирательные вирусы лучше использовать для удаления оставшихся после хирургического вмешательства раковых клеток. Несомненно, этот метод более щадящий, чем химиотерапия. Но у него тоже есть недостаток: один тип вируса можно применить только один раз. Потом лет десять - двадцать его использовать нельзя, так как у организма вырабатывается иммунитет.

И есть еще одна гипотеза о возможной полезности вирусов. Ее суть в том, что небольшая эпизодическая иммунная нагрузка может тренировать иммунную систему, делая ее более выносливой - поддерживать в хорошей «спортивной форме». Возможно, такая иммунная встряска организму и полезна. Я не являюсь активным сторонником этой гипотезы, но считаю, что ее полезно было бы экспериментально проверить – на животных, например.

А где сегодня рядовой россиянин может узнать от каких болезней и в каком возрасте ему нужно (можно) сделать ту или иную прививку?

Безусловно, надо вакцинироваться с ПОЛНЫМ соблюдением национального календаря прививок. К сожалению, на наших русскоязычных сайтах его найти в последней редакции нелегко.

Наиболее здравый русскоязычный сайт по вакцинам –

privivki.ru

Однако, у него есть ряд недостатков, главные из которых:

1. Непонятно кто его финансирует и ведет (данные на сайте отсутствуют).

2. Указаны только зарубежные производители вакцин

3. Значительная часть информации устарела.

4. Перечни российских Законов также устарели.

В развитых странах такие сайты есть. Например, в США информация о вакцинах и о мерах предотвращения известных инфекций находится на правительственном сайте www.cdc.gov. (Центр по контролю и профилактике заболеваний).

Кроме рака, какие заболевания в первую очередь необходимо исследовать на вирусную природу?

Прежде всего, наиболее распространенные.

Пока среди основных причин смертности в развитых странах лидируют ишемическая болезнь сердца и атеросклероз. Думаю, по крайней мере, у части этих заболеваний есть вирусные или бактериальные «корни». Но обнаружить их очень не просто, так как эти болезни - не первичное следствие инфекции, а судя по всему - результат цепочки последовательных процессов.

В результате инфекции может возникнуть какое-то поражение сосуда, на котором потом и образуется атеросклеротическая бляшка.

На рис. этапы образования атеросклеротической бляшки. По данным ВОЗ ведущей причиной смерти в мире являются болезни сердца и кровеносных сосудов, приводящие к инфарктам и инсультам. По меньшей мере, 80% случаев преждевременной смерти от них можно предотвратить благодаря правильному питанию, регулярной физической активности и воздержанию от курения.

Вот на этом этапе, видимо, и надо искать причины. И я уверен, что их рано или поздно найдут. А тогда можно будет найти и противоядие. Это, несомненно, улучшит качество жизни людей и будет способствовать продлению активного периода их жизни.

Хотя, тема ранней смертности россиян уже начинает уходить в прошлое.

И за счет чего это происходит?

Известно, что средняя продолжительность жизни мужчин меньше, чем у женщин. Раньше ведущими факторами более ранней смертности мужчин были - недостаток пищи, воды; войны, в том числе за ресурсы и т.д.

В России в последние двадцать лет такими факторами стали чрезмерное употребление алкоголя и наркотики. Но вот уже 5-7 лет, как ситуация меняется. Алкоголь в больших дозах, как впрочем, и наркотики, употребляют в основном, люди, исходно малоспособные к продуктивному труду. И их число постепенно сокращается. Происходит что-то вроде естественного отбора, но на основе не очень естественного фактора, каким в данном случае является алкоголь. Этот "отбор" у нас уже завершается. Поэтому ожидаемая продолжительность жизни мужчин в России начала расти.

Но для того, чтобы ситуация в стране с продолжительностью жизни стабилизировалась и стала улучшаться более заметными темпами, необходимо, прежде всего, развивать науку и медицину. А кроме того, создавать специальные условия и возможности, благодаря которым люди могли бы без проблем заниматься физкультурой, (не спортом, а именно физкультурой), различными видами творчества, активного досуга. Условия эти должны быть общедоступными, а не являться опцией для элиты.

А на водку, сигареты налоги надо обязательно повышать. На Западе из-за повышенных государственных налогов на крепкие спиртные напитки и табачные изделия такая продукция стоит в три раза дороже, чем у нас. И этот налог должен быть направлен на здравоохранение, на пропаганду здорового образа жизни, на оздоровление детей и нации в целом.

Да, еще Роберт Уоррен (Robert Warren) в романе «Вся королевская рать» высказал эту парадоксальную сентенцию, что из зла нужно стремиться делать добро, особенно, когда сделать его уже больше не из чего :(

Но когда я вижу хоккейный или футбольный матч, или теннисный поединок, а по борту поля размещена реклама пива и сигарет – это за пределами логики. Это нонсенс. Так быть не должно.