Открытие онкогенного вируса принадлежит

5 октября 1879 г. – 16 февраля 1970 г.

Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1966 г.
совместно с Чарлзом Хаггинсом

Американский патолог Фрэнсис Пейтон Роус родился в Балтиморе (штат Мэриленд), в семье Чарлза Роуса, закупщика зерна, и Фрэнсис Андерсон Роус (Вуд), дочери судьи из Техаса. В семье было трое детей; Р. был первенцем и единственным сыном. Когда Р. было 11 лет, его отец умер, оставив семье весьма умеренные средства. Р. окончил бесплатную государственную школу в Балтиморе. Желание Р. учиться в колледже смогло быть осуществлено лишь после того, как он получил стипендию от Университета Джонса Хопкинса. В 1900 г. он стал бакалавром и поступил в медицинскую школу этого университета.

На втором году обучения в медицинской школе Р. заболел туберкулезом. Для лечения он поехал в Техас, где его дядя нашел для него работу на ранчо близ г. Куана, расположенного к северу от Абилина, на границе с Оклахомой. Хотя Р. был человеком отнюдь не атлетического сложения, ему понравилась работа ковбоя. Благодаря ей ко времени своего возвращения в Университет Джонса Хопкинса он сумел понять ту истину, что необразованный человек может быть таким же благородным и привлекательным, как и те, кто много учился.

В 1905 г. Р. получил медицинский диплом и поступил в интернатуру при Университете Джонса Хопкинса. Однако занятия практической медициной не удовлетворяли его, и он принял предложение стать ассистентом по патологии в Мичиганском университете. 1907 год он провел в Дрездене (в Германии), изучая патологическую анатомию. По возвращении в Соединенные Штаты ему была предоставлена возможность работать под руководством Симона Флекснера в Рокфеллеровском институте медицинских исследований (в настоящее время – Рокфеллеровский университет). Его первой работой было исследование лимфоцитов – клеток, специализирующихся на образовании антител против вирусов и других чужеродных агентов. В Рокфеллеровском институте Р. быстро продвигался по служебной лестнице, и в 1920 г. он стал штатным преподавателем института.

Передача курам опухолей с помощью бесклеточных экстрактов (т.е. вытяжек опухолевых тканей, из которых методом фильтрации были удалены клетки) позволяла предположить, что причиной этих опухолей является вирус. Однако этот факт был не совсем нов, так как несколькими годами раньше двое датских ученых добились передачи с помощью бесклеточных фильтратов лейкоза птиц. Но, поскольку считалось, что лейкозы не относятся к раковым заболеваниям, это сообщение не привлекло особого внимания. Кроме того, в то время относительно причин и развития рака господствовали теории немецкой патологоанатомической школы, возглавляемой Рудольфом Вирховом. Этот ученый и его сотрудники успешно выступали против сторонников теории инфекционного происхождения рака, во главе которых стоял Роберт Кох. В связи с этим предположение Р. о том, что экспериментальная саркома у кур вызывается вирусом, в течение двух десятилетий не вызывало никакого отклика. Лишь спустя много лет эта опухоль стала называться саркомой Роуса, а гипотетический фактор, приводящий к ее развитию, – вирусом саркомы Роуса. Только в 30-х гг. гипотеза Р. была подтверждена, а в 40-х гг. вирус саркомы Роуса был выявлен путем электронной микроскопии.

Начавшаяся первая мировая война заставила Р. и его коллегу Дж. Тернера заняться разработкой методов хранения крови. Вскоре они создали раствор, включающий кислоту, цитрат и декстрозу. В этом растворе, названном раствором ACD (от слов: acid, citrate, dextrose – кислота, цитрат, декстроза), красные кровяные тельца сохранялись от трех до четырех недель, и в течение всего этого времени кровь была пригодна для переливания. Раствор ACD используется с этой целью и поныне.

С 1918 г. Р. в течение 8 лет был членом Национального исследовательского совета, работая вице-президентом медицинского отделения и исполнительного комитета. Вскоре после окончания первой мировой войны он со своими коллегами разработал новый метод разделения клеток с помощью трипсина – фермента, вырабатываемого поджелудочной железой и гидролизующего белки.

В начале 20-х гг. Р. изучал физиологические функции печени и желчного пузыря. Вместе со своими сотрудниками он обнаружил, что даже при закупорке двух третей желчных протоков существенной задержки желчных пигментов не происходит. Кроме того, они показали, что желчь реабсорбируется (всасывается обратно) в кишечнике и поступает снова в печень по специальной системе сосудов. Ученые доказали также, что в желчном пузыре происходит всасывание воды и концентрирование желчи, и это стало физиологической основой клинических проб на наличие желчных камней. Кроме того, они выявили, что билирубин (пигмент желчи) образуется в результате распада гемоглобина и при накоплении билирубина в крови возникает желтуха.

В начале 30-х гг. Р. и его сотрудники снова приступили к экспериментальному исследованию рака, изучая злокачественное перерождение папиллом (доброкачественных опухолей) у кроликов и опухоли крыс и мышей. Они обнаружили, что рост и перерождение этих опухолей связаны с взаимодействием между онкогенным агентом – в их опытах использовался каменноугольный деготь – и некоторыми факторами окружающей среды.

Р. был членом Датской королевской академии наук, Американской ассоциации содействия развитию науки, Вейцмановского института в Израиле, Национальной академии наук США, Ассоциации американских врачей, Американского общества экспериментальной патологии, Американского философского общества и Американской научно-исследовательской онкологической ассоциации.

Таблица 3. ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСЫ

Вирусы лейкозов птиц

Вирусы лекцозов мышей

Вирусы рака молочных желез мышей

Лейкозно-саркоматозные вирусы различных животных

Вирусы Т-клеточной лейкемии человека

Папилломавирусы человека, кроликов и других животных

Обезьяний вирус 40

Вирус контагиозного моллюска

Вирус фибромы Шоупа

Многие типы аденовирусов человека и животных

1. Вирус болезни Марека

2. Вирус опухоли лягушек Люке

3. Epstem-Barr вирус

4. Вирусы простого герпеса типов 1 и 2

5. Вирус цитомегалии

V. Вирус гепатита B

Около четверти из приблизительно 600 вирусов животных обладают онкогеным потенциалом (Таблица 1). Вирусы, связанные с раковыми образованиями людей описаны в Таблице 2. Среди онкогенных вирусов есть и РНК- и ДНК-содержащие. В то время как все онкогенные РНК-содержащие вирусы (которые раньше назывались онкорнавирусы) принадлежат к единственному семейству (Ретровирусы), онкогенные вирусы встречаются среди всех основных групп ДНК-содержащих вирусов, кроме парвовирусов. Ретровирусы ответственны за естественно возникающую лейкемию и саркому у нескольких видов животных. Среди ДНК-содержащих вирусов, некоторые герпесвирусы вызывают злокачественные опухоли у их естественных хозяев.

Ретровирусы - оболочечные, сферические вирусы, которые выходят почкованием через клеточную мембрану хозяина. Они имеют приблизительно 100 нм в диаметре. Геном состоит из двух идентичных линейных односпиральных молекул РНК. Икосаэдральный нуклеокапсид содержит спиральный рибонуклеопротеид и окружен оболочкой состоящей из гликопротеидов и липидов.

Характерная особенность ретровирусов - присутствие в вирионе необычного фермента - РНК зависимой ДНК полимеразы или обратной транскриптазы (отсюда имя retro, означающее обратно). В отличие от классической транскрипции генетической информации от ДНК на РНК, фермент обратная транскриптаза готовит ДНК-копию РНК-генома ретровируса - первоначально РНК-ДНК гибрид, а затем его двухспиральную ДНК-форму. Двухспиральная ДНК-форма ретровирусного генома, называемая провирусом, интегрирует в ДНК инфицированной клетки-хозяина. Именно от провируса транслируются все ретровирусные белки. Заражение онкогенным ретровирусом не ведет к цитолизу или гибели инфицированных клеток, но провирус остается интегрированным в ДНК клетки-хозяина до конца жизни клетки и воспроизводится вместе с клеточным геномом при размножении клеток.

В то время как все онкогенные РНК-содержащие вирусы принадлежат семейству Retroviridae, не все ретровирусы онкогенны. Семейство Retroviridae классифицируется на три подсемейства.

1. Oncovirinae включает все онкогенные РНК содержащие вирусы (прежде называемое онкорнавирус).

Ретровирусы широко распространены; их находят почти у всех позвоночных, включая животных, птиц и рептилий. Основываясь на круге хозяев и типах вызываемых болезней, онкогенные Ретровирусы можно разделить на следующие группы:

1. Вирусы лейкозно-саркоматозного комплекса птиц. Группа антигенно родственных вирусов, которые вызывают Avian лейкозы (вирусы лимфоматоза, миелобластоза и эритробластоза) или саркому у домашних птиц (вирус саркомы Рауса, ВСР).

2. Вирусы мышиных лейкозов. Эта группа состоит из нескольких штаммов вирусов мышиной лейкемии и вирусов саркомы, названных по имени исследователи впервые описавших их (например Гросс, Френд, Молони, Раушер).

4. Вирусы лейкозов и сарком других животных. Большое количество вирусов было выделено из лейкозов и сарком различных видов животных - кошек, хомяков, крыс, морских свинок и обезьян.

Видовая специфичность. Ретровирусы обычно поражают только один вид хозяина, специфика обусловлена главным образом присутствием вирусных рецепторов на поверхности клетки-хозяина. В зависимости от их способности расти в клетках другого вида, ретровирусы делятся на 1) экотропные (размножаются только в клетках естественного хозяина); 2) амфитропные (размножаются в клетках естественного и чужих видов); и 3) ксенотропные (размножаются только в клетках чужих видов, но не в клетках естественных хозяев).

Резистентность. Ретровирусы неустойчивы, инактивируются при 56 о С в течение 30 минут, слабыми кислотами, эфиром и формалином. Они устойчивы при – 30 о С

Морфология. Ретровирусы существуют в виде четырех морфологических типов. Частицы типа А существуют только внутри клеток. Они имеют 60-90 нм в диаметре и содержат кольцевидный нуклеоид, окруженный мембраной. Они могут являться формой предшественника других типов. Типы B, C и D являются внеклеточными. Диаметр В частицы – 100-130 nm, с эксцентрическим нуклеоидом и несут поверхностные шипики. Частицы С типа имеют центральный нуклеоид и гладкую поверхностную мембрану. Частицы D типа еще не охарактеризованы. Они имеют эксцентрический нуклеоид и несут короткие поверхностные шипики.

Большинство ретровирусов – частицы С типа. Вирус рака молочных железы мыши - частица типа B, а вирус рака молочной железы обезьян Мэзон-Пфайзера - частица типа D.

Антигены. Имеется два типа антигенов – типоспецифические гликопротеидные антигены, расположенные на оболочке, и группо-специфические нуклеопротеидные антигены, расположенные в ядре вириона. Перекрестные реакции между поверхностными антигенами ретровирусов от различных видов хозяев не наблюдаются.

Геномная структура. Ретровирусы имеют относительно простую геномную структуру.

Провирус стандартного ретровируса (такого как недефектный вирус лейкоза птиц или мышей) состоит из трех генов, требуемых для вирусной репликации - gag, pol, и env. Ген gag кодирует белки нуклеокапсида, которые являются группоспецифическими антигенами, ген pol кодирует РНК-зависимую ДНК-полимеразу, ген env кодирует гликопротеиды оболочки. С обоих концов провируса имеется длинный концевой повтор (LTR), непосредственно связывающийся с ДНК клетки-хозяина. LTR-участки обеспечивают контроль регуляции функции генов провируса.

Некоторые ретровирусы (трансрегулирующие вирусы) типа HTLV или HIV несут четвертый ген tat после env гена. Это – трансактивирующий ген, который регулирует функцию вирусных генов.

Кандидат химических наук О. БЕЛОКОНЕВА.

Злокачественные опухоли, развивающиеся из клеток эпителиальной ткани, довольно часто поражают половые органы и генитальный тракт как у женщин, так и у мужчин. Самая распространённая среди них — опухоль шейки матки: по уровню заболеваемости она на втором месте среди онкологических заболеваний у женщин (печальную пальму первенства держит рак молочной железы). Каждый год рак шейки матки уносит 250 тысяч жизней. Учёные давно предполагали, что рак шейки матки и другие генитальные разновидности рака вызываются каким-то вирусом, передающимся половым путём, например вирусом герпеса.

Однако с герпесом у Хаузена ничего не получилось: ДНК вируса герпеса в образце опухоли шейки матки обнаружить не удалось. Поэтому учёный предположил, что рак шейки матки обусловлен не вирусом герпеса, а другим агентом — вирусом папилломы человека (HPV — human papilloma virus). Предположение неожиданное, поскольку вирус папилломы считался в то время довольно безобидным. HPV поражает эпителиальные ткани и вызывает появление доброкачественных опухолей, похожих на бородавки.

В 1974 году Хаузен опубликовал данные первого эксперимента по гибридизации культуры клеток опухолевой ткани шейки матки с РНК вируса папилломы. И снова никакой ДНК вируса папилломы в опухоли он не обнаружил. Свою неудачу Хаузен объяснил тем, что существуют различные разновидности вируса папилломы, поэтому РНК одного вида не взаимодействует в ДНК вируса другого вида. Очень скоро он нашёл экспериментальные доказательства своей гипотезы.

Вирус папилломы — маленькая двадцатигранная частица диаметром 52—
54 нм. Вирусные частицы содержат одну циклическую молекулу ДНК — около 8 тысяч пар — в оболочке из 72 белков. Сейчас известно более 100 генотипов HPV. Теперь, когда стало возможным идентифицировать все или почти все существующие в природе генотипы вируса, HPV обнаруживается у 99,7% пациенток с раком шейки матки. К счастью, в большинстве случаев вирусы уничтожаются иммунной системой до начала ракового перерождения эпителия: почти 90% инфицированных HPV 16 и 18 излечиваются в течение двух лет.

На протяжении жизни до 80% сексуально активного населения инфицируются какой-либо разновидностью HPV. Риск развития онкологических заболеваний зависит от типа вируса и генетической и иммунологической предрасположенности человека.

Уже создана профилактическая вакцина, которая представляет собой смесь структурных белков (без ДНК) вирусов HPV 6, 11, 16 и 18, играющих ключевую роль в развитии рака шейки матки. По расчётам, всеобщая вакцинация сможет предотвратить 70% случаев рака шейки матки. Пока не ясно, помогает ли вакцина при уже свершившемся злокачественном перерождении. Также неизвестна длительность действия вакцины — достаточно одной иммунизации или нужно вводить вакцину многократно.

БЫСТРОЕ ОТКРЫТИЕ МЕДЛЕННОГО ВИРУСА

С конца 1982 года несколько вирусологических лабораторий приступили к поиску возбудителя СПИДа. У больных СПИДом в крови быстро исчезают CD4 + T лимфоциты, поэтому логично было предположить, что именно эти клетки служат мишенью болезнетворного агента. В 1982 году группа вирусной онкологии отделения вирусологии Института Пастера (Париж, Франция) под руководством Люка Монтанье и Франсуазы Барре-Синусси занялась исследованием CD4 + T лимфоцитов у пациентов на ранней стадии СПИДа. Они обнаружили, что клеточная среда CD4 + T лимфоцитов содержит фермент — обратную транскриптазу, которая активна в так называемых ретровирусах (РНК- содержащих вирусах, способных к обратной транскрипции). Учёным сразу стало понятно, что искать нужно именно ретровирус, и открытие не заставило себя ждать. Изучая мембрану CD4 + T клеток в электронный микроскоп, учёные увидели типичные ретровирусные частицы.

В течение всего лишь одного года группа Люка Монтанье и Франсуазы Барре-Синусси выделила и охарактеризовала новый ретровирус размером 90—130 нм в цилиндрической белковой оболочке. Результаты признало научное сообщество. В 1985 году геном ВИЧ был независимо расшифрован в Институте Пастера и других научных центрах в Европе и США. Оказалось, что вирус состоит из 9 генов, кодирующих синтез 15 вирусных белков.

Быстрое выявление возбудителя СПИДа группой Люка Монтанье и Франсуазы Барре-Синусси способствовало скорейшей разработке способов борьбы с этим заболеванием. Уже существуют методы лечения, позволяющие на десятилетия отодвинуть смерть заражённого СПИДом. Имеющиеся на сегодняшний день препараты снижают скорость распространения вируса в организме, замедляют гибель CD4 + T лимфоцитов, поддерживают иммунную систему. Около 3 млн человек принимают антиретровирусные препараты, однако еще 6 млн больных в развивающихся странах нуждаются в медицинской помощи. Поэтому нельзя сказать, что глобальная эпидемия СПИДа находится под контролем.

До сих пор нет лекарства, полностью вылечивающего от СПИДа, или вакцины, которая бы уменьшала риск заражения вирусом. Прогресс в разработке вакцины ограничен недостаточным пониманием механизма развития иммунитета к ВИЧ. Сложность лечения обусловлена длительным латентным периодом вирусной инфекции. Но интенсивные исследования продолжаются, и в будущем меры борьбы со СПИДом наверняка станут доступнее и эффективнее.

Заболевания растений, животных и человека, вирусная природа которых в настоящее время установлена, в течение многих столетий наносили ущерб сельскому хозяйству и вред здоровью человека.

Многие из них были описаны очень давно, но попытки установить их причину и обнаружить возбудителя оставались безуспешными. Первую вакцину для предупреждения вирусной инфекции—оспы предложил английский врач Э. Дженнер в 1796 г., почти за сто лет до открытия вирусов. Он впервые осуществил мечту человечества: обуздать одну из самых страшных болезней человека — натуральную оспу с помощью вакцинации — искусственной прививки возбудителя коровьей оспы. Вторая вакцина — против бешенства была предложена основателем микробиологии Л. Пастером в 1885 г., за семь лет до открытия вирусов.

Открытие вирусов принадлежит русскому ученому-ботанику — Д. И. Ивановскому (1864—1920).

В феврале 1892 г. на заседании Российской академии наук Д. И. Ивановский сообщает, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус. Эту дату считают днем рождения вирусологии, а Д. И. Ивановского — ее основоположником.

В 1897 г. Ф. Леффлер и П. Фрош, используя принцип фильтруемости, примененный Д. И. Ивановским, показали, что возбудитель ящура животных — вирус. Затем последовало открытие возбудителей чумы крупного рогатого скота, чумы собак, саркомы Роуса и других болезней животных. В 1915 г. Ф. Ту орт и в 1917 г. Ф. д’Эрелль открыли вирусы бактерий — бактериофаги. Появлялись многочисленные сообщения о вирусной природе кори, полиомиелита, гриппа, энцефалита и т. д.

В потоке новостей о вирусах были и затишья, продолжавшиеся до тех пор, пока не появились новые методы их выделения, культивирования и идентификации. В 30—40-х годах XX в. основной экспериментальной моделью были лабораторные животные, чувствительные к ограниченному количеству вирусов. В 40-е годы в вирусологию в качестве экспериментальной модели входят развивающиеся куриные эмбрионы, которые позволили открыть и культивировать много новых вирусов: кори, инфекционного ларинготрахеита птиц, оспы птиц, ньюкаслской болезни и др. Использование этой модели стало возможным благодаря исследованиям австралийского вирусолога и иммунолога Ф. М. Бернета и американского вирусолога А. Херши.

Подлинное революционное событие в вирусологии — открытие возможности культивировать клетки в искусственных условиях. В 1952 г. Д. Эндерс, Т. Уэллер, Ф. Роббинс получили Нобелевскую премию за разработку метода культуры клеток. Использование культуры клеток является эффективным методом для выделения многочисленных новых вирусов, их идентификации, клонирования, изучения их взаимодействия с клеткой.

По мере достижения успехов в создании новых методов исследования расширялось представление о мире вирусов, их природе, характере взаимодействия с чувствительными клетками организма, особенностях противовирусного иммунитета, экологии ряда вирусов, их роли в онкогенных процессах и эволюции ряда вирусных болезней человека и животных.

Со времени открытия вирусов по настоящее время представления о природе вирусов претерпели значительные изменения. По мере изучения природы вирусов в первые 50 лет после их открытия формировались представления о вирусах как о мельчайших организмах на основании наличия у них свойств, характерных для других организмов: 1) вирусы способны к размножению; 2) они обладают наследственностью, воспроизводя себе подобных. Наследственные признаки вирусов можно учитывать по спектру поражаемых ими хозяев и симптомов заболеваний и специфичности иммунных реакций. Сумма этих признаков позволяет определить наследственные свойства вируса; 3) вирусы обладают изменчивостью; 4) как другие организмы, они характеризуются приспособляемостью к условиям внешней среды — через организм хозяина; 5) вирусы эволюционируют, и движущий силой их эволюции является естественный отбор.

На примере вируса гриппа А можно проследить эволюцию, темпы которой измеряются не миллионами и даже не тысячами лет, а немногими годами. Незначительные изменения его антигенной структуры происходят ежегодно, а резкие смены антигенов — 1 раз в 10—15 лет. Подобных темпов естественной эволюции не знает ни одна группа других организмов.

Главным фактором естественного отбора в этом процессе является искусственный отбор, применяемый для выведения полезных пород животных и сортов растений. Классическим примером искусственного отбора являются работы J1. Пастера по получению вакцинного штамма — фикс-вируса бешенства, а также разработка живых вакцин против чумы крупного рогатого скота, чумы свиней, полиомиелита и других болезней.

На рубеже середины XX в. выход естественных наук на молекулярный уровень стимулировал дальнейшее развитие вирусологии, иммунологии, генетики. Создание электронного микроскопа сделало видным мир вирусов и макромолекулярных соединений. Использование молекулярных методов в вирусологии позволило установить строение (архитектуру) вирусных индивидуумов — вирионов (термин введен французским микробиологом А. Львовым), способы проникновения вирусов в клетку и их репродукцию. Исследования показали, что генетическое вещество вирусов — ДНК или РНК. Нуклеиновые кислоты вирусов заключены в футляр-капсид из белковых молекул, у сложных вирусов могут быть внешние оболочки (суперкапсидные), состоящие из белков, углеводов и липидов.

С развитием исследований молекулярной биологии вирусов стали накапливаться факты, противоречащие представлению о вирусах как микроорганизмах по следующим уникальным свойствам:

К вирусам примыкают вироиды-агенты, открытые Т. О. Дайнером в 1972 г., вызывающие заболевание некоторых растений и способные передаваться как обычные инфекционные вирусы. Вироиды — это сравнительно небольшие молекулы РНК (300—400 нуклеотидов), лишенные белковой оболочки. Механизм репликации вироидов не вполне ясен.

Многие годы считали, что некоторые медленные инфекции у человека (Куру, болезнь Крейтцфельлта—Якоба, синдром Герстманна—Штрейусслера—Шейнкера и др.) и животных (энцефалопатия у крупного рогатого скота, норок и др.) вызывают вирусы. Однако оказалось, что причиной этих болезней является новый патогенный агент — прион, открытый в начале 80-х годов XX в. американским биохимиком Стенли Прузинером.

Вирусы являются неклеточными формами жизни. По-видимому, вирусы можно рассматривать как биологические образования, несущие генетическую информацию, которую они реализуют только в живых клетках человека, животных и растений.

О происхождении вирусов высказывались разные предположения. Одни авторы считают, что вирусы являются результатом крайнего проявления регрессивной эволюции бактерий и других одноклеточных организмов. Эту гипотезу большинство вирусологов не разделяют.

Согласно второй гипотезы вирусы — потомки древних, доклеточных форм жизни. Эту гипотезу большинство исследователей также не разделяют.

В 1974 г. В. М. Жданов высказал гипотезу, согласно которой вирусы — важный фактор эволюции органического мира. Преодолевая видовые барьеры, вирусы могут переносить отдельные гены или их группы, а интеграция вирусной ДНК с хромосомами клеток может приводить к тому, что вирусные гены становятся клеточными генами, выполняющими важные функции.

Почему вирусология, которая зародилась в недрах микробиологии, за последние годы достигла такого стремительного успеха, став одной из ведущих и профилирующих дисциплин медикобиологической и ветеринарных наук? Этому способствовал ряд обстоятельств.

Во-первых, по мере сокращения роли бактерий, простейших и грибов в инфекционной патологии человека и животных, для лечения и профилактики которых имеются надежные биологические и химиотерапевтические препараты, роль вирусов возросла. Против многих вирусных болезней ни медицинская, ни ветеринарная наука еще не создала подобных препаратов. Так, до сих пор не решены проблемы с такими болезнями, как грипп, бешенство, ящур и др.

Во-вторых, возможность использования вирусов в качестве биологической модели. Таким образом, многие фундаментальные открытия в области биологии были сделаны благодаря вирусам (механизм репликации ДНК, механизм синтеза белка и др.).

В-третьих, установлено, что в широко распространенных респираторно-кишечных болезнях молодняка, наносящих огромный экономический ущерб, большую роль играют вирусы из различных таксономических групп (адено-, рота-, корона-, парамиксовирусы, вирусы диареи и др.). Оказалось, что при появлении вспышек этих заболеваний тесно взаимодействуют различные вирусы, бактерии, хламидии и стрессовые факторы.

В-четвертых, отдельные виды патологии (врожденные уродства, пороки развития и пр.), где роль вирусов даже не подозревалась, оказались вирусологическими. В медицине известно, что вирусы являются одной из причин внутриутробной патологии человека (вирус краснухи, гриппа, аденовирусы и др.). К сожалению, в ветеринарной вирусологии эта проблема не привлекла должного внимания. Хотя тератогенное действие вирусов наблюдается и в инфекционной патологии животных: вирус чумы свиней часто вызывает мертворождение и мумификацию плодов; вирус диареи крупного рогатого скота — гипоплазию мозжечка новорожденных телят; вирус инфекционного бронхита кур — патологическую форму яиц; вирус инфекционного ринотрахеита — пороки развития, слепоту у телят.

Установлена роль вирусов в возникновении некоторых хронических заболеваний. Накапливаются сведения о роли вирусов при острых сердечно-сосудистых заболеваниях, заболеваниях почек, поджелудочной железы, глаз и т. д. Только разносторонние исследования могут служить основой для суждения о роли вирусов в болезнях с неясной этиологией, которые до сих пор изучают врачи-неинфекционисты.

Очень важен как с эпидемиологической, так и эпизоотологической точки зрения факт миграции человеческих штаммов вируса гриппа в животный мир. Вирусы гриппа ускользают от действия иммунной системы организма за счет быстрого изменения своих антигенных детерминант. Это затрудняет проведение своевременных эффективных специфических методов профилактики. К сожалению, проблема гриппа до сих пор остается очень актуальной.

И наконец, накопились неоспоримые доказательства того, что многие опухолевые болезни вызывают вирусы (лейкоз птиц, крупного рогатого скота, болезнь Марека и др.). Выяснение причин возникновения злокачественных заболеваний человека, от которых во всем мире ежедневно погибают миллионы людей, остается одной из важнейших проблем современной биологии и медицины.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Нобелевская премия по физиологии или медицине за 2008 год — особая. Она присуждена трем ученым за два открытия, связанные с вирусами, которые вызывают тяжелые заболевания. Это то, что их объединяет. Но есть и принципиальное различие.

1. Первое открытие связано с вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), который называют современной чумой. У этого вируса две особенности. Во-первых, он распространяется нетрадиционным образом: через иглы наркоманов, незащищенные гомо- и гетеросексуальные контакты, при переливании зараженной крови. Во-вторых, в отличие от всех предыдущих эпидемий, это медленная инфекция, убивающая, как правило, в течение 10 лет. Пока радикального средства излечения от ВИЧ не нашли, но в случае быстрого обнаружения болезни и лечения антиретровирусными препаратами продолжительность жизни инфицированных людей значительно увеличивается.

ВИЧ обнаружили французские вирусологи Франсуаза Барре-Синусси и Люк Монтанье. Вирусная инфекция была идентифицирована ими в лимфоцитах пациентов на ранних стадиях приобретенного иммунодефицита и в крови у пациентов с поздней стадией заболевания. На основе морфологических, биохимических и иммунологических свойств они охарактеризовали этот ретровирус как первый известный человеческий лентивирус.

Лентивирусы обладают уникальной среди ретровирусов способностью размножаться (реплицироваться) в неделящихся клетках, к тому же они могут доставлять значительное количество генетического материала в клетку хозяина. Внедряясь в лимфоциты (клетки иммунной системы), ВИЧ массивно самовоспроизводится и выводит из строя Т-лимфоциты, что приводит к угнетению иммунитета. Открытие было одним из предпосылок современного понимания биологии болезни и ее антиретровирусного лечения.

1. Вирусом папилломы человека (ВПЧ) заражены 50–80% населения, ВПЧ — наиболее распространенная инфекция, передающаяся половым путем. Ежегодно у 500 000 женщин во всем мире диагностируют рак шейки матки, и почти половина из них от этой болезни умирает. Это онкологическое заболевание — второе среди наиболее часто встречающихся форм рака у женщин (первое место — у рака молочной железы). ВПЧ обнаруживается у 99,7% женщин с гистологически подтвержденным раком шейки матки. Более 5% всех случаев рака во всем мире вызвано постоянным реинфицированием этим вирусом.

Известно более 100 типов ВПЧ, но не все из них так опасны. Около 40 вирусов инфицируют половые органы, 15 вызывают повышенный риск развития рака шейки матки. В 1970-х годах немецкий врач, профессор Харальд цур Хаузен, предположил, что если опухолевые клетки содержат онкогенный вирус, они должны нести вирусную ДНК, интегрированную в их геном. Следовательно, гены ВПЧ, вызывающие клеточную пролиферацию (размножение), могут использоваться при поиске опухолевых клеток с такой вирусной ДНК. Харальд цур Хаузен более 10 лет разрабатывал эту идею и искал разные типы ВПЧ. Поиск затруднялся тем, что только часть вирусной ДНК была интегрирована в геном хозяина. В 1983 году при биопсии рака шейки матки исследователю удалось идентифицировать ВПЧ-ДНК и таким образом обнаружить новый тип опухолевого ВПЧ — ВПЧ 16. Через год он выделил онкогенные ВПЧ 16 и 18 у пациенток с раком шейки матки.

Исследования Харальда цур Хаузена, в которые поначалу мало кто верил, имели революционные последствия. Открытие достоверной связи рака с вирусом привело к созданию первой противораковой вакцины. Вакцина против наиболее опасных типов ВПЧ 16 и 18 появилась в 2010 году и показывает защитный эффект в 90% случаев.

Первоначально ВИЧ возник у шимпанзе. Вероятно, вирус передался людям через кровь от обезьян, на которых велась охота. Расчеты кратности мутирования вируса показывают, что первая передача от обезьяны человеку произошла в Западной Африке около 1900 года. До сих пор неясно, почему эпидемия так резко начала распространяться с 1970 года.

После встречи вирусологов и клиницистов в декабре 1982 года Франсуаза Барре-Синусси и Люк Монтанье получили пробы из лимфатических узлов пациента с ранними признаками заболевания. Ученым повезло, что для исследования была предоставлена не кровь: ведь лимфа содержала в тысячи раз больше вирусов, чем клетки крови. Клетки из лимфатических узлов культивировали и обнаружили активность ретровирусного фермента, обратной транскриптазы, что прямо указывало на репликацию ретровируса. Удалось найти и клетки-мишени, в которых вирус реплицировался. Ими оказались задействованные в иммунной защите лейкоциты, а именно Т-хелперы. Инфицированные клетки агрегировали, то есть слипались и переставали функционировать. В результате иммунная защита теряла свою эффективность.

В 1985 году был сделан первый коммерческий анализ крови для обнаружения вируса под названием ВИЧ-1, вирус иммунодефицита человека тип 1. Спустя четыре года после идентификации ВИЧ Всемирная организация здравоохранения приступила к реализации программы по борьбе с ВИЧ в мировом масштабе. Через год стало ясно, что эпидемия распространилась по всему миру и затрагивает 1% населения Земли. Однако врага уже знали в лицо, стратегия и тактика борьбы с ним была намечена.

После того как вирус был распознан и определены антитела, которые иммунная система производит для борьбы с инфекцией, стала возможной диагностика болезни и определены меры предосторожности при переливании крови. Клонирование вируса позволило идентифицировать специфичные белки и, как следствие, разработать противовирусные препараты. Это, в частности, позволяет предотвратить заражение детей, рожденных инфицированными матерями.

Как только стало ясно, что за вирус вызывает эту незаметную на первых порах болезнь, ученые стали работать над созданием эффективной вакцины. К сожалению, она пока не создана: во-первых, потому, что ВИЧ очень изменчив и быстро меняет форму, а во-вторых, потому, что вирус заражает и убивает именно клетки иммунной системы, которые имеют решающее значение для запуска иммунного ответа. Пока еще нет и лечения, избавляющего от причины болезни, но если терапия сочетается с противовирусными препаратами, пациенты могут долгие годы жить почти нормальной жизнью. Доступ к такому лечению сегодня имеют 3 млн человек. Проблема остается актуальной, так как из 33 млн инфицированных людей во всем мире от 6 до 9 млн нуждаются в лечении. Из-за того, что мы не часто видим тяжелобольных, истощенных СПИДом людей, может создаться впечатление, будто эпидемии нет и болезнь хорошо излечима. Это не так. Как ни печально, Россия сегодня одна из лидирующих стран по темпам роста количества ВИЧ-инфицированных людей. Кто-то объясняет это высоким уровнем наркомании, кто-то сексуальной непросвещенностью населения, кто-то недостаточным влиянием религии. Сексуально активные мужчины и женщины должны беспокоиться о том, чтобы защититься при случайных половых контактах. На практике, однако, этого не происходит. До сих пор среди них широко распространены следующие мифы * .

1. Это редкое заболевание: носителей ВИЧ всего 1%, поэтому вероятность заболеть слишком низка, чтобы каждый раз предохраняться от нее с помощью презерватива.
2. СПИДом болеют только наркоманы, проститутки и гомосексуалисты, а приличных людей это не касается. Главное — выбирать нормальных партнеров для секса.
3. Если все же был подозрительный сексуальный контакт, надо через месяц сделать анализ ПЦР (полимеразная цепная реакция), и если результат отрицательный — успокоиться.
4. Больных ВИЧ-инфекцией можно легко определить на вид: они плохо выглядят и часто болеют.
5. Религия защищает от СПИДа, особенно в мусульманских странах, строгим запретом добрачного секса.
6. Почему-то СПИД обнаружили только в XX веке, а раньше его не было. ВИЧ не существует, это заговор.

Рак шейки матки, вызванный ВПЧ-инфекцией, — заболевание, которое передается преимущественно половым путем. Попав в организм, ВПЧ инфицирует базальный слой эпителия, причем в разной степени: сильнее всего страдает зона перехода многослойного плоского эпителия в цилиндрический. В зараженной клетке вирус может иметь две формы. Та, что существует вне хромосом, — эписомальная, обычно доброкачественная. А та, что интегрирована в геном клетки, злокачественная.

ВПЧ, передающиеся половым путем, представляют наибольшую опасность для женщин. У мужчин по анатомическим причинам не может быть рака шейки матки, но зато они могут быть носителями вируса, и хотя редко, но этот же вирус может вызвать у них онкологические заболевания других органов.

Однако, в первую очередь, именно женщинам перед вступлением в половую связь важнее думать о защите от ВПЧ. Надежное средство профилактики ВПЧ — презерватив, а также вакцина, которую рекомендуют вводить до начала половой жизни, как правило, в возрасте 12–13 лет, но при необходимости — до 26 лет. В настоящее время для профилактики развития рака шейки матки разработаны и применяются три вакцины от ВПЧ наиболее онкогенных типов, которые входят в календарь рекомендуемых прививок. Кроме этого, в некоторых странах рекомендуют прививать мальчиков школьного возраста. Рекомендация связана с тем, что ВПЧ у лиц мужского пола, по-видимому, является причиной рака полового члена, а также анального отверстия и ротоглотки. Хорошая новость для женщин заключается в том, что рак шейки матки — один из видов онкологических заболеваний, который при раннем выявлении излечивается полностью.

Разработку вакцины от ВПЧ ускорило то, что Харальд цур Хаузен щедро делился с другими исследователями выделенными и клонированными типами злокачественных вирусов.

Несколько фактов о ВПЧ:

1. ВПЧ — основная причина развития рака шейки матки, а им, по статистике, ежегодно заболевают более полумиллиона женщин.
2. При инфицировании около 90% женщин в течение 9–24 месяцев избавляются от ВПЧ без всякого лечения — благодаря собственному иммунитету.
3. Заражение ВПЧ в большинстве случаев длительное время никак не проявляется.
4. При инфицировании ВПЧ онкогенных типов риск заболеть раком шейки матки увеличивается в 300 раз.
5. При отсутствии ВПЧ рак шейки матки практически не встречается.
6. Папиллома-вирусы делят на три группы: низкого, среднего и высокого онкогенного риска — в зависимости от их способности вызывать рак. При раке шейки матки наиболее часто обнаруживают ВПЧ двух типов: 16 — в 50% и 18 — в 10% случаев.
7. ВПЧ — причина возникновения бородавок, папиллом и остроконечных кондилом. Эти образования в большом количестве содержат вирус. Перечисленные кожные образования некрасивы, но не контагиозны (то есть не заразны), и от них избавляются исключительно по эстетическим соображениям.

Подробнее читайте:
Шестова О. 30 Нобелевских премий: Открытия, изменившие медицину / Ольга Шестова, Лев Иноземцев. — М. : Альпина нон-фикшн, 2020. — 214 с.