Рождение и становление вирусологии
Эмпирический период развития вирусологии относится к концу XVIII в., когда Эдвард Дженнер использовал экссудат от инфицированных оспой коров для иммунизации людей от натуральной оспы, а Луи Пастер за 14 лет до открытия первого вируса животных разработал первую антирабическую вакцину.
Рождение вирусологии как науки также произошло не в один день и не в один год. Период ее зарождения продолжался последнее десятилетие XIX в., и в этом событии выдающаяся роль принадлежит, по крайней мере, трем ученым, работавшим на модели вируса табачной мозаики (ВТМ) : германскому химику Адольфу Майеру (A. Mayer), русскому ботанику Дмитрию Иосифовичу Ивановскому ( рис. 1.1. ) и голландскому микробиологу Мартину Бейеринку (М. Beyerinck) ( рис. 1.2 ). А. Майер дал название болезни табака и установил ее инфекционную природу. Д.И. Ивановский в 5-летнем цикле работ, начатом в 1887 г. и опубликованном в 1892 г., впервые показал, что речь идет о двух различных заболеваниях: одно - грибковой этиологии, другое - неизвестной. Ивановскому исполнилось тогда 28 лет. Было показано, что возбудитель табачной мозаики не относится к бактериям , ферментам и ксенобиотикам , а является "ультрапаразитом" - микроорганизмом, который способен проходить через бактериальные фильтры, воспроизводя при этом инфекцию в здоровых растениях in vivo, и не способен к культивированию на искусственных ростовых субстратах. Это событие принято расценивать как решающий шаг в возникновении новой биологической науки - вирусологии.
В работе, опубликованной позднее, Ивановский, в отличие от М. Бейеринка, говорит о твердой (фиксум) основе инфекционного агента и приводит данные о кристаллоподобных частицах и внутриклеточных включениях. Спустя 50 лет нобелевский лауреат Вэнделл Стэнли (W. Stanley) писал, что будет справедливым признать Ивановского отцом новой науки - вирусологии. Он также признал приоритет Ивановского в кристаллизации вируса. "Право Ивановского на славу растет с годами. Я считаю, что его отношение к вирусам должно рассматриваться в том же свете, как мы смотрим на отношение Пастера и Коха к бактериям" - писал Стэнли. В знак признания заслуг Ивановского его имя в 1950 г. было присвоено Институту вирусологии АМН, созданному в 1944 г. Учреждена именная премия, раз в 3 года присваиваемая за лучшую отечественную работу по вирусологии.
Приоритет Ивановского был признан и Бейеринком. Вместе с тем нельзя недооценить вклад Бейеринка в становление вирусологии. В его независимых исследованиях, опубликованных через 6 лет после статьи Ивановского, он, в частности, впервые использует термин "вирус", хотя вирусологическая терминология окончательно установилась лишь в 1930-1940-х годах. Период становления вирусологии заканчивается в конце XIX-самом начале XX в. описанием первого фильтрующегося агента болезни животных - ящура , которое было сделано германскими исследователями Фредериком Леффлером (F. Loeffler) и Паулем Фрошем (P. Frosch), а также установлением этиологии желтой лихорадки американскими военными медиками под руководством Вальтера Рида (W. Reed).
Столетие вирусологии отмечено замечательными открытиями, теоретическими выводами и значительными победами над многими опасными инфекциями. Великолепная плеяда ученых из многих стран внесла свой вклад в эту бурно развивающуюся науку.
Возвращаясь к Д.И. Ивановскому, следует напомнить, что годы его работы были "золотым веком" Санкт-Петербургского университета, где работала блестящая плеяда ученых: Д.И. Менделеев, А.М. Бутлеров, В.В. Докучаев, И.М. Сеченов и его непосредственные научные руководители - А.С. Фамицын и А.Н. Бекетов. Эти ученые оказали большое влияние на формирование научных, социальных и политических взглядов Ивановского. Это было время общего расцвета России, оборванного событиями 1917 г. и последующей Гражданской войной. Искры отечественной вирусологии лишь теплились на этом пепелище.
С конца 1920-1930-х годов отечественная вирусология постепенно возрождается из пепла. Приемником Д.И. Ивановского в области фитовирусов становится В.Л. Рыжков. Выделение им ВТМ в виде кристаллического нуклеопротеида стимулировало в России прогресс в дальнейшем изучении вирусов.
В 1920-х годах в стране возникли тяжелые эпидемии оспы - до 200 тыс. случаев в год. Для массовой иммунизации было осуществлено производство вакцины, создана система обязательных прививок против оспы, что привело к ликвидации заболеваемости к 1936 г. В 1958 г. на 11-й Ассамблее ВОЗ В.М. Жданов выступил с предложением о создании глобальной программы ликвидации оспы. Более 1,5 млрд доз вакцины были безвозмездно переданы нашей страной для реализации этой беспрецедентной программы. Многие отечественные вирусологи приняли участие в ее реализации. Последний случай заболевания был зафиксирован в октябре 1977 г. на территории Сомали.
Пионерами в изучении бешенства в России стали Илья Ильич Мечников и Николай Федорович Гамалея. В 1886 г. в Одессе была открыта вторая в мире, после Парижской, Пастеровская антирабическая станция, а к 1935 г. в стране их были уже сотни.
Серьезный экзамен отечественные вирусологи выдержали в 1937-1938 гг. при комплексном изучении этиологии эпидемий клещевого энцефалита , а затем и японского энцефалита на Дальнем Востоке нашей страны. Лев Александрович Зильбер, Евгений Никанорович Павловский, Михаил Петрович Чумаков, Анатолий Александрович Смородинцев, Валентин Дмитриевич Соловьев и ряд других, молодых тогда исследователей составили славную когорту, определившую на многие годы развитие вирусологии в стране. Позднее под руководством М. П. Чумакова была установлена этиология некоторых геморрагических лихорадок : омская геморрагическая лихорадка , крымская геморрагическая лихорадка и геморрагическая лихорадка с почечным синдромом .
Активные исследования арбовирусов продолжаются и сегодня с выделением новых для науки вирусов, описанием новых арбовирусных инфекций, установлением закономерностей пространственного распространения природных очагов и популяционных взаимоотношений. Разработанный метод экологического зондирования больших необследованных территорий позволил за относительно короткий (7-летний) период выявить основные закономерности циркуляции различных экологических комплексов арбовирусов в разных ландшафтных зонах - от Арктики до субтропиков. Выявлены причины, в т.ч. изменение генетических свойств вирусной популяции, резкого обострения эпидемической ситуации в 1999-2005 гг. на юге европейской части России за счет вирусов Крымской-Конго геморрагической лихорадки (ККГЛ) и геморрагической лихорадки Западного Нила .
Бурный процесс изоляции и описание новых вирусов во всем мире были связаны с использованием в 30-х годах XX в. мышей и куриных эмбрионов в качестве биологической модели для размножения возбудителей. Развитие техники клеточных культур в 1940-1950-х годах обеспечило дальнейшие вирусологические исследования. В конце 1930-х годов была разработана вакцина против желтой лихорадки, а в 1942 г. - первая антигриппозная вакцина. Сотни миллионов детей в мире сохраняют здоровье и жизнь в результате вакцинации против кори, краснухи, паротита. Однако происходит чрезвычайно быстрая эволюция знакомых возбудителей, постоянно возникают вспышки, а порой эпидемии и пандемии, связанные с неизвестными до последнего времени вирусами. Поэтому борьба с вирусными инфекциями требует объединенных усилий мирового сообщества.
В СССР в 1930-1940-х годах были широко развернуты исследования по гриппу и другим вирусным респираторным заболеваниям. Исследования были направлены в первую очередь на выделение штаммов, изучение их свойств, разработку методов диагностики и профилактики (А.А. Смородинцев, В.Д. Соловьев, А.С. Горбунова, Л.Я. Закстельская и др.). Большое внимание уделялось дрейфовым и шифтовым изменениям антигенной структуры в процессе эволюции. Теоретические обобщения по этим направлениям сделаны в классических работах А.А. Смородинцева и В.М. Жданова, хотя у них были принципиально различные подходы для объяснения этих явлений. В 1978 г. под руководством Жданова была молниеносно проведена идентификация вновь появившегося пандемического вируса H1N1 с немедленной информацией об этом в ВОЗ, мировые и региональные центры по гриппу. Широкое международное сотрудничество по гриппу не прекращалось даже в самые тяжелые периоды "холодной войны", когда были практически полностью прекращены связи с нашими коллегами за рубежом. По гриппу это сотрудничество даже на официальном уровне не прекращалось никогда.
Учитывая постоянную угрозу возникновения новых пандемических вирусов гриппа, проводится постоянный мониторинг циркуляции вирусов среди людей и в природных биоценозах Северной Евразии. Из природных источников выделены все 16 известных вирусов гриппа A . Это позволило прогнозировать резкое обострение ситуации в Юго-Восточной Азии с дальнейшим распространением высоковирулентного вируса H5N1 в Северную Евразию, а оттуда в Западную Европу, Юго-Западную Азию и Африку.
С начала 1950-х годов в СССР и других странах развернуты исследования по получению аттенуированных штаммов кори и разработке технологии производства вакцины (Смородинцев А.А., Чумаков М.П., Анджапаридзе О.Г. и др.). С 1960-х годов в стране проводятся массовые прививки против кори. Однако и сейчас показатели заболеваемости много выше, чем хотелось бы.
Глобальная эпидемия полиомиелита в 1950-х годах определила необходимость разработки адекватных вакцин. Коллективы, занимавшиеся вопросами вирусологии в нашей стране, активно включились в работу совместно с американскими исследователями. В 1953 г. Джонатаном Солком была создана инактивированная, а в 1956 г. Альбертом Сэбином живая аттенуированная вакцина для перорального применения и массового производства. Особенно велик вклад в эти исследования Смородинцева и Чумакова, возглавившего вновь созданный в 1955 г. Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов АМН. В беспримерно короткие сроки практически на "голом месте" было налажено крупномасштабное производство вакцины. Уже к концу 1959 г. было вакцинировано все детское население страны, что уже в 1960 г. привело к значительному снижению заболеваемости с ликвидацией эпидемической ситуации. Крупные партии вакцины были бесплатно направлены в Японию и ряд других стран, где также была ликвидирована или резко снижена острота эпидемической ситуации. В этой беспрецедентной работе активное участие принимали совсем молодые тогда М.К. Ворошилова, С.Г. Дроздов, В.А. Лашкевич и некоторые другие вирусологи, ставшие впоследствии академиками РАМН. В 1988 г. ВОЗ приняла решение о глобальной ликвидации заболеваемости полиомиелитом. В России это заболевание не регистрируется с 1 июля 2002 г.
Огромный ущерб здоровью населения и экономике страны наносит заболеваемость вирусными с парентеральным путем заражения гепатитом B и гепатитом С . Отечественные вирусологи внесли существенный вклад в разработку комплекса мер по диагностике, профилактике и лечению вирусных гепатитов (В.А. Ананьев, В.М. Жданов, Е.А. Пакторис, Е.С. Кетиладзе, М.С. Балаян и др.).
Начиная со второй половины 1980-х годов ряд вирусологов немедленно активно включились в разработку неожиданно возникшей в мире проблемы ВИЧ-инфекции (Жданов В.М., Анджапаридзе О.Г., Сандахчиев Л.С. и др.). Этому способствовал значительный опыт работы отечественных ученых с ретровирусами (Зильбер Л.А., Жданов В.М. и др.).
Совершенно очевидно, что решение прикладных проблем невозможно без широкого фронта фундаментальных исследований. Здесь прежде всего следует отметить исследования по структурно-функциональной характеристике генома вирусов, в частности выяснению молекулярно-генетических основ аттенуации и вирулентности, эволюции вирусов в ходе их циркуляции в биосфере. Следующее направление - конструирование фрагментов вирусных белков с антивирусной активностью на основе познания их трехмерной структуры, исследование генетической регуляции фолдинга вирусных белков, что открывает перспективу создания поливакцинных препаратов. Следующее направление - внедрение методов молекулярной экологии, что вместе с разработанным методом экологического зондирования больших территорий позволило создать модель в масштабе страны пространственного расположения природных очагов вирусов и на этой основе разработать прогнозы риска заражения людей в различных ландшафтно-экологических комплексах. Приведенные примеры, естественно, лишь частично отражают весь спектр исследований по вирусологии в стране.
Даже краткое перечисление части проблем, решаемых отечественными вирусологами за последние 100 лет, несмотря на огромные сложности внутреннего порядка, как нам кажется, свидетельствует об их существенном вкладе в создание и развитие вирусологии, а также защите населения страны от вирусных инфекций и снижении экономических потерь.
Смотрите также:
