Беседы о вирусах (с илл.)

Открытие вирусов (так их стали называть впоследствии), сделанное Д. Ивановским, который не был даже микробиологом, представлялось тогда многим ученым неким любопытным парадоксом. Никто не думал, что из этой, казалось бы, случайной находки мельчайших микроорганизмов разовьются современные знания о фактически новом царстве живой материи, широко раздвинувшем старые границы известного мира животных и растений.

Ивановский, несомненно, принадлежит к выдающимся ученым нашего времени: ведь ему удалось сделать не только величайшее открытие, но и основать совершенно новую науку — науку о вирусах. Доказав существование фильтрующихся инфекционных агентов, Ивановский нашел метод, с помощью которого можно было отличить возбудителей вирусных заболеваний. Рассматривая под микроскопом зараженные листья растений табака, Ивановский обнаружил мельчайшие кристаллы. Он правильно решил, что они связаны с проникновением возбудителя в растение. Лишь через несколько десятилетий ученые доказали способность многих вирусов формировать кристаллы внутри зараженных клеток при различных заболеваниях не только у растений, но и у животных.

После открытия Ивановского датский микробиолог М. Бейеринк повторил его опыты и подтвердил, что агент, вызывающий мозаичную болезнь табака, свободно проходит через фарфоровые фильтры. В противоположность Мейеру и Ивановскому Бейеринк отверг мысль о связи болезни с бактериями и выдвинул идею, что это «жидкий живой контагий».

Бейеринк был весьма скрупулезным исследователем. Его не удовлетворяли результаты фильтрования сока больных растений, и, чтобы полностью отвергнуть роль микробов в возникновении болезни, он предпринял другой эксперимент.

Полученный от больных растений сок Бейеринк поместил на поверхность плоской чашки с плотным слоем агара (его приготовляют из экстракта морских водорослей). Благодаря высоким питательным свойствам агара микробы развиваются на его поверхности, образуя колонии. Проникнуть в глубь этого желеподобного вещества ни один микроб не может.

Через несколько дней Бейеринк снял верхний слой агара, где действительно выросли колонии микробов, и использовал для заражения здоровых растений средний и нижний слои, куда микробы проникнуть не могли. Предположения подтвердились: какое-то вещество, попавшее в глубь агара, вызвало мозаичную болезнь в зараженных листьях.

После этих опытов Бейеринк написал, что причиной болезни «является вирус, который скорее всего находится в жидком или растворенном состоянии и не является плотной частицей».

Через два года германские микробиологи Ф. Лефлер и П. Фрош показали, что ящур, эпидемическая болезнь крупного рогатого скота, также вызывается фильтрующимся агентом — вирусом. Бейеринк написал по этому поводу научную статью, где заявил, что он не может согласиться с господином Лефлером в отношении корпускулярной природы возбудителя ящура, так как вирус должен быть жидким веществом.

В 1901 году В. Рид и его сотрудники установили, что возбудитель желтой лихорадки, тяжелейшей тропической болезни людей, также проходит через фильтры и является вирусом.

Ученый мир не сразу признал открытие вирусов Д. Ивановским. Даже в 20-х годах нашего века высказывалось много предположений, что вирусы — это либо мельчайшие простейшие организмы, либо такие формы бактерий, которые могут проходить через фильтры. Выдвигались даже гипотезы, что вирусы — это яды, которые выделяются внутри клеток под воздействием каких-то неизвестных факторов.

Перелом наступил лишь после того, как Ф. Д’Эрель открыл вирусы, паразитировавшие внутри различных микробов. Оказалось, что микробы тоже заражаются и гибнут от своих «микробных» вирусов. Д’Эрель назвал их бактериофагами, то есть «пожирателями микробов». Он придумал даже специальную окраску, с помощью которой сумел увидеть вирусы под сильным увеличением обычного оптического микроскопа. После опытов Д’Эреля различные высказывания о «чудодейственной» природе вируса отпали сами собой.

Вспоминая историю открытия вирусов, следует перечислить некоторые знаменательные даты: 1892 год — открыт вирус табачной мозаики; 1897-й — фильтрующийся вирус ящура; 1901-й — вирус желтой лихорадки; 1902-й — вирус оспы птиц и овец; 1903-й — вирус бешенства; 1905-й — вирус оспенной вакцины; 1907-й — вирус Денге (тропического вирусного заболевания); 1908-й — вирус оспы людей и трахомы; 1909-й — вирус полиомиелита; 1911-й — вирус саркомы кур Рауса; 1915-й — бактериофаг; 1916-й — вирус кори; 1917-й — вирус герпеса.

Этот список свидетельствует, что метод фильтрования материалов через фарфоровые фильтры позволил ученым быстро разграничивать мир вирусов от мира микробов и открывать одного за другим возбудителей вирусных болезней.

Интересно отметить, что к концу 40-х годов нашего столетия было открыто 40 вирусов, вызывавших заболевания у человека и поражавших его нервную систему, кожу, дыхательные пути. Иными словами, удалось объяснить причину 40 болезней. Что это означает: целых 40 или всего лишь 40? Скорее «всего лишь», так как за последующие 40 лет, к 1978 году, стало известно более 500 вирусных болезней.

Отнюдь не следует думать, что ученые открыли новые заболевания. Просто они выяснили причины очень многих инфекционных болезней. Оказалось также, что вирусы вызывают не только крупные эпидемии заразных болезней, но поражают практически все органы человеческого тела (печень, легкие, мозг), являясь причиной таких недугов, которые раньше врачи считали обычными, так называемыми соматическими заболеваниями.

В 1932 году крупный английский химик В. Элфорд создает искусственные мелкопористые коллоидные мембраны с точно установленным размером отверстий в пределах от 50 до 300 нанометров. (Раньше эти величины называли миллимикронами, а теперь обозначают термином «нанометр», что значит — миллиардная доля метра.) Пропуская через эти мембраны растворы, содержавшие некоторые бактериофаги и вирус осповакцины, Элфорд устанавливает их размеры. Этот метод ультрафильтрации широко используется для определения размеров вирусов.

Когда ученые исследуют вирусы, поражающие животных, растения, микробов, они используют в качестве модели соответствующие виды животных, растений и микроорганизмов. Иное дело, когда пытаются выделить вирус от человека. Приходится каждый раз отыскивать таких лабораторных животных, в организме которых вирус сможет размножиться и вызвать развитие определенной клинической картины болезни.

Экспериментальные животные позволили в свое время выделить и изучить вирусы бешенства, оспы, герпеса, ящура, гриппа, полиомиелита и многих возбудителей энцефалитов. Однако уже перед первой мировой войной возможности этого метода были исчерпаны. Многие, по всей вероятности вирусные, болезни воспроизвести на лабораторных животных не удавалось: вирусы в их организме не размножались. Параллельно с использованием различных животных велись интенсивные поиски других моделей, где вирусы человека могли бы размножаться и обнаруживать себя.

В 1931 году американские исследователи М. Вудруф и Э. Гудпасчер изобрели метод культивирования вирусов в развивающемся курином эмбрионе. После 7–10 дней инкубации в куриное яйцо вводили материал, содержащий вирусы.

Метод отличался гораздо большей чувствительностью и исключал возможность случайного загрязнения исследуемого материала спонтанными вирусами, которые нередко находятся в организме лабораторного животного. Яичная скорлупа делала внутреннее содержимое яйца вполне герметичным и препятствовала проникновению извне чужеродных вирусов и бактерий. В курином яйце не развивались антитела, и вирусы могли беспрепятственно размножаться.

В курином эмбрионе были выращены и изучены все известные вирусы гриппа. Эмбрионы используют и для приготовления вакцины против гриппа.

Наиболее быстрое развитие вирусологии началось после 1948 года, когда Д. Эндерс, известнейший американский исследователь-вирусолог, впоследствии лауреат Нобелевской премии, разработал метод так называемых однослойных тканевых культур.