Беседы о вирусах - Смородинцев Александр Анатольевич - Страница 5

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 развиваютcя 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, а 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». 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 1980 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. Теперь 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, когда в яйце развивался зародыш, туда вводили материал, содержащий вирусы. В курином эмбрионе многие вирусы прекрасно размножаются и могут накапливаться в окружающей зародыш жидкости в больших количествах. 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.

Любые кусочки живых тканей, взятые от человека, животных, насекомых, растений, после их обработки раствором особого фермента — трипсина, получаемого из поджелудочной железы коров, распадаются на от­дельные клетки. После удаления трипсина клетки приоб­ретают способность жить в искусственных условиях, внутри стеклянных пробирок или флаконов с небольши­ми количествами питательной среды. В таких благопри­ятных условиях клетки активно размножаются, посте­пенно покрывают тонким слоем поверхность стекла и могут существовать в течение большого промежутка вре­мени. Нужно лишь поместить их в термостат при тем­пературе 37 градусов Цельсия.