Текст книги "Я познаю мир. Вирусы и болезни"

Автор книги: С. Чирков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 14 страниц)

Ветрянка

Еще одно широко известное заболевание, вызываемое вирусами группы герпеса, это ветряная оспа, или просто ветрянка. Возбудителем является вирус герпеса человека типа 3. Самым характерным признаком заболевания является сыпь, которая может появиться на любом участке кожи: плечах, груди, животе, конечностях, лице, волосистой части головы в виде розовых пятен с четкой границей, в центре которых образуется заполненный жидкостью пузырек. В этих пузырьках содержится огромное количество вируса. Высыпания сопровождаются зудом и происходят не одномоментно, а несколькими волнами, как бы толчками, с интервалом в сутки – двое. Количество пузырьков случается разным: от нескольких штук до огромного их числа.

Обычно их смазывают зеленкой. Это не предупреждает появления новых пузырьков, потому что вирус распространяется с кровью, а не переползает с места на место по поверхности кожи, а делается для ускорения подсыхания пузырьков. На месте подсохших пузырьков образуется корочка, которая через неделю бесследно отпадает.

Единственным резервуаром и источником вируса ветряной оспы инфекции является человек. Болезнь оправдывает свое название – она передается с поразительной легкостью. Если заболевает один ребенок, уберечь другого, живущего рядом, практически невозможно. К счастью, заболевание обычно протекает не тяжело, осложнения возникают редко, а после перенесенного заболевания остается пожизненный иммунитет.

Но вирус ветряной оспы не был бы вирусом из группы герпеса, если бы этим дело и закончилось.

Ветрянка проходит, а вирус остается. Как и вирусы простого герпеса, вирус ветряной оспы пожизненно остается в организме, оккупируя задние корешки спинного мозга и спинномозговые нервные узлы. Поскольку перенесенная ветрянка оставляет после себя стойкий иммунитет, вирус из чувства самосохранения обычно годами не высовывается. Но стоит иммунной системе хотя бы немного ослабить надзор, вирус активизируется и проявляется вновь в виде, на первый взгляд, совсем другого заболевания – опоясывающего лишая. Для этой болезни характерна четкая локализация сыпи по ходу нерва, выходящего из того нервного узла, где засел вирус. Появлению сыпи предшествуют сильные боли, связанные с воспалением нервного узла. Из–за этих болей может быть поставлен ошибочный диагноз, например, аппендицита. Опоясывающий лишай чаще наблюдается у пожилых людей. Такой больной способен заразить ребенка ветрянкой – вирус–то один и тот же! Наоборот, правда, не бывает.

По–видимому, ветряная оспа – очень древнее заболевание. В доисторические времена, когда люди жили отдельными родовыми группами по нескольку десятков человек, вирус ветряной оспы, проникнув в такую группу, неизбежно должен был исчерпать запас восприимчивых хозяев за несколько недель. Чтобы бесконечно долго оставаться среди людей, вирусу нужна группа численностью около двухсот тысяч человек. И вот, чтобы не вымереть, вирус оказался вынужден изобрести столь хитроумный способ длительное время сохраняться среди людей.

ВИЧ и СПИД

ВИЧ–инфекция, или синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) – это инфекционное заболевание, возбудителем которого является вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Сам ВИЧ не убивает своего хозяина. Вирус поражает иммунную систему, в результате чего организм становится восприимчив к различным инфекциям и опухолям. Смерть наступает от одной из них.

В мире к настоящему времени насчитывается около 40 миллионов ВИЧ–инфицированных, более 12 миллионов уже умерло от этой болезни за последние 20 лет.

Почти две трети людей, зараженных вирусом иммунодефицита, проживает в странах Африки южнее Сахары. В тех краях почти каждый десятый из взрослого населения заражен этим вирусом, а, например, в Ботсване и Зимбабве заражен каждый четвертый житель. В Южной и Юго–Восточной Азии заражено не менее 6 миллионов человек. В Западной Европе таких не менее полумиллиона. В США среди причин смертности в возрасте от 25 до 45 лет СПИД вышел на первое место.

Одним из мировых лидеров по зараженности СПИДом является Россия. Официально зарегистрировано около 200 тысяч ВИЧ–инфицированных. В действительности их не меньше 700–800 тысяч, а с учетом Казахстана, Украины и Белоруссии – около полутора миллионов.

Впервые диагноз «ВИЧ–инфекция» был поставлен гражданину СССР в 1987 году в Москве. Для начального периода эпидемии было характерно распространение возбудителя в основном половым путем среди гомосексуалистов, ежегодно количество больных увеличивалось на треть, наиболее поражаемой группой были мужчины в возрасте от 20 до 30 лет. С середины 90–х годов ситуация изменилась. Вирусом стали чаще заражаться при внутривенном введении наркотиков, преимущественно героина. Сейчас заражаются главным образом молодые люди в возрасте от 15 до 25 лет. Кроме ВИЧ, они часто заражены вирусом гепатита С. Таким образом создается массивный «запал» для возникновения полномасштабной эпидемии СПИДа, когда вирус начнет, не встречая преград, распространяться уже не среди маргиналов, а среди основной массы населения половым путем при гетеросексуальных контактах. Лечение дорого и> откровенно говоря, недоступно подавляющему большинству россиян, а вакцины нет и неизвестно, когда будет.

Источником инфекции являются зараженные люди – больные всеми клиническими формами и вирусоносители, в крови которых циркулирует вирус. Помимо крови, вирус содержится в сперме, менструальных выделениях и вагинальных секретах, грудном молоке, слюне, слезах, поте, моче, мокроте и даже в кале. Наиболее часто вирус передается с продуктами крови и половым путем. Интенсивная передача вируса наблюдается при гомосексуальных половых контактах, причем риск заражения пассивного гомосексуалиста в несколько раз выше, чем активного. Женщина–вирусоноситель может заразить ребенка внутриутробно, но чаще это случается при родах. Риск заражения ребенка возрастает при грудном вскармливании, и выявлены случаи заражения матерей от инфицированных детей при вскармливании грудью.

Твердо установлено наличие ВИЧ в сперме зараженных людей, в том числе и у бессимптомных вирусоносителей, а также возможность его передачи половому партнеру.

Сперма, как известно, состоит из сперматозоидов и из семенной жидкости. Кроме того, в сперме обычно присутствуют макрофаги и лимфоциты – клетки иммунной системы, которые являются мишенью для вируса иммунодефицита. Вначале вирус иммунодефицита обнаружили только в лимфоидных клетках и семенной жидкости. Затем выяснилось, что вирус может липнуть к поверхности сперматозоидов. Обнаружилось также, что вирус способен проникать в сперматозоиды и, сверх того, нуклеиновая кислота вируса может встраиваться в генетический материал зараженных сперматозоидов. Если это на самом деле так, то ВИЧ будет не просто передаваться при половом контакте. Дело может обстоять хуже, потому что вирус будет передаваться из поколения в поколение, и как прервать эту передачу без ущерба для продолжения человеческого рода, пока совершенно непонятно.

Содержание вируса в сперме не зависит от стадии инфекции. Это значит, что человек, заразившийся вирусом иммунодефицита, может передать его при половом контакте уже в начале инфекции, еще до того, как станут очевидными какие–либо из ее признаков.

Животными–кровососами вирус не распространяется, бытовая передача вируса при обычном общении людей не установлена. Считается также, что вирус не передается через воздух, питьевую воду и продукты питания.

Заражение человека ВИЧ происходит при попадании вируса непосредственно в кровь или на слизистые оболочки. Проникнув в организм человека, вирус способен заразить довольно много типов клеток. В первую очередь это клетки иммунной системы – Т–хелперы, а также различные виды фагоцитов, циркулирующие в крови и их резиденты в тканях. Кроме того, вирус способен заразить сперматозоиды, эпителиальные клетки кишечника и шейки матки, а также клетки нервной системы – не сами нейроны, а те, что изолируют нейроны один от другого и от окружающих тканей.

После инфицирования вирусом сначала имеет место острая инфекция. В этот момент распознать ВИЧ практически невозможно. У негров в момент острой инфекции распрямляются их курчавые волосы. Но это исключение, а, как правило, симптомы напоминают скорее острое респираторное заболевание, например, грипп. Заподозрить ВИЧ–инфекцию на этой стадии способен только очень хороший врач. Между тем количество вируса в крови в течение первых недель после заражения возрастает очень заметно, и лабораторные исследования позволяют это обнаружить. Затем вирус в крови перестает выявляться, потому что он уже проник во все клетки, в какие смог. Острая инфекция сменяется хронической.

Только через 3–6 месяцев после заражения в крови появляются антитела к вирусу. Это очень важная особенность инфекции. Дело в том, что с момента исчезновения вируса из крови и вплоть до появления в крови антител к вирусу обычно проходит несколько месяцев. Кровь, взятая в этот промежуток, не содержит антител, не содержит вируса, при анализе определяется как ВИЧ–отрицательная и может быть сохранена в банке крови, предназначенной для переливания. Уже было несколько случаев заражения кровью для переливания в Бельгии, Германии, России. Например, трагедия с переливанием крови в Элисте, когда заразилось сразу около 300 человек, была связана как раз с использованием крови зараженных ВИЧ.

Наша планета заселена миллионами видов микроорганизмов. Их невидимость – вовсе не повод для того, чтобы их игнорировать, потому что среди них немало болезнетворных. Человек живет в мире микроорганизмов, и иммунитет – его пропуск в этот мир.

Основная опасность заражения ВИЧ заключается в том, что вирус поражает иммунную систему. Более того, вирус поражает иммунную систему в самое ее сердце, поселяясь в Т–хелперах – клетках–"плеймейкерах", то есть определяющих всю игру команды, называемой иммунной системой, и в фагоцитах, которые, собственно, и должны бы уничтожать инактивированный вирус. На деле же получается иначе. Фагоциты, поглотившие вирус, начинают буквально вопить об опасности, выбрасывая в кровь разнообразные химические сигналы – медиаторы воспаления, призванные активировать другие клетки иммунной системы. Они это и делают, но беда в том, что в активированных лимфоцитах ВИЧ размножается значительно быстрее! Больные, которым искусственно вводили эти медиаторы в надежде стимулировать иммунитет, умирали вдвое быстрей.

Вирус убивает лимфоциты и другими путями. При выходе дочерних вирусных частиц из зараженной клетки та часто разрушается. Но главная причина гибели заключается в том, что вирус вызывает слияние зараженных и незараженных клеток. Возникающие при этом огромные клетки не способны бороться ни с вирусной и ни с какой другой инфекцией и вскоре погибают.

Активная борьба вируса с иммунной системой организма длится несколько лет. Но разрушается все больше и больше Т–лимфоцитов, все сильнее ослабляется иммунный надзор в организме, и на сцену начинают выползать ранее скрытые инфекции, которые до поры до времени, усмиренные иммунной системой, сравнительно мирно квартировали в организме. Другие возбудители заносятся извне. Обычно они исправно обезвреживаются, но при СПИДе это уже некому делать. Наступает стадия активизации инфекции, когда количество вируса в крови и других жидкостях резко увеличивается. Ввиду несостоятельности иммунной системы развиваются вторичные бактериальные, вирусные, грибковые и опухолевые заболевания – словом, то, что определяется как стадия развернутого СПИДа.

Пневмония, токсоплазмоз, кандидозы и криптококкозы, туберкулез – ну, и, конечно, в полный голос заявляют о себе притаившиеся было вирусы группы герпеса, вторично поражая кожу, слизистые, легкие, нервную систему и внутренние органы; вирус герпёса человека типа 8 вызывает так называемую саркому Капоши – рак кровеносных сосудов. Содержание Т–хелперов снижается до минимума. Иммунная система перестает различать свое и чужое. Болезнь прогрессирует, наступает терминальная стадия, которая заканчивается смертью.

Как он выглядит, этот вирус?

В сердцевине вируса иммунодефицита человека находится его генетический материал – две идентичные копии молекулы РНК. Они упакованы в футляр из вирусного белка. Внутри футляра, помимо белка, связанного с молекулами РНК, уложено еще несколько ферментов, которые могут потребоваться вирусу на разных этапах инфекции. Все это, вместе взятое, называется нуклеокапсид.

Нуклеокапсид покрыт белком оболочки. Сверху накинута липидная мембрана, которую вирус заимствует у клетки, когда отпочковывается от нее. Важнейшую роль в вирусной инфекции играют два вирусных белка, выступающих из липидной мембраны. Первый пронизывает ее насквозь, а изнутри заякорен за белок оболочки. Второй, как шапочкой, увенчивает выступ. «Шапочка» может отрываться и самостоятельно распространяться по организму с током крови. Нуклеокапсид расположен не в центре вириона, а характерным для ВИЧ образом – эксцентрично. Диаметр зрелого вируса составляет около 100 нанометров.

В общем, вирус как вирус, не самый простой, но и не самый сложный. Чтобы понять причины его исключительной вредоносности, придется проследить весь его жизненный путь.

Схема строения вируса иммунодефицита человека. В сердцевине находятся две идентичные молекулы РНК (1) и молекулы ревертазы (2).Липидную оболочку (3) пронизывают молекулы белка gp41 (4), сверху прикрытые молекулами белка gpl20 (5)

Инфекция начинается с проникновения вируса в клетку–мишень. Чтобы добиться этого, вирусу нужно отыскать на клеточной поверхности входную дверь, называемую «рецептором», и иметь ключ, чтобы эту дверь открыть.

Оказывается, замков на клетке по меньшей мере два, и надо уметь открыть их оба, один за другим, иначе вирус не сможет попасть внутрь клетки. Вирусу иммунодефицита человека не надо заниматься взломом, потому что у него есть оба ключа – это как раз белки, выступающие над поверхностью вирусной частицы.

Вначале «шапочный» белок связывается с первым замком – так называемым рецептором CD₄. В результате форма вирусного белка изменяется настолько, что он приобретает способность связаться с расположенным поблизости другим рецептором, то есть открыть и второй замок. После связывания со вторым рецептором форма вирусного белка изменяется еще больше, обнажая жесткий стержень выступа. Стержень, как шилом, протыкает клеточную мембрану, и вирус проваливается в образовавшуюся дыру. Клеточная и вирусная мембраны сливаются, и вирус оказывается внутри клетки.

Не все люди заражаются ВИЧ и не все заболевают.

Согласно статистике, 70% инфицированных заболевают через 7–10 лет после заражения и в течение 3–4 лет умирают. У 10–15% людей заболевание развивается стремительно – они заболевают и умирают в течение 2–3 лет после заражения. А примерно каждый сотый, в силу его генетических особенностей, оказывается более стоек и не заболевает в течение более чем десяти лет или не заболевает вообще. Известны стабильные гомосексуальные пары, в которых один из партнеров давно заражен, заразил огромное количество других партнеров, часть из которых уже умерла, а давний постоянный партнер здоров. Описан по крайней Мере один пациент, у которого болезнь не развилась даже после переливания зараженной вирусом крови.

Так вот оказалось, что у людей, устойчивых к вирусу иммунодефицита, второй клеточный рецептор дефектен, то есть второй замок сломан, и вирус не способен проникнуть в клетку. К сожалению, этот механизм устойчивости не абсолютен, потому что на самом деле в качестве второго рецептора вирус может использовать разные молекулы; тем не менее, такая особенность все же сильно препятствует развитию заболевания.

Попав в клетку, вирус встраивает свой генетический материал в хромосому хозяина. Вирусные гены становятся частью генетического материала клетки.

На этом инфекция может и закончиться. Генетический материал вируса находится в клетке, но он где–то затерялся среди клеточных генов и никак не проявляет своего присутствия. Какие бы то ни было признаки заболевания отсутствуют. Так может продолжаться годами.

Но внезапно все может измениться. Под влиянием событий, которые мы пока не способны контролировать, вирус активизируется, выщепляет свои гены из хромосомы, в которой гйолчал долгие годы, и начинает не спеша убивать клетки–мишени одну за другой. У некоторых людей, тех самых 10–15%, вирус не умолкает – у них острая фаза инфекции сразу переходит в хроническую.

Вирус иммунодефицита человека – необыкновенно изобретательный убийца. Он разрушает клетки иммунной системы непосредственно, когда размножается в них и когда их покидает, но использует и массу других приемов. В процессе инфекции на поверхности зараженных клеток появляется вирусный белок, специфичный к рецептору CD₄. Он, во–первых, притягивает здоровые клетки, у которых есть этот рецептор, принуждая их к слиянию с зараженной клеткой. В результате образуется многоядерная клетка, которая вскоре погибает. Таким образом одна зараженная клетка может вывести из строя до пятисот здоровых. Кроме того, раз на клеточной поверхности появляется чужеродный вирусный белок, иммунные Т–лимфоциты атакуют эту клетку и вместе с вирусом уничтожают и ее. Далее, «шапочный» белок вируса легко отрывается с поверхности вирусной частицы и разносится кровью по всему организму, оседая – ну, правильно, на поверхности любой клетки с рецептором CD₄. Иммунные Т–лимфоциты, полагая, что перед ними клетка, зараженная вирусом, атакуют и уничтожают здоровую клетку, совершенно ни в чем не повинную, которая никогда не была заражена вирусом, но все же погибла в результате спровоцированной ошибки иммунной системы. Таким образом, вирус иммунодефицита провоцирует и поддерживает процесс саморазрушения иммунной системы, при котором иммунные клетки сами уничтожают одна другую до тех пор, пока окончательно не истощатся в этой навязанной им междоусобице. И только малой части лимфоцитов удается замаскироваться, сбросив рецептор CD₄, и ускользнуть от поражения вирусом.

Откуда он взялся и надолго ли пришел?

На СПИД обратили внимание в 1981 году, когда вдруг заметили рост заболеваний пневмонией, вызываемой грибком Пневмоцистис, и саркомой Капоши, вызываемой, как впоследствии оказалось, вирусом герпеса человека типа 8.

Быстро выяснилось, что причиной этих известных и раньше, но редких заболеваний является неспособность иммунной системы справиться с возбудителям, а через два года, в 1983, обнаружили и виновника поражения иммунной системы. Им оказался вирус иммунодефицита человека – ВИЧ.

Не приходится сомневаться, однако, что вирус проник в человеческую популяцию значительно раньше. Первое бесспорное доказательство смерти от вируса иммунодефицита было зарегистрировано в 1959 году. Умершим был моряк из Манчестера; от него сохранилась кровь, из которой впоследствии был выделен вирус. Тогда бросились изучать медицинскую литературу прошлых лет и обнаружили описания еще полутора десятка случаев до 1981 года, которые полностью соответствовали картине СПИДа, как ее сегодня наблюдают в массовом масштабе. География этих случаев охватывала Центральную Африку, Канаду, Бельгию, Великобританию, Израиль и некоторые другие страны, а наиболее «старый» случай зафиксирован в 1953 году в США. Вполне вероятно, что первые инфицированные этим вирусом появились еще в середине 40–х годов XX века. Возможно, вирус был разнесен по свету миграционными волнами после окончания Второй мировой войны.

С другой стороны, вирус, очень похожий на вирус иммунодефицита человека, обнаружен у шимпанзе в дебрях Центральной и Западной Африки. Он не является прародителем вируса иммунодефицита человека, но его ближайшим родственником является совершенно точно. Считается поэтому, что люди заразились вирусом от шимпанзе (которые являются объектом охоты), и произошло это сто, а, может быть, и двести лет назад где–то в Центральной Африке. Это предположение выглядит весьма правдоподобным еще и потому, что человек и по сей день нередко заражается от шимпанзе различными вирусными болезнями.

Но вот вопрос: что мешало вирусу уже тогда широко распространиться среди людей, почему начало широкомасштабной эпидемии, а правильней сказать, пандемии все же датируется последней четвертью XX века? М.В. Супотницкий в книге «Мякроорга низмы, токсины и эпидемии» предложил удивительный ответ на этот вопрос. Дело в том, что начало распространения СПИДа в 60–70–х годах XX века отчетливо совпадает во времени с другим явлением – резким снижением заболеваемости населения региона натуральной оспой. Оспа настолько смертельная болезнь, что на ее фоне медлительному СПИДу не было никакой возможности ра^ернуться. Здоровый организм может противостоять оспе, но организм, пораженный вирусом иммунодефицита, совершенно на это не способен. Поэтому вирус натуральной оспы просто–напросто обрывал эпидемические цепочки, по которым распространялся ВИЧ. С ликвидацией оспы дело туч' же пошло на лад. Тот вирус, что чудом уцелел и сохранился среди людей, и тот, что периодически проникает в людское сообщество от шимпанзе (они по сей день являются носителем вируса), получили невиданный простор для своего развития. Так началась пандемия СПИДа.

Казалось бы – вирус не слишком заразен, нестоек во внешней среде, выделяется из больного хотя и отовсюду, но понемногу, инфекция развивается годами – и, тем не менее, контролировать его распространение в масштабах планеты пока не удается. Основная причина и главная опасность заключается в том, что во время эпидемии СПИДа не образуется людской прослойки, обладающей иммунитетом к вирусу, а просто становится все больше и больше зараженных.

Для сравнения вспомним, как протекает пандемия гриппа. Она начинается, когда возникает совершенно новый вариант вируса гриппа. Ни один человек еще не обладает к нему иммунитетом, и вирус первое время беспрепятственно распространяется среди людей, вызывая заболевание – то сравнительно легкое, то тяжелое, а то и смертный исход. Однако, у всех переболевших гриппом сформируется иммунитет к этому варианту вируса, так что если тому захочется следующей зимой повторить свое «триумфальное» шествие по миру, это уже не удастся. Часть людей, не болевших ранее, конечно, заразится вирусом, но в результате перенесенной инфекции опять–таки неизбежно приобретет иммунитет. Таким образом в обществе возникнет более или менее обширная людская прослойка, обладающая иммунитетом к вирусу гриппа. Столкнувшись с ней, эпидемия пойдет на убыль.

При заражении вирусом иммунодефицита человека дело обстоит иначе. Вирус не стимулирует, а разрушает иммунную систему, поэтому иммунитет к нему не возникает. Кроме того, этот вирус необыкновенно изменчив.

ВИЧ – самый изменчивый биологический вид в мире. Он в сто раз более изменчив, чем вирус гриппа. Вирус размножается со страшной скоростью, образуя до десяти миллиардов частиц в сутки. Вирусные частицы живут в крови 6–8 часов, но вместо разрушенных тут же возникают новые. Легко вообразить, сколько ошибок при копировании генетического материала вируса будет сделано при такой спешке. И действительно, фермент обратная транскриптаза, переписывающий текст из РНК на язык ДНК, делает в среднем от 3 до 5 ошибок на одну молекулу РНК. Казалось бы, немного, но если принять во внимание бешеный темп размножения вируса, становится понятным, почему в крови одного больного могут циркулировать миллиарды вариантов вируса. Иммунной системе, даже находись она в полном порядке, весьма затруднительно отслеживать столь стремительные перемены и адекватно реагировать на них.

Как известно, иммунитет к какому–либо вирусу возникает в результате перенесенного заболевания или в результате вакцинации. Поэтому для ограничения эпидемии часто проводят заблаговременные прививки. Многие инфекции благодаря использованию вакцин перестали угрожать человечеству. К сожалению, этого нельзя сказать о СПИДе. Испытано окблр тысячи вариантов вакцин против вируса иммунодефицита человека, но конца этой работе пока не видно. Это тоже следствие высокой изменчивости вируса: пока ученые делают вакцину против одного варианта вируса, тот уже успел измениться и стал устойчивым к вакцине, которую еще даже не испытали.

Распространение ВИЧ не требует высокой плотности населения, как это необходимо для гриппа или оспы. Эффективные карантинные мероприятия невозможны из–за длительного инкубационного периода инфекции. Заболевшие не изолируются и могут оставаться источником инфекции всю оставшуюся жизнь, а здоровые люди не имеют возможности избегать контактов с ними. У многих вирус находится в скрытой форме, встроив свои гены в хромосомы человека. Такие люди считаются здоровыми, но легко могут стать источником инфекции в результате внезапной активизации вируса. Лечение продлевает жизнь больных СПИДом без ликвидации вируса, что увеличивает резервуар возбудителя и ведет к тому, что скорость его распространения все больше опережает смертность. Кроме того, лекарства не могут остановить эпидемию. Лекарства лечат заболевших, а главная задача состоит в том, чтобы суметь оградить от заражения здоровых людей, предупредить дальнейшее распространение эпидемии.

Возникает вопрос, а устоим ли мы вообще перед этой расползающейся заразой. Ведь ежедневно во всем мире вирусом заражается примерно 16 тысяч человек.

Несмотря на вышеизложенное, основания для оптимизма все же находятся.

У человека есть признаки генетической устойчивости к вирусу. Для того чтобы проникнуть в клетку, вирусу нужно открыть два замка, и люди, у которых второй замок сломан в результате мутации соответствующего гена, не заражаются вирусом или, во всяком случае, значительно более устойчивы к заражению. Такие мутации не обнаружены у африканцев, японцев и корейцев, а среди людей белой расы таких – каждый пятый. Это может означать, что в прошлом Европа уже сталкивалась с эпидемией СПИДа, которая оставила после себя своеобразный генетический шрам в виде набора генов, обеспечивающих относительную устойчивость к вирусу иммунодефицита человека. Кроме того, люди заметно различаются по индивидуальной восприимчивости к вирусу. Эти различия связаны с другими генетическими особенностями, точную природу которых в большинстве случаев еще предстоит определить – и, если удастся, – использовать для повышения устойчивости к вирусу.

Ретровирусы

Вирус иммунодефицита человека является представителем обширного семейства ретровирусов. Одни из них – спумавирусы – размножаются, как бы вспенивая зараженную культуру клеток. Другие, подобно вирусу иммунодефицита человека, вызывают медленные инфекции. Но самой многочисленной группой ретровирусов являются онковирусы, то есть такие, которые вызывают злокачественное перерождение зараженной клетки и образование опухоли.

Никакого отношения к стилю «ретро» эти вирусы не имеют. Они названы так потому, что в вирусном генетическом материале закодирован и входит в состав вириона фермент «обратная транскриптаза» (по–английски «reverse transcriptase»), называемый также ревертазой. Ревертазу открыл – после долгих поисков – американец Говард Тёмин в 1970 году и получил за это открытие Нобелевскую премию. Мог и не получить, потому что его собирались даже уволить с работы из–за того, что поиски, мол, слишком затянулись.

Между тем открытие этого фермента означало для биологии, если уж не революцию, то по меньшей мере переворот. С открытием ревертазы молекулярная биология и генетическая инженерия получили мощный и абсолютно незаменимый инструмент для дальнейшего развития. Кроме того, изучение свойств ревертазы и той роли, которую она играет при вирусной инфекции, позволило объяснить механизм опухолевого перерождения (трансформации) клетки, зараженной ретровирусами. А то, что ретровирусы вызывают раковые заболевания, было известно давно.

Первое указание на связь между вирусами и раком было получено еще в 1908 году, когда обнаружили, что здоровых кур можно заразить некоторыми видами лейкемии (рака крови), вводя им фильтраты крови больных лейкемией кур. В 1910 году американец Пейтон Раус установил, что таким же образом можно передавать саркому. Получив у одной из кур раковую опухоль, он профильтровал питательную жидкость с раковыми клетками через бактериальный фильтр, через поры которого не могла проникнуть ни одна, даже самая маленькая клетка, и ввел фильтрат здоровой птице. В результате инъекции у курицы появилась опухоль. Может быть, фильтрат содержал вирусы, которые привели к ее образованию? Раус так и объяснил результаты своего эксперимента, но тогда ему мало кто поверил.

Шли годы, и мало–помалу становилось все очевидней, что вирусы играют важную роль в возникновении раковых заболеваний. Лев Александрович Зильбер сформулировал вирусо–генетическую теорию происхождения опухолей, согласно которой перерождение нормальных клеток в злокачественные обусловлено включением в хромосомы клетки генетического материала вируса. Основным затруднением для этой теории долгое время оставалось то, что многие опухолеродные вирусы содержат РНК, а РНК не может встраиваться в хромосому. Открытие ревертазы и изучение механима ее действия позволило устранить это препятствие.

В общем, вирионы всех ретровирусов и онковирусов в частности устроены по одному плану и выглядят примерно так же, как и вирус иммунодефицита человека. Их генетический материал состоит из двух идентичных молекул РНК. После того как вирус проникает в клетку, ревертаза (в каждом вирионе упаковано с полсотни молекул этого фермента) приступает к копированию вирусной РНК. Конечно, все вирусы умеют копировать свою нуклеиновую кислоту, но ревертаза – фермент особенный и работа, которую она выполняет, уникальна. Ревертаза изготавливает копии вирусных генов в виде двунитевой ДНК, то есть в том виде, в котором находится генетический материал в хромосоме. Скопированные таким образом, вирусные гены получают возможность объединиться с клеточными генами. Четыре точечных разрыва, четыре быстрых сшивки – и вот уже хозяйская ДНК стала чуть–чуть длиннее из–за вставки вирусных генов. В результате этого события, получившего название интеграции, вирусные гены пристраиваются среди клеточных.

Интеграция влечет за собой далеко идущие последствия.

Вирусные гены могут встроиться в любое место любой хромосомы, и нетрудно представить, что такое встраивание способно нарушить слаженную работу клеточных генов. И действительно, внедрение генетического материала вируса вызывает мутации, в результате которых пострадавшие клеточные гены умолкают или начинают производить что–нибудь несуразное и явно не то, что надо клетке. Другие гены, которым в этом месте и в это время положено молчать, вдруг, под влиянием вируса, заявляют о себе в полный голос. Самые драматичные последствия возникают, если в результате внедрения вируса подаст свой голос так называемый онкоген.