Я познаю мир. Вирусы и болезни

Разнообразные мобильные генетические элементы переносят гены из одного участка хромосомы в другой и из одной хромосомы в другую, постоянно создавая новые генетические комбинации и видоизменяя проявления генов, по соседству с которыми они временно расположились. Такие элементы широко распространены и у бактерий, и у высших организмов. За свою уникальную способность они весьма образно названы "прыгающими генами". Их деятельность ограничена данной клеткой, точнее, ее ядром, но почему надо непременно оставаться внутри клетки? Почему не попытаться проникнуть в соседнюю клетку? Почему – может быть и так – не предложить соседке К&кую–то вдруг возникшую выгодную комбинацию – да хотя бы из альтруистических соображений: мы же все одна семья. Иными словами, идея превращения внутриклеточного мобильного генетического элемента в межклеточный просто носилась в воздухе, и в какой–то момент, после длительной обкатки, путем проб и ошибок, была наконец реализована. Научиться после этого перемещаться между организмами было уже делом техники.

Сразу ли так было задумано, или в какой–то момент фрагмент генетического материала, предназначенный для отправки на экспорт, вышел из–под контроля и на свой страх и риск пустился в автономное плавание, то есть превратился в полноценный вирус, способный к размножению – кто теперь может ответить на этот вопрос! Как бы там ни было, вирус возник и зажил отныне самостоятельной жизнью, по собственным законам, у него началась его собственная история.

Кстати, подвижные генетические элементы высших организмов имеют много общего с эндогенными ретровирусами. Может быть, последние являются постоянным резервом для образования мобильных генетических элементов, пока еще не обладающих способностью к образованию полноценных вирусных частиц. У бактерий широко распространены так называемые плазмиды – небольшие кольцевые молекулы ДНК, которые способны к автономному размножению внутри бактериальной клетки и переходу из одной клетки в другую при клеточном контакте. Плазмиды определяют много самых разнообразных признаков, например, устойчивость к антибиотикам, и способны быстро распространяться среди бактерий. Заманчиво рассматривать умеренные фаги как фрагменты бактериального генома, которые приобрели способность не только к независимому размножению, но и к построению вирионов.

Такие элементы "в экспортном исполнении" могли образовываться из разных источников, отчего различные группы вирусов имеют мало общего в строении и свойствах. Они возникали, а, весьма вероятно, возникают и в настоящее время в огромном избытке. В результате исходного материала, который в принципе способен стать вирусом, оказывается более чем достаточно.

Но даже если образования вирусов из генетических элементов клетки в настоящее время уже почему–то не происходит, имеющегося материала вполне достаточно для того, чтобы постоянно возникали новые виды вирусов. Сколько детей у человека? А у вируса иммунодефицита человека только за одни сутки образуется несколько миллиардов дочерних вирусных частиц. И пусть другие вирусы далеко не столь плодовиты и более консервативны, все же скорость их размножения и темпы изменчивости таковы, что обеспечивают вирусам не просто непотопляемость, но постоянную возможность образования все новых и новых форм. Поэтому вирусы неистребимы; пока на земле существует жизнь, они останутся нашими хотя и нежелательными, но непременными спутниками.

Вместо приложения

Куриный грипп

Природным резервуаром вируса гриппа А являются различные виды диких птиц, между которыми вирус циркулирует сравнительно свободно. Домашняя птица – куры, утки, индейки, гуси – особенно восприимчива к этому заболеванию. Известны вспышки гриппа, которые были вызваны прямой передачей вируса от водоплавающей птицы свиньям, лошадям и домашней птице. Хотя эти случаи и наводили на мысль, что вирус гриппа способен преодолевать межтиповой барьер, считалось, что человек не может заразиться гриппом от птицы, в частности от кур. Конечно, вирус порой попадает на слизистую верхних дыхательных путей – при дыхании или через грязные руки. Но для того, чтобы вирус мог проникнуть в клетку и начать размножаться, его гемагглютинин – белок вирусной оболочки – должен, во–первых, связаться с соответствующим рецептором на клеточной поверхности и, во–вторых, расщепиться в специфическом участке, чтобы обеспечить слияние вирусной и клеточной мембраны. Это расщепление осуществляется ферментами носоглотки человека. Считалось, что у человека нет рецепторов к гемагглютининам птичьих вирусов гриппа и что человеческие ферменты не способны разрезать молекулу гемагглютинина птичьего вируса.

Однако весной 1997 года в Гонконге, одновременно с эпидемией гриппа среди домашней птицы, случилась вспышка куриного гриппа среди людей. Восемнадцать человек заразились от цыплят вирусом гриппа A(H5N1); шестеро умерло. В отличие от "человеческого" вируса, вирус куриного гриппа у своих природных хозяев, то есть птиц, не ограничивается клетками поверхности дыхательных путей, а способен заражать и другие органы. Таким же точно образом он повел себя, проникнув в человека, что и обусловило особую тяжесть этого заболевания и высокую смертность. Главной причиной гибели людей оказалась тяжелая дыхательная недостаточность из–за вирусной пневмонии. Кроме того, эта инфекция опасна поражением почек, печени и кроветворных органов.

В то же время при заражении вирусом куриного гриппа в клинической картине болезни не слишком выражены такие важные компоненты, как кашель и чихание, что затрудняет передачу вируса гриппа от человека к человеку по воздуху. Кроме того, вирус куриного гриппа не успел распространиться между людьми ввиду высокой смертности среди заболевших, да и восприимчивых к нему людей оказалось, по–видимому, не так много. Эпидемии не возникло еще и потому, что практически все йоголовье домашней птицы было быстро уничтожено.

Другой случай проникновения птичьих вирусов в человеческую популяцию был зафиксирован также в Гонконге в 1999 году. От двоих детей выделили вирус гриппа A (H9N7). Оба ребенка были госпитализированы и выздоровели.

В Нидерландах в феврале 2003 года произошла вспышка высокопатогенного птичьего гриппа A (H7N7). Болезнь перекинулась в сопредельные районы Бельгии и Германии. В профилактических целях ветеринарными службами было уничтожено свыше 15 миллионов кур. Вспышка вызвала смерть одного ветеринара и легкую форму болезни у 83 человек.

С середины декабря 2003 года стали поступать сообщения об эпидемиях куриного гриппа A(H5N1) среди домашней птицы из некоторых стран Азии. Эпидемия началась в

Южной Корее и быстро охватила Вьетнам, Таиланд, Лаос, Камбоджу, Тайвань, ряд провинций на юго–востоке Китая и некоторые префектуры в Японии. В одном только Вьетнаме число инфицированных кур приблизилось к миллиону. На фоне этой эпидемии вновь, как и в предыдущие годы, возникли вспышки куриного гриппа среди людей.

К февралю 2004 года в странах Юго–Восточной Азии были выявлены и лабораторно подтверждены 20 случаев птичьего гриппа у людей, 16 из которых погибли. Все они заразились напрямую от кур или уток. Легче всего заразиться при непосредственном контакте с больной птицей, но нетрудно заразиться и через куриный помет, потому что вирус обнаруживается в фекалиях курицы (а также утки и другой домашней птицы). Понятно, что наибольшей опасности заражения подвержены работники птицеферм, а также люди, занятые обработкой куриного мяса. А вот при употреблении в пищу куриного мяса и яиц заражения, как считают, произойти не может, потому что вирус разрушается при кулинарной обработке. Уже нагревание при 50–60 градусах в течение получаса полностью убивает вирус.

Эти случаи показывают, что некоторые птичьи вирусы могут передаваться непосредственно человеку. По–видимому, у какого–то количества людей куриный вирус все же способен проникнуть в клетки эпителия респирато'рного тракта, в которых он будет совершенно спокойно размножаться. Вновь образованный гемагглютинин нарезается прямо внутри клетки, поэтому ничто не препятствует дочерним вирусным частицам распространяться по организму человека.

Помимо высокой болезнетворности для человека, вирус куриного гриппа несет с собой и другую, еще более грозную опасность. Встретившись в одном человеческом организме, вирусы куриного и обычного "человеческого" гриппа могут перетасовать свои гены таким образом, что возникнет вариант вируса гриппа с совершенно новыми свойствами. Этот гибрид вполне может сочетать в себе высокую патогенность, характерную для вируса птичьего гриппа, и способность передаваться от человека к человеку, позаимствованную у человеческого вируса. Надо сказать, что особую склонность получать гены от вирусов, инфицирующих другие виды животных, имеет как раз вирус H5N1. Возможно, это уже произошло. Не так давно во Вьетнаме от птичьего гриппа скончались две девушки. Предполагают, что сестры заразились от своего брата, который подцепил вирус от больной птицы. Похоже, такое случалось и раньше. Доказано, например, что гены гемагглютинина и нейраминидазы вирусов гриппа, вызвавших пандемии 1957 года ("азиатский грипп") и 1968 года ("гонконгский грипп"), имеют птичье происхождение. Считается, правда, что в этих случаях гены птичьего вируса попали в человеческий вирус опосредовано, через свиней.