Лаура Спинни - Бледный всадник: как «испанка» изменила мир

В том же 1931 году, когда Шоуп выявил вирус свиного гриппа, американский патофизиолог Эрнест Гудпасчер [305] Эрнест Уильям Гудпасчер (1886–1960) – корифей патофизиологии паразитарных и вирусных болезней из Университета Вандербильта. и его ассистенты Элис и Юджин Вудрафф научились выращивать вирусы на оплодотворенных куриных яйцах. Открытие было сделано при изучении возбудителя оспы-дифтерита домашней птицы, которым оказался вирус, способный поражать также и эмбрионы. Их достижение открыло возможность массово выращивать вирусы без бактериальных загрязнений в лабораторных условиях. А это, в свою очередь, означало, что вирусологи могут, наконец, приступить к изучению предмета своих исследований в спокойной обстановке, а не на лихорадочном фоне эпидемий – и заняться планомерной разработкой антивирусных вакцин. Первую вакцину от гриппа создал в 1936 году советский ученый А. А. Смородинцев [306] Анатолий Александрович Смородинцев (1901–1986) – советский бактериолог, вирусолог и иммунолог, лауреат Сталинской (1941) и Ленинской (1963) премий, заведовавший в те годы отделом бактериологии Ленинградского института эпидемиологии и микробиологии им. Пастера.; впоследствии – основатель и директор НИИ гриппа Минздрава СССР. . Он вырастил вирус гриппа в яйце, выделил хуже всего самовоспроизводящуюся фракцию потомства и вырастил ее отдельно в другом яйце; повторив эту процедуру тридцать раз, вывел вирус с крайне низким потенциалом репликации (а значит, и вызывающий болезнь лишь в самой легкой форме) – и ввел его подопытным. Первое же испытание на людях показало, что сама вирусная прививка вызывает, самое большее, едва заметное и быстро проходящее повышение температуры, а от реинфекции гриппом защищает.

Вакциной Смородинцева стали прививать рабочих советских промышленных предприятий с целью снижения показателей невыхода на работу по болезни в холодное время года. И пользовались подобной вакциной в СССР после этого на протяжении пятидесяти лет, сделав в общей сложности более миллиарда прививок. Но прививка такой вакциной защищала только от вируса гриппа A и к тому же не исключала риска сохранения инфекции в организме привитого до восстановления вирулентности и, как следствие, развития «полноценного» гриппа. Позже ученые нашли химический способ лишать вирус гриппа способности к репликации («инактивировать» его) формальдегидом. «Инактивированную» вакцину, правда, требовалось прививать в значительно большем объеме, зато эффект иммунизации от повторной инфекции она давала без риска развития острого заболевания. Вскоре были разработаны и так называемые «поливалентные» вакцины сразу от нескольких видов гриппа, и в 1944 году американский десант в Европу был поголовно привит бивалентной инактивированной вакциной от гриппа A и B. Одним из ее разработчиков был Джонас Солк [307] Джонас Солк (1914–1995) – американский вирусолог польско-еврейского происхождения, в 1948–1955 гг. возглавлявший в Питтсбургском университете финансируемый Национальным фондом борьбы с детским параличом проект изучения полиовируса, завершившийся созданием трехвалентной инактивированной вакцины. , прославившийся впоследствии как изобретатель вакцины от полиомиелита (в 1950-х годах, согласно опросам, его имя было известно большему числу американцев, чем имя президента США). Исследованиями вирусов он увлекся с ранней молодости, когда едва появившиеся вирусологи во всем мире, включая его родной Нью-Йорк, бились над разгадкой тайны испанского гриппа.

Итак, к сороковым годам XX столетия ученые успели классифицировать грипп, поэкспериментировать с его воздействием на ничего не подозревающих животных всевозможных видов и даже (до чего же все-таки изобретателен человек!) разработать вакцину против него, не имея представления о том, как выглядит и что собою в действительности представляет вирус гриппа. Сомнения в его существовании к тому времени звучать уже перестали, но сам вирус оставался существом скорее мифическим – чем-то сродни лепрекону или бозону Хиггса до его поимки в 2012 году, – поскольку никто его в глаза не видел. Во введении к статье 1903 года Эмиль Ру охарактеризовал вирусы как être de raison – нечто умозрительно существующее, судя по производимым последствиям, но недоступное непосредственному наблюдению [308] É. Roux, ‘Sur les microbes dits «invisibles»’, Bulletin de l’Institut Pasteur, 1903(1):7. .

Проблема была в том, что у оптических микроскопов есть предельное разрешение, и объекты размером меньше длины волны видимого света в них невозможно увидеть даже чисто теоретически. Эритроциты и бактерии через оптический микроскоп видны, а вирусы – нет, потому что они мельче предела разрешения [309] Длина волн видимого света лежит в диапазоне 380÷760 нм, в то время как диаметр типичного вируса гриппа составляет около 100 нм, а максимальная длина экзотических нитевидных штаммов – 300 нм. . Преодолеть этот барьер в начале 1930-х годов сумели немецкие изобретатели электронного микроскопа Макс Кнолль и Эрнст Руска. Электрон, как и фотон, имеет двойственную корпускулярно-волновую природу, то есть, ведет себя и как частица, и как волна, при этом длина волны электрона в сотни раз меньше длины волны фотона видимого света. В итоге первое визуальное изображение вируса гриппа удалось получить лишь в 1943 году, через четверть века после того, как Дюжаррик де ля Ривьер рисковал жизнью ради получения косвенного подтверждения его существования.

Средних по вирусным меркам размеров, сферической формы (хотя изредка встречаются и палочки) бисеринка белка с еще более крошечным ядром генетической информации внутри – таким предстал взгляду ученых вирус гриппа под электронным микроскопом. Все это заключено в мембрану, а поверхность мембраны увенчана отростками наиважнейшего антигена под названием гемагглютинин (сокращенно – H), по форме чем-то напоминающими круглые леденцы на палочке, только извивающимися, как змеи, откуда и еще одно его название – «жгутиковый антиген». Стебелек растет из мембраны, а головка у него округлая и чем-то напоминающая присоску. Кроме того, у некоторых вирусов, включая все пандемические вирусы гриппа A, к поверхности мембраны прицеплен еще и второй важнейший антиген – нейраминидаза (сокращенно – N). Метафорически говоря, если H – это отмычка, с помощью которой вирус проникает в клетку через дверь, то N – стеклорез для выхода обратно наружу через окна.

Весь генетический материал вируса гриппа (в отличие от человека с его двумя спиралями ДНК) упакован в простейшую одноцепочечную молекулу РНК, состоящую из восьми сегментов (для краткости их часто называют «генами», хотя это и некорректно). Два из восьми генов задают структуру поверхностных белков H и N, а остальные шесть – т. н. внутренние гены – программируют структуру белков, синтезируемых с целью регуляции таких функций вируса, как репликация или парирование иммунного ответа. При самовоспроизводстве вируса эти гены, казалось бы, должны в точности повторять структуру оригинала, однако, поскольку РНК значительно менее устойчива к внешним биохимическим воздействиям, копировальная машина то и дело сбоит, и эти сбои как раз и приводят к ставшей притчей во языцех способности вируса гриппа к вариативному изменению в процессе самовоспроизведения: сбои на генетическом уровне немедленно отражаются на структуре синтезируемых по матрицам видоизмененных РНК белков, включая поверхностные, и малейшие изменения чреваты самыми непредсказуемыми последствиями. За год, к примеру, в среднем на 2 % изменяется аминокислотный состав белков вируса, и этого достаточно, чтобы антитела перестали распознавать H-антигены и адекватно реагировать на них. Так вирус гриппа раз за разом и «усыпляет бдительность» антител иммунной системы человека, несущих дозор на клеточном уровне, и вызывает новые сезонные вспышки. Именно из-за этого остаток «прошлогодних» вакцин от гриппа приходится утилизировать, а вместо них из года в год разрабатывать и производить новые.