Журнал Наука и Техника (НиТ) - «Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 05 (12)

Антитела, появляющиеся после иммунизации, были открыты в 1890 г. Берингом и Китасо.

Существует разные типы вакцин, некоторые все еще проходят стадию тестирования:

Цельновирионные вакцины— организму прививают живой вирус, но аттенуированный (ослабленный), утративший большинство своих патогенных свойств, или близкородственный слабопатогенный вирус (как это сделал Дженнер). Преимущество живых вакцин в их дешевизне, кроме того, они дают наиболее стойкий иммунитет, активируя все компоненты иммунной системы. Опасность применения этих вакцин в возможности обмена генами с сезонными вирусами и возникновении мутации, у детей и у лиц с ослабленной иммунной системой живой вирус может вызвать тяжелую форму заболевания.

Инактивированные вакцины— препарат убитого патогенного вируса. Риск заражения при вакцинации в этом случае практически отсутствует, инактивированные вакцины проще сохранять. Но инактивированные вирусы вызывают менее стойкий иммунитет, необходимо вводить большие дозы инактивированного вируса с определенной периодичностью, а это может вызвать аллергические реакции. Получение инактивированных вирусов связано со значительными финансовыми затратами — из-за высоких требований к безопасности персонала.

Субъединичные вакцины— набор протективных вирионных белков, выделенных из препарата вирусных частиц, или химически синтезированными пептидами. Такие вакцины применяются против вирусов, которые невозможно вырастить на клеточных культурах или в организмах лабораторных животных (например, вирус гепатита В).

Поливалентные вакцины— живые гибридные вирусы, искусственно сконструированные. Они способны при заражении синтезировать не только свои белки, но и протективные белки патогенных вирусов. Подобные вакцины тестируются на животных — так Швейцария провела масштабный эксперимент: в местах обитания лис были разбросаны приманки, содержащие гибридный вирус осповакцины и вирус бешенства, что привело к радикальному снижению случаев заболевания бешенством в этом районе.

ДНК-вакцины— были предложены Тангом с соавторами в 1992 году: в организм вводится препарат гибридной плазмиды — небольшой двухцепочной молекулы ДНК. Происходящий при этом синтез белка приводит к возникновению полноценного иммунитета. Этот тип вакцин все еще тестируется на животных.

Вирусы — одна из древнейших форм существования живой материи. Относительная простота и быстрая приспособляемость позволяет им выживать в любых условиях — они процветали при динозаврах, процветают и сейчас. Согласно одной из экзотических гипотез новые вирусы приходят на землю из космоса — выпадая с частичками кометного вещества и при прохождении земли сквозь кометные хвосты. Как невероятно ни звучит, но эта гипотеза объясняет вспышки пандемий, которые возникали после появления в небе очередной кометы. С помощью спектральной астрономии в хвостах многих комет были обнаружены органические вещества, а вирусы, как известно, хорошо переносят абсолютный ноль. Другое дело, что высокие температуры, возникающие при вхождении в атмосферу, они переносят хуже.

Сегодня благодаря успехам микробиологии вирусы представляют меньшую опасность, чем во времена римских императоров, но не стоит слишком обольщаться — всегда есть вероятность пандемии, которую просто не успеют предотвратить. Или не захотят.

В.А. Рубаков.Акадмик РАН, доктор физико-математических наук, профессор.

Естествознание сейчас находится в начале нового, необычайно интересного этапа своего развития. Он замечателен прежде всего тем, что наука о микромире — физика элементарных частиц — и наука о Вселенной — космология — становятся единой наукой о фундаментальных свойствах окружающего нас мира. Различными методами они отвечают на одни и те же вопросы: какой материей наполнена Вселенная сегодня? Какова была ее эволюция в прошлом? Какие процессы, происходившие между элементарными частицами в ранней Вселенной, привели в конечном итоге к ее современному состоянию? Если сравнительно недавно обсуждение такого рода вопросов останавливалось на уровне гипотез, то сегодня имеются многочисленные экспериментальные и наблюдательные данные, позволяющие получать количественные (!) ответы на эти вопросы. Это— еще одна особенность нынешнего этапа: космология за последние 10–15 лет стала точной наукой. Уже сегодня данные наблюдательной космологии имеют высокую точность; еще больше информации о современной и ранней Вселенной будет получено в ближайшие годы.

Полученные в последнее время космологические данные требуют кардинального дополнения современных представлений о структуре материи и о фундаментальных взаимодействиях элементарных частиц. Сегодня мы знаем все или почти все о тех «кирпичиках», их которых состоит обычное вещество — атомы, атомные ядра, входящие в состав ядер протоны и нейтроны, — и о том, как взаимодействуют между собой эти «кирпичики» на расстояниях вплоть до 1/1000 размера атомного ядра (рис. 1). Это знание получено в результате многолетних экспериментальных исследований, в основном на ускорителях, и теоретического осмысления этих экспериментов. Космологические же данные свидетельствуют о существовании новых типов частиц, еще не открытых в земных условиях и составляющих «темную материю» во Вселенной. Скорее всего, речь идет о целом пласте новых явлений в физике микромира, и вполне возможно, что этот пласт явлений будет открыт в земных лабораториях в недалеком будущем.

Рис. 1. Известные элементарные частицы. Протоны и нейтроны, образующие атомные ядра, сами состоят из кварков, которые сегодня считаются элементарными. В природе существуют также электроны и их более тяжелые короткоживущие аналоги — мюоны ( μ) и тау-лептоны ( τ). Кроме этого, в природе имеются нейтрино трех типов, ve, vμи vτ. Нейтрино не имеют электрического заряда и чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом: в качестве иллюстрации, они пронизывают Землю или Солнце практически свободно. На рисунке не показаны фотоны и другие частицы, ответственные за взаимодействия, — глюоны, W±— и Z-бозоны.

Еще более удивительным результатом космологии стало указание на существование совершенно новой формы материи — «темной энергии».

Каковы свойства темной материи и темной энергии? Какие космологические данные свидетельствуют об их существовании? О чем оно говорит с точки зрения физики микромира? Каковы перспективы изучения темной материи и темной энергии в земных условиях? Этим вопросам и посвящена предлагаемая вашему вниманию статья.