Лазарь Зильберберг - Вирусы и вирусные болезни

Мутация, бесспорно, прогрессивное явление в природе. Она обеспечивает появление индивидуумов, обладающих новыми признаками, передающимися по наследству, возникновению новых, чаще всего более прогрессивных родов, что способствует процессу эволюции.

А как обстоит дело с мутацией у вирусов? Каков вообще ее механизм у вирусных частиц? Если продолжить аналогию редупликации вирусов с процессом массовой печати фотокопий, то мутации у вирусов — это "ошибки" при копировании. Химическая сущность подобных ошибок еще не изучена. Предполагают, что случайно или под воздействием определенных специально примененных факторов в молекуле нуклеиновой кислоты вируса одна из пар азотистых оснований, составляющих эту молекулу, встает на место другой пары или же одно азотистое основание заменяется другим.

Если эти ошибки будут копироваться при дальнейшем воспроизведении вирусных частиц, то получаются наследственно измененные молекулы и, следовательно, все потомство вируса будет отличаться от своего родителя. Для вирусов ошибки при редупликации закономерны — они встречаются приблизительно в одном случае из десяти тысяч.

Как же расценивать эти вирусные мутации? Как ослабление агрессивности? Новые поколения вирусов могут оказаться "добрее", "гуманнее" своих жестоких родителей? Или наоборот — мутанты проявят еще большую свирепость и агрессивность?

Трудно ответить на этот вопрос. Благодаря мутациям непрерывно появляются новые вирусные штаммы, поражающие животных или растения, доселе к данному вирусу невосприимчивые. Картина заболевания, вызываемого вирусами-мутантами, носит необычный характер, и исход его предсказать невозможно. В одних случаях болезнь может привести к смерти организма-хозяина, тогда как при прежней форме заболевания он остался бы жив; в других случаях, наоборот, — организм-хозяин остается в живых в то время, как немутантный вирус привел бы его к неминуемой гибели.

Одно бесспорно: мутации вирусов неизмеримо осложняют борьбу с вирусными заболеваниями. Бывает, что ученые создадут вакцину, действенную против данного штамма, но вирус мутирует, и все труды ученых идут прахом. Нужно все начинать сначала, снова искать средство против нового вируса-мутанта.

Особенно наглядно это можно проследить на примере вируса гриппа. Ученые установили, что замена всего 3 из 5 250 000 атомов, составляющих одну молекулу вирусной нуклеиновой кислоты, достаточна для того, чтобы превратить безвредный вирус в убийцу. Созданная в 1943 г. противогриппозная вакцина оказалась бессильной против мутантов-вирусов, вызвавших эпидемии азиатского гриппа 1957 и 1958 гг.

К счастью, вредные мутанты-вирусы чаще всего приводят организм к гибели, благодаря чему они не передаются последующим поколениям. Кроме того, мутируют не только вирусы, но и живые клетки. Это способствует выработке иммунитета не только против вирусов-родителей, но и против их потомков-мутантов...

Естественные мутации вирусов происходят в силу причин, еще полностью не изученных. Но можно вызывать мутации вирусных частиц и искусственным путем, воздействуя на них ультрафиолетовыми лучами, проникающей радиацией, химическими агентами. Это позволяет делать вирусы в какой-то степени "управляемыми". Правда, трудно, а вернее невозможно предугадать последствия подобных экспериментов. Но сама перспектива подчинения вирусов интересам человека кажется весьма заманчивой. И в первую очередь возникает вопрос: нельзя ли создать искусственным путем безвредные вирусы, которые могли бы нейтрализовать пагубное действие своих вредоносных собратьев и тем самым задерживать развитие заболевания? Или разрушать клетки раковой опухоли, не травмируя при этом клетки здоровые? Наконец, еще один аспект, кажущийся фантастическим, но на самом деле представляющийся реальным и, возможно, осуществимым в не столь уж отдаленном будущем. Мы имеем в виду использование безвредных вирусов в борьбе с наследственными заболеваниями.

Известно, что в основе многих тяжелых заболеваний, передаваемых по наследству, лежат больные, неполноценные гены, содержащиеся в хромосомах родительских половых клеток. Ученые высказали мысль — а нельзя ли использовать безвредные вирусы в качестве "транспортных средств", которые позволили бы перенести нормальный ген из здоровой половой клетки в клетку, содержащую дефектный ген. "Оседланный" здоровым геном безвредный вирус проникает в ядро больной клетки, вытесняет из ее хромосомы неполноценный ген и водворяет на его место здоровый.

Другой вариант. Причиной наследственной болезни может быть также отсутствие в хромосоме какого-либо гена. "Добрый" вирус может доставить в хромосому недостающий ген, взятый из здоровой клетки.

На первый взгляд, все это кажется фантастикой. Однако уже сегодня подобные эксперименты — в культуре ткани, разумеется, — проводятся в некоторых научно-исследовательских учреждениях нашей страны. О результатах судить еще рано. Но перспективы кажутся очень заманчивыми...

Многие годы тому назад, на заре развития вирусологии, ученые, разглядывая в оптический микроскоп клетки больных тканей, обнаруживали в них особые образования, не похожие на все знакомые в то время науке бактерии. Вначале их принимали за вирусы. Круглые или овальные, эти незнакомые формирования были весьма значительных размеров, нередко превышавших длину или ширину многих видимых в микроскоп бактерий. Обнаруженные частицы были названы внутриклеточными включениями, и это название сохранилось за ними до настоящего времени.

Более поздние исследования показали, что внутриклеточные включения представляют собой скопления вирусных частиц, мелкие колонии вирусов. Они могут располагаться как внутри клеточного ядра, так и вне его — в цитоплазме.

По определению Б. Я. Эльберта, "вирусными включениями должны называться внутриклеточные отложения вирусных частиц или, по крайней мере, образования, специфически связанные с присутствием вирусных частиц" [14] Эльберт Б. Я. Основы вирусологии. Минск, 1965, с. 69.

Внутриклеточные включения не всегда состоят из вирусов — они могут образовываться из погубленных вирусами клеток. По образному определению английского вирусолога К. Эндрюса, "эти включения были описаны как надгробия: в таком случае на них следовало бы выгравировать "Убийца клетки".

Поскольку внутриклеточные включения регулярно образуются при поражении клеток вирусом, их присутствие в клетках приобрело диагностическое значение. Так, обнаружив включения (тельца Бабеша — Негри) в цитоплазме нервных клеток мозга собаки, можно с уверенностью сказать, что животное погибло от бешенства.