Глава 1 Вирология: исторический очерк зарождения и развития

Платон мне друг, но истина дороже.

Аристотель

Было бы неверно вести отсчёт достижениям вирусологии (или вирологии, как её называют в зарубежной литературе) с момента открытия вирусов, как «… было бы несправедливо считать историю медицины с письменного её периода» (И.П. Павлов).

Зарождению и развитию любой науки предшествуют идеи, возникающие в сознании людей при наблюдении материального мира. «Ничто не удаётся без предвзятых идей. Предвзятые идеи, подчинённые строгому контролю опыта, представляют собой огонь, придающий жизнь наблюдательным наукам» (Л. Пастер).

История зарождения и развития вирусологии тесно связана с историей бактериологии, на базе великих завоеваний и открытий которой вирусология сформировалась в самостоятельную науку. Наиболее длительные ранние периоды становления для обеих дисциплин являются общими.

В истории зарождения и развития вирусологии можно выделить 4 этапа: эвристический, эмпирический, экспериментально-гипотетический и экспериментально-вирологический. В последнем периоде следует различать популяционный, организменный, клеточный, молекулярный и субмолекулярный уровни познания природы вирусов.

Этапы становления и развития вирусологии связаны между собой не столько хронологически, сколько обусловлены прогрессивными идеями, достижениями и открытиями.

Эвристический период (от греч. heuriskein – отыскиваю, открываю) начинается со времён формирования человеческого общества и длится до Х-ХII вв. н.э. Для эвристического периода характерно то, что на раннем этапе развития науки передовые врачи и естествоиспытатели для решения вопроса о причинах инфекционных болезней использовали не какие-либо эксперименты и доказательства, а только лишь логические приёмы установления истины, то есть эвристику.

Инфекционные болезни, в том числе и вирусные (натуральная оспа, полиомиелит, бешенство и многие другие) были постоянными спутниками человечества на протяжении многих веков. Так, описание клиники натуральной оспы было обнаружено в египетском папирусе Аменофеса I за 4000 лет до н. э. Следы оспенных поражений сохранились на коже мумии, захороненной в Древнем Египте за 3000 лет до н. э. Сведения об этом заболевании содержатся в труде китайского учёного Теу-Чиу-фа «Сердечный трактат об оспе», появившемся в Древнем Китае в 1120 г. до н. э. На стене храма в Мемфисе – столице Древнего Египта, построенного более 3500 лет назад (1550-1350 гг. до н. э.), имеется фреска, на которой изображён жрец с укороченной атрофированной ногой и так называемой «конской» стопой – явными признаками перенесенного полиомиелита. Наиболее раннее упоминание о бешенстве содержится в Кодексе законов Древнего Вавилона ещё за 2300 лет до н. э. Изображения бешеных собак встречаются на фресках древних египтян. Достоверно известно, что древние цивилизации майя, инков и ацтеков, развившиеся за 5000-6000 лет до н. э., страдали гриппом, оспой, полиомиелитом. На протяжении тысячелетий вирусное заболевание жёлтая лихорадка была настоящим бичом на обширных пространствах Африки, Южной Америки и, особенно, в регионе Карибского моря.

Основным итогом эвристического периода явилось формулирование ряда гипотез происхождения инфекционных болезней: астрологической, демонической, гуморальной, теологической, миазматической, контагиозной.

Сторонники наиболее прогрессивной контагиозной гипотезы (Демокрит – 460-370 гг. до н.э., Фукидид – 460-395 гг. до н. э., Варрон – 116-27 гг. до н. э., Парацельс – 1493-1541 гг., Джироламо Фракасторо – 1478-1553 гг.), считали, что инфекционные болезни вызываются контагиями – живыми мельчайшими существами, невидимыми невооружённым глазом – contagium vivum. По мнению контагионистов, основные положения которых наиболее полно и чётко сформулировал Д. Фракасторо, каждая заразная болезнь вызывается своим специфическим контагием. С целью профилактики заразных болезней Д. Фракасторо предложил ряд противоэпидемических мер: изоляция больных, ношение масок, обработка предметов уксусом, карантин. Вместе с тем, Д. Фракасторо, развивая «контагионистские» взгляды о передаче заразных болезней, частично сохранял представления «миазматиков» – о непосредственном возникновении заразы в воздухе при особом состоянии («конституции») последнего. Приверженцем контагиозной гипотезы в России был Д.С. Самойлович.

Согласно миазматической гипотезы (Гиппократ – 460–377 гг. до н.э., Гален – 130-200 гг. до н.э.), причиной заразных болезней являются миазмы – ядовитые испарения, продукты гниения (от греч. miasma – загрязнение, скверна). Считалось, что болезнетворные миазмы, разносимые ветрами и дождями, вызывают массовые заболевания людей и животных.

Между сторонниками контагиозной и миазматической гипотез на протяжении многих веков велась ожесточенная дискуссия.

Дуалистической концепции, признававшей существование как миазм, так и контагиев, придерживались Тит Лукреций Карр (99-55 гг. до н. э.) и Авиценна (980-1037 гг.).

Эмпирический период (от греч. empeiria – опыт) истории становления вирусологии включает отрезок времени с X-XII вв. н. э. до начала XIX в. (1804 г.). Отличительной чертой этого этапа является использование исследовательских методов, основанных на описании фактов, но без последующих заключений и теоретических обобщений. Основные достижения эмпирического периода – вариоляция и вакцинация.

Будучи совершенно беспомощными в борьбе с натуральной оспой, грозным вирусным заболеванием, бушевавшим на территории Старого Света в течение тысячелетий, народы издавна пришли к неправильному заключению, что оспа является такой болезнью, которой каждый человек неминуемо должен переболеть. Среди английских врачей XVII-XVIII вв. бытовала поговорка: «Любовь и оспа минуют лишь немногих». Наряду с этим, наблюдения показали, что люди, перенесшие данную инфекцию даже в легчайшей форме, становятся невосприимчивыми к повторному заболеванию. Это дало основание считать, что единственным способом борьбы с оспой является создание условий, при которых болезнь протекала бы возможно легче и давала меньше смертельных исходов. В определенной мере это достигалось путем преднамеренного заражения людей либо искусственно ослабленным оспенным материалом (путем высушивания), либо оспенным материалом, взятым от больных легкими формами оспы. На верхней трети плеча или на коже между большим и указательным пальцами рук делались насечки или уколы, куда вносилось содержимое из пузырьков оспенного больного. Этот способ заражения получил название вариоляции (variola - оспа), или инокуляции (inoculatio - прививка путем укола) и был известен в Китае и Индии ещё 2-3 тысячи лет тому назад (Х в. до н. э.). Литературные данные о широком применении вариоляции в Китае относятся к X-XII вв. н. э. (эпоха Сун). В дальнейшем вариоляция была перенесена на Среднюю Азию, Кавказ, Балканы, в Египет и другие страны. Искусственное заражение было не совсем безопасным, так как оспенный материал от больных с легким течением болезни мог вызвать заболевание и в тяжелой форме. Кроме того, искусственно зараженные становились источником дальнейшего распространения инфекции; не исключалась возможность заражения другой инфекцией, как сифилис, рожа и т. д.; нередко развивались гнойно-воспалительные осложнения (абсцесс, флегмона). Все это способствовало тому, что вариоляция сравнительно быстро вызвала к себе отрицательное отношение среди врачей и населения, и во многих местах в Европе её перестали применять. Широкое применение инокуляции возобновилось с 1760 г., после усовершенствования метода профессором А. Гатти, который применял для прививок тонкую иглу и делал не более двух-трёх поверхностных уколов, что способствовало смягчению течения болезни, и значительно снизило летальность. В России вариоляцию начали применять во второй половине XVIII века, однако широкого распространения она не получила. Её приверженцем был Д. С. Самойлович, который так же, как и его предшественники, не попытался дать теоретического объяснения сущности данного метода.

Эмпирический характер носили и попытки Риндерса Гирта (1737-1815 гг.), английского крестьянина-самоучки, который в 1770-1776 гг., взяв за образец вариоляцию, вводил скоту кровь, слюну и другой патологический материал от животных, болевших лёгкой формой чумы крупного рогатого скота. Результаты не соответствовали ожиданиям, большая часть животных погибла.

Несомненная польза вариоляции состояла в том, что она дала наглядное доказательство возможности искусственного воспроизведения иммунитета путём перенесения лёгкого заболевания и подготовила тем самым врачебную мысль к восприятию идей вакцинации.

Вариоляция стала ненужной, когда английский врач Эдуард Дженнер (1749-1823 гг.) в конце XVIII в. предложил свой совершенно безопасный способ предохранительных прививок против оспы – вакцинацию.

В Англии, как и в других странах (Иран, Белуджистан), издавна было известно, что доярки, заразившиеся коровьей оспой, становятся невосприимчивыми к натуральной оспе. Установлено также, что некоторые лица (чаще всего врачи и учителя) прививали коровью оспу своим детям, близким, ученикам и др. Врачи Соттон и Фьюстер ещё в 1768 г. сообщили Лондонскому медицинскому обществу, что прививка натуральной человеческой оспы лицу, переболевшему раньше коровьей оспой, не вызывает у него заболевания. Общество врачей не обратило на это сообщение никакого внимания. В 1769 г. в немецком журнале, издаваемом в Геттингене, появилось сообщение о том, что люди, болевшие коровьей оспой, считают себя в полной безопасности от заражения натуральной оспой. В 1782 г. врач Эргер безуспешно прививает человеческую оспу лицу, раньше болевшему коровьей оспой. Аналогичные результаты получили Помье и Бёзе в 1781 г. Однако, всё это были случайные и разрозненные наблюдения, лишённые должной убедительности и не дававшие возможности сделать широкие практические выводы. Эти наблюдения послужили толчком к великому открытию Э. Дженнера. Работая сельским врачом в графстве, где оспа была сильно распространена, Э. Дженнер много занимался вариоляцией. Зная все положительные и отрицательные стороны вариоляции, он заинтересовался вопросом о возможности использования коровьей оспы для предохранения людей от натуральной оспы. Э. Дженнер надеялся этим путём получить такие же успехи, как при вариоляции, и одновременно устранить наблюдаемые при ней неудачи и неожиданные последствия. Более 20 лет он систематически изучал этот вопрос. Проведенные им многочисленные наблюдения подтвердили, что после того как человек перенесёт коровью оспу, он теряет восприимчивость к натуральной оспе и что люди, в прошлом болевшие натуральной оспой, становятся невосприимчивыми к заражению коровьей оспой. Установив, таким образом, возможность взаимного влияния между человеческой и коровьей оспой и убедившись, что последняя вызывает у человека безопасное для него легкое заболевание, Дженнер решился осуществить первый опыт заражения человека коровьей оспой. Он провёл его публично на 8-летнем мальчике Джемсе Фиппсе 14 мая 1796 г. В качестве материала для прививок Э. Дженнер взял содержимое пустулы с руки доярки Сары Нельмс, которая заразилась коровьей оспой при дойке коров. Этот материал он нанёс посредством двух коротеньких надрезов на плечо Джемса Фиппса, после чего на месте прививки развились две оспины. Общая реакция организма была незначительной. С целью определения эффективности прививки и доказательства того, что привитой ребёнок предохранён от заболевания натуральной оспой, Э. Дженнер через 1,5 месяца заразил его ею, как это обыкновенно делалось при вариоляции. Заражение дало отрицательный результат, мальчик не заболел. Через 5 месяцев Э. Дженнер снова повторил на нём опыт вариоляции с тем же отрицательным результатом.

Своими исследованиями Э. Дженнер доказал, что: 1) прививка коровьей оспы совершенно не опасна и вызывает только местное ограниченное заболевание, сообщая привитому человеку стойкую невосприимчивость к натуральной оспе; 2) люди, привитые по его методу, не заразны и совершенно безопасны для окружающих; 3) можно пользоваться не только содержимым оспин людей, непосредственно заразившихся от коров, но и материалом, полученным из оспин при пассажах на людях – «прививки с ручки на ручку». Последнее обстоятельство имело большое значение, так как была создана практическая возможность проводить прививки при отсутствии больных оспой коров и иметь повсеместно необходимый материал для прививок населения.

После всех своих опытов Э. Дженнер опубликовал в 1798 г. свой метод прививок против оспы под названием «Исследование причин и последствий оспенной вакцины. Болезнь, открытая в некоторых графствах на востоке Англии». Материал, взятый из коровьей оспины, Э. Дженнер назвал вакциной (от лат. vacca – корова). Таким образом, первая в мире противовирусная вакцина была предложена Э. Дженнером почти за 90 лет до открытия вирусов. В дальнейшем, по предложению Л. Пастера, в честь Э. Дженнера вакциной стали называть и другие препараты, которыми пользуются для предохранительных прививок, а вакцинацией – метод профилактических прививок против заразных болезней.

Оспопрививание быстро распространилось по всей Европе при поддержке передовых врачей. В частности, российские медики правильно оценили его огромное значение.

Заслуга Э. Дженнера состоит в вооружении человечества мощным методом борьбы с инфекционными болезнями – методом вакцинации. Вместе с тем, предложенный метод отличался ярко выраженным эмпирическим характером, поскольку вытекал из практики и не имел под собой теоретического обоснования. Нельзя полагать, что Э. Дженнер, как и его современники, смогли бы объяснить явления активного иммунитета, предугадать близкую антигенную структуру вирусов коровьей и натуральной оспы, однако никто не сделал даже малейшего усилия, чтобы проникнуть в тайну этого столь совершенного достижения. Смысл вакцинации был непонятен самому Э. Дженнеру. «С оспой научились бороться, но иммунологии не возникло» (Р.В. Петров). Помимо того, что Э. Дженнер для своего времени был умным и наблюдательным человеком, ему ещё и повезло. Он «напал» на готовый вакцинный штамм вируса, не потратив на его поиски всю жизнь.

Кроме предложенного метода вакцинации, Э. Дженнер был первым наблюдателем явления, получившего впоследствии название интерференции вирусов. Ещё в 1804 г. он отметил, что оспенная вакцина не прививается лицам, больным герпесом. Только лишь спустя много лет была изучена сущность этого феномена.

К достижениям эмпиризма относятся также некоторые знания людей о бешенстве – абсолютно смертельном вирусном заболевании. Кардан Донат, Диоскорид, Гален, Цельс знали, что бешенство передаётся через слюну, и рекомендовали прижигать рану раскалённым железом.

Экспериментально-гипотетический этап начался в 1804 г. и длился до 1933 г. Первая особенность указанного периода состоит в том, что для доказательства инфекционной природы ряда заболеваний широко применяется эксперимент – воспроизведение какого-либо явления опытным путём с целью его исследования. Во-вторых, экспериментальные данные подвергались теоретическому осмыслению, что возвышало сам эксперимент до уровня научного метода. В-третьих, несмотря на доказанность роли микробов в развитии инфекционных болезней Л. Пастером (1878 г.), при многих из них возбудитель не обнаруживался, что обусловливало его гипотетичность. Последнее было связано, прежде всего, с использованием бактериологических методов, не позволявших обнаружить вирусы. В четвёртых, открытые фильтрующиеся инфекционные агенты при ряде заразных болезней, в силу отсутствия научных данных, ещё не рассматривались как новая, принципиально отличная от бактерий и эукариот, форма жизни, то есть как вирусы.

Экспериментальные работы, посвящённые вирусным заболеваниям, в частности, бешенству, появились в начале XIX в. В 1804 г. Цинке осуществил первое экспериментальное заражение бешенством собак и кроликов путём внесения в их кожные раны слюны бешеной собаки, доказав тем самым, что возбудитель бешенства содержится в слюне. Опыт Цинке был повторен многими исследователями, показавшими, что инфекционной (заразной) является не только слюна бешеной собаки, но также слюна и слюнные железы других бешеных животных.

В 1881 г. Виктор Пьер Галтье при экспериментальном изучении бешенства установил, что: 1) возбудитель бешенства распространяется по нервным путям (Галтье ввёл заразную слюну непосредственно в седалищный нерв и вызвал бешенство); 2) возможна иммунизация животного путём введения вирулентной слюны внутривенно.

Всемирно известное экспериментальное исследование бешенства было начато в 1880 г. Луи Пастером (1822-1895 гг.) в сотрудничестве с Эмилем Пьером Полем Ру (1854-1933 гг.), Шарлем-Эдгаром Шамберланом и Тюйе. Основываясь на работах П.А. Дюбуа, Л. Пастер вначале попытался выделить возбудителя бешенства из мозга бешеных собак. Но, несмотря на огромные усилия, приложенные для нахождения возбудителя, последний не обнаруживался при световой микроскопии, не рос на искусственной питательной среде (бульоне), а также на свежей нервной ткани. Невозможность выделения возбудителя бешенства в чистой культуре, казалось, подрывала надежду на создание вакцины методом аттенуации (ослабления), как это имело место при сибирской язве, краснухе свиней и куриной холере. Но возникшие неудачи не остановили коллектив учёных и впервые в истории медицины были проведены исключительно широкие исследования с невидимым возбудителем, о существовании которого стало известно лишь через много лет после того, как эти исследования увенчались успехом.

Проверяя опыты Цинке и В. Галтье, Л. Пастер испытывал неудовлетворённость своим рабочим методом, поскольку при проведении подопытным животным подкожных инъекций вытяжки растолчённой в ступке мозговой ткани бешеных собак часто получались сомнительные результаты: болезнь либо не возникала вообще, либо на месте прививки у животных-реципиентов развивались абсцессы, и они умирали до появления бешенства от вторичной гнойно-септической инфекции. Э. Ру убедил Л. Пастера делать прививки возбудителя бешенства экспериментальным животным на поверхность головного мозга через трепанационное отверстие в черепе. При помощи этого метода удалось прививать бешенство наверняка, значительно сократить длительность инкубационного периода болезни, а также постоянно иметь штаммы возбудителя. Поскольку для получения вакцины против бешенства нужен ослабленный возбудитель, а последний был неспособен расти на искусственных питательных средах, Л. Пастер решает уменьшить вирулентность возбудителя бешенства путём его пассирования через организм восприимчивых видов животных (кролики, обезьяны, морские свинки). В результате проведенных опытов в распоряжении Л. Пастера уже в 1883 г. имелось 2 штамма возбудителя бешенства с различной степенью вирулентности. Первый штамм был получен путём длительного пассирования возбудителя бешенства в мозге кроликов (разрушенный мозг бешеной собаки вводился субдурально на поверхность мозга кролика, после того, как этот кролик погибал от бешенства, его мозг служил заразным материалом для другого кролика и т.д.). Переходя от кролика к кролику, возбудитель бешенства становился всё более и более агрессивным для этого вида животных. Об этом свидетельствовало сокращение инкубационного периода с 18-21 дня в начале опыта до 8 дней на 50-м пассаже, после чего дальнейшего увеличения вирулентности добиться не удавалось. Поскольку данный штамм возбудителя бешенства оставался неизменным, он был назван Л. Пастером «virus fixe» (фиксированный вирус), то есть вирус с постоянной и максимальной вирулентностью. При пассировании в мозге морских свинок возбудитель бешенства достигал наивысшей своей вирулентности ещё быстрее, минимальный стабилизированный срок инкубационного периода составлял 5 дней.

Второй штамм возбудителя бешенства был получен путём пассирования вначале в мозге обезьян, а затем в мозге кроликов. Оказалось, что при таком способе пассажей вирулентность возбудителя снижалась исключительно для обезьян, а для кроликов и собак – только при первом пассаже (инкубационный период достигал 30 дней). Однако последующее пассирование на кроликах вело к усилению вирулентности возбудителя бешенства.

Применяя эти данные, Л. Пастер разработал свой первый метод вакцинации собак против бешенства. В качестве исходного вирулентного материала использовался мозг кролика, заражённого мозгом обезьяны после длительного пассирования возбудителя бешенства в мозге других обезьян. После этого подкожное и внутривенное введение продолговатого мозга этого кролика не вызвало гибели вакцинируемой собаки. Для последующих прививок использовался мозг кроликов, через который пассировался возбудитель бешенства, полученный от исходного кролика, то есть последовательно вводился заразный материал с возрастающей вирулентностью возбудителя бешенства. При проверке эффективности разработанного метода вакцинации были получены блестящие результаты на 23 привитых собаках путём их заражения возбудителем «уличного» бешенства. Ни одна из 23 привитых собак после заражения «диким» штаммом бешенством не заболела.

Поскольку у человека бешенство сравнительно редкая болезнь, Л. Пастеру было совершенно ясно, что делать здоровым людям прививки хотя и ослабленного, но живого возбудителя не только нецелесообразно, но и опасно. В этой связи у Л. Пастера зародилась гениальная идея воспользоваться тем, что при бешенстве обычно бывает очень длительный инкубационный период (от 30-40 дней до года). Он предположил, что, вводя всё более и более вирулентный возбудитель бешенства покусанному животному, можно выработать иммунитет раньше, чем возбудитель, попавший при укусе, достигнет головного мозга и вызовет заболевание. Для второго способа вакцинации в качестве исходного вакцинного штамма Л. Пастер избирает «virus fixe», который по совету Э. Ру, необходимо было ослабить путём высушивания спинного мозга бешеного кролика. Предложение Э. Ру оказалось полезным. Спинной мозг высушивали в специальных банках с едким натром; чем больше его высушивали, тем меньше кроликов он убивал. Если прививка спинного мозга, высушивавшегося в течение одного дня, убивала большинство кроликов, то от прививки спинного мозга, высушивавшегося в течение 14-15 дней, не умирал ни один кролик.

При испытании нового способа вакцинации, собакам, укушенным бешеной собакой, вводился вначале «virus fixe», подвергнутый высушиванию длительное время, то есть практически инактивированный, а затем всё более и более вирулентный. В заключение собакам вводили бесспорно смертельную дозу «уличного» вируса. Все вакцинированные собаки перед контрольной инфекцией устояли. Так за 7 лет до открытия вирусов была создана вторая противовирусная, антирабическая (rabies - бешенство) вакцина. Первым человеком, спасённым от бешенства, при лечении этой вакциной, был 9-летний мальчик Жозеф Мейстер, жестоко покусанный бешеной собакой в июне 1885 г.

Таким образом, уже на ранних этапах изучения бешенства (1880 г.) Л. Пастер с сотрудниками впервые в истории вирусологии описал три свойства вирусов: 1) субмикроскопические размеры, вследствие чего вирус бешенства не обнаруживался при световой микроскопии; 2) неспособность размножаться на искусственных питательных средах; 3) исключительное размножение в живом организме. Исходя из этого, Л. Пастер впервые использовал истинно вирусологический метод культивирования вирусов в организме чувствительных животных, применяемый в вирусологической практике до настоящего времени. Более того, Л. Пастер впервые, хотя и безуспешно, сделал попытку размножения возбудителя бешенства на свежей изолированной нервной ткани, что явилось прототипом современных перевиваемых клеточных культур, используемых для культивирования многих вирусов.

Благодаря Л. Пастеру в микробиологии закрепился термин «вирус», которым древние греки называли змеиный яд.

Во ІІ в. н. э. вирусом стали именовать слюну бешеной собаки. Первым врачом, использовавшим слово вирус, был Цельс (50 г. н. э.), который подразумевал под ним яд бешенства.

Л. Пастер называл «вирусами» инфекционные возбудители вообще.

«В конечном счёте, вопрос о том, может ли вирус бешенства, подобно вирусам куриной холеры, сибирской язвы, микроба слюны, краснухи свиней … изменять свою вирулентность, является первым вопросом, который необходимо разрешить для того, чтобы найти способ профилактики против бешенства» (Л. Пастер, 1884 г.).

Как учёный, впервые научно доказавший роль микробов в развитии инфекционных болезней, Л. Пастер свято верил, что бешенство имеет своего возбудителя. «В настоящее время мы знаем, что заразные или вирулентные болезни вызываются мельчайшими микроскопическими существами, которых называют микробами. Сибирская язва вызывается определенным микробом, круп – другим. Микроб бешенства до сих пор ещё выделен не был; но, рассуждая по аналогии, необходимо признать, что он существует. Короче говоря, все возбудители заболеваний являются микробами» (Л. Пастер, 1889 г.).

Вместе с тем, Л. Пастер не осознавал, что возбудитель бешенства – это принципиально новый тип микроорганизма, отличный от бактерий, простейших и грибов, и уж совсем не токсин.

«Может быть, то, что мы называем вирусом бешенства, состоит из двух различных веществ и что наряду с живым веществом, способным быстро размножаться в нервной системе, существует другое, неживое, обладающее способностью, когда оно находится в достаточных количествах, вызывать задержку развития первого» (Л. Пастер, 1885 г.).

Существует предположение, что фильтрация заразного материала с целью выявления возбудителя бешенства впервые была предпринята в лаборатории Л. Пастера. В 1882 г. (на втором году исследований по бешенству) Ш.Э. Шамберлан для получения чистых, то есть лишённых микробов, но по возможности неизменённых органических растворов, применил фильтрацию через изобретённые им свечи из фарфора, прокалённого при температуре 1200ºС. Пропущенные через эти фильтры жидкости оставались неопределённо долго стерильными и, следовательно, не содержали микробов, которые задерживались фильтрацией. В 1884 г. фильтры Шамберлана широко использовались в лаборатории Л. Пастера для отделения бактерий от питательной среды, а в дальнейшем – бактерий от их токсинов. Весьма велика вероятность того, что при поиске возбудителя бешенства фильтрация разрушенной мозговой ткани бешеных животных сотрудниками Л. Пастера проводилась, а полученный фильтрат использовался для заражения экспериментальных животных. В случае обнаружения достоверных источников, подтверждающих данное предположение, приоритет открытия вирусов перейдёт к Л. Пастеру и Ш.Э. Шамберлану, фильтры которого были использованы Н.Ф. Гамалеей в 1886 г., Д.И. Ивановским в 1892 г., Ф. Леффлером и З. Фрошем в 1897 г., Д. Кэрролом в 1901 г., У. Тоуртом в 1914-15 гг., Ф. Д'Эррелем в 1916-17 гг. и другими исследователями при обнаружении фильтрующихся инфекционных агентов.

К когорте учёных экспериментально-гипотетического этапа зарождения и развития вирусологии принадлежит румынский врач-исследователь Виктор Бабеш (1854-1926 гг.). В отношении бешенства В. Бабеш, продолжая исследования, начатые ещё в 1885 г., усовершенствовал пастеровский метод лечения, открыв в 1887 г., что фиксированный вирус бешенства, нагреваемый в течение 2-14 минут при температуре 58ºС, теряет свою вирулентность быстрее, чем при высушивании по методу Пастера-Ру. Вакцина, приготовленная этим способом, оказалась очень эффективной. Использованный В. Бабешем приём получил в науке название «румынского метода» антирабического лечения. При исследовании под микроскопом нервных клеток, поражённых вирусом бешенства, В. Бабеш в 1886 г. обнаружил поражение, вызываемое возбудителем в спинномозговых ганглиях, а в 1893 г. сообщил научному миру о патологических образованиях в пирамидальных клетках мозга. Эти включения или тельца были вновь открыты в 1903 г. итальянцем А. Негри, из-за чего их стали называть тельца Бабеша-Негри. В 1889-1890 гг. В. Бабеш при лечении бешенства людей, тяжело покусанных в голову, наряду с антирабической вакциной начал применять и антирабическую сыворотку, им изготовленную. Сыворотка В. Бабеша вообще явилась первой в мире терапевтической сывороткой. Так, получение противостолбнячной сыворотки было начато Э. Берингом и Шибасабуро Китасато не ранее 1890 г., а первое введение противодифтерийной сыворотки было сделано Э. Берингом тяжело больному ребёнку в Берлинской клинике профессора Бергмана в ночь на 25 декабря 1891 г. Таким образом, приоритет нового метода серотерапии принадлежит не лауреату Нобелевской премии в области медицины 1901 г. Э. Берингу, а В. Бабешу. Кроме бешенства, В. Бабеш занимался изучением и других вирусных инфекций: кори, натуральной оспы, жёлтой лихорадки, краснухи, герпеса, ящура.

В 1891-92 гг. Д. Гварнери экспериментальным путём установил постоянное наличие включений в эпителиальных клетках роговицы кролика, зараженного оспенным материалом. В силу их исключительной специфичности для натуральной оспы и осповакцины, автор и некоторые другие исследователи считали «тельца Гварнери» возбудителем оспы. Тельца Гварнери разнообразны по форме (шарообразные, серповидные, овальные и т.п.) и часто окружены светлым ободком, вследствие чего они резко выделяются в цитоплазме клетки. Внутри телец наблюдаются мелкие шаровидные, неподвижные образования, так называемые первичные тельца Пашена, описанные им в 1906 г. Строгая специфичность для натуральной оспы телец Гварнери и Пашена была положена в основу диагностического метода. Эти включения, как и тельца Бабеша-Негри, обнаруживаются при световой микроскопии; но только электронно-микроскопическим способом удалось установить, что они представляют собой вирусные кристаллы, содержащие несколько биллионов (10¹²) вирусных частиц, плотно прилегающих друг к другу, и образующих правильную геометрическую фигуру.

Несмотря на значительные успехи бактериологии, во второй половине XIX в. используемые бактериологические методы оказались бессильными установить этиологию ряда заболеваний, которые и по клиническим, и по эпидемиологическим данным являлись заболеваниями инфекционными (натуральная оспа, бешенство, ящур, корь, грипп и др.). Медицинские исследования в этой области зашли в тупик, из которого, казалось, не было выхода.

Из этого тупика медицина была выведена открытием существования возбудителей инфекционных болезней, имеющих размеры значительно меньшие, чем самые мелкие из известных бактерий. Единственным физико-химическим критерием, позволявшим выделять данные возбудители в самостоятельную группу, была их способность проходить через бактериальные фильтры Шамберлана. Наряду с фильтруемостью, вновь обнаруженные микроорганизмы были не способны расти на искусственных питательных средах, однако сохраняли свою инфекционность после фильтрации.

В 1886 г. Н.Ф. Гамалея (1859-1943 гг.) в журнале «Русская медицина» (№ 20) сообщил о своих опытах с чумой рогатого скота. При этой чрезвычайно заразной болезни И.И. Мечников с сотрудниками выделяли из язв кишечника бактерию, хорошо растущую на обычных питательных средах. Н.Ф. Гамалея показал, что эта бактерия способна вызывать септицемию у голубей и совершенно безвредна для телят. Вместе с тем, он констатировал, что кровь больных чумой животных заразна для здоровых. Надеясь вызвать фильтратом такой крови иммунитет, Н.Ф. Гамалея отфильтровал её через фильтр Шамберлана, не пропускающий бактерий. Этот фильтрат, однако, оказался способным заразить чумой совершенно здорового телёнка, находившегося за несколько вёрст от чумного очага. Таким образом, первое описание того, что не заключающий бактерий фильтрат может вызвать инфекцию, было сделано Н.Ф. Гамалеей. По санитарным требованиям дальнейшие опыты с чумой животных были прекращены.

В 1892 г. ботаник Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920 гг.) опубликовал свою работу «О мозаичной болезни табака», в которой сообщал, что как не фильтрованный, так и фильтрованный через свечу Шамберлана сок больных мозаикой листьев табака вызывает появление болезни при перенесении его на здоровые растения. Попытки обнаружить возбудителя табачной мозаики при световой микроскопии и выделить его в чистой культуре на искусственных питательных средах оказались безуспешными. Наряду с этим, Д.И. Ивановский привел и другие сведения, а именно: 1) сок больного табака при нагревании его до температуры кипения утрачивает свои заразные свойства; 2) профильтрованный через фарфоровую свечу Шамберлана, сок сохраняет свою заразность, по меньшей мере, 10 месяцев и остается при этом совершенно прозрачным; 3) растениями, зараженными фильтрованным соком, можно как угодно долго заражать другие растения, чем доказывалось, что возбудитель табачной мозаики размножается в живом растении; 4) больные мозаикой листья сохраняют свои заразные свойства даже после 10-месячного пребывания в 95% алкоголе и после 2-дневного в эфире, но инкубационный период болезни при этом удлиняется. Касаясь природы возбудителя мозаики табака, Д.И. Ивановский, исходя из собственных данных, писал: «… болезнь, принимая во внимание отсутствие грибов и других паразитов, следует приписать заражению посредством бактерий».

В 1899 г. факты, описанные Д.И. Ивановским, получили подтверждение в трудах Мартина Бейеринка, который независимо от Д.И. Ивановского также убедился в том, что фильтраты больных мозаикой листьев табака остаются инфекционными, хотя тщательные исследования как микроскопические, так и путем посевов не обнаруживают в них каких-либо бактерий. Убедившись, кроме того, в способности заразного начала, содержащегося в фильтратах, диффундировать в агар, М. Бейеринк высказал предположение, что это заразное начало представляет собой contagium vivum fluidum, то есть жидкий живой контагий. М. Бейеринк считал, что если возбудитель мозаичной болезни табака диффундирует в агар, то этот возбудитель должен быть жидким.

Ознакомившись с работой М. Бейеринка, Д.И. Ивановский в том же 1899 г. в статье «О мозаичной болезни табака» оспаривает приоритет своего коллеги по поводу установления факта заразности фильтрованного мозаичного сока, с чем в последующем М. Бейеринк согласился, заявив: «Я подтверждаю, что, как я теперь вижу, приоритет опыта с фильтрованием через свечи принадлежит господину Ивановскому. При написании своей работы я не знал его исследований». Вместе с тем, в своей статье Д.И. Ивановский сообщает новые результаты исследования по вопросу мозаичной болезни табака, которые он получил после 1897 г.: «1. С одной пластинки, инфицированной половиной капли мозаичного сока, проводился посев бактериальных колоний в 10 пробирках, а из каждой заражались 3 здоровых растения. От пробирок № 6 и 9 два растения через 2-3 недели (в моих опытах обычный промежуток времени от инокуляции до проявления болезни) дали типичную мозаичную болезнь. 2. После этого бактерии были ещё раз пересеяны, и эта уже третья генерация заразила ещё 6 растений. От № 9 два растения заболели типичным образом; от № 6 4 растения дали характерные для мозаичной болезни уродливые листья, но никакой мозаичной окраски. При микроскопическом исследовании культуры № 6 и 9 были совершенно одинаковы. Ближе я их ещё не исследовал. Конечно, опыты ещё не многочисленны и процентное отношение заболевших растений невелико, но я думаю, что бактериальная природа заболевания едва ли подлежит сомнению. Упомянутые культуры я сохранил и в дальнейшем буду опыты продолжать».

Опытная проверка гипотезы М. Бейеринка о contagium vivum fluidum, а также дальнейшие исследования возбудителя табачной мозаики были представлены Д.И. Ивановским в его диссертационной работе «Мозаичная болезнь табака» (Варшава, 1902 г.). Воспроизведя опыт М. Бейеринка, Д.И. Ивановский установил, что диффузия в агар происходит различно, в зависимости от срока хранения агара. В свежеприготовленный раствор агара диффундируют только молекулярные растворы, в то время как в уже подсохший агар диффундирует и агент, вызывающий мозаику табака, и тушь, которая представляет собой взвесь корпускулярных частиц. Это связано с тем, что в агаре при подсыхании возникают микроскопические трещинки, через которые происходит диффузия. Контагий мозаики диффундировал в агар только в тех условиях, при которых в него проникали и частицы туши. Этим опытом Д.И. Ивановский установил корпускулярную природу возбудителя мозаики. В другом опыте, фильтруя заразный сок через свечи Шамберлана в условиях свободного прохождения жидкости под собственным давлением, и собирая через разные сроки отдельные порции фильтрата, Д.И. Ивановский показал, что заразное начало содержалось только в первой порции, тогда как фильтраты, собранные через 12 часов и позже, оказались не заразными. Отсюда Д.И. Ивановский заключил, что заразное начало является корпускулярным, а не жидким контагием, проходящим без форсированного давления на жидкость, иначе оно проходило бы через свечу равномерно в течение всего опыта, а не отделялось бы от сока простым фильтрованием через тугие фильтры.

В пятом разделе своей диссертационной работы «Об искусственной культуре микроба мозаичной болезни» Д.И. Ивановский сообщает следующее. «Отрицательные результаты попыток культивировать микроб из фильтрованного сока достаточно указывали уже на то, что обычные искусственные питательные субстраты не представляют благоприятной среды для его развития. Культуре же на естественном субстрате – живом растении – в данном случае невозможно придать характер экспериментальной культуры, потому что местного роста микроб не даёт; на отрезках листьев или стебля его нельзя культивировать, он развивается только в зачаточных органах и заражает только растущие почки.

Относительно причин неполучения культуры при посевах фильтрованного сока можно, конечно, сделать различные предположения. Одно из наиболее простых состоит в том, что микроб вообще не способен развиваться в чистой культуре и растёт только в живой плазме растения или в смешанной культуре с другими микробами (в почве). Другое предположение состоит в том, что в фильтрованном соке находятся лишь споры микроба, способные развиваться только внутри живого растения или вообще только при наиболее благоприятных условиях. В пользу этого предположения говорят многие факты, указывающие на существование спор у микроба мозаичной болезни. Так, во-первых, сок мозаичных листьев выдерживает нагревание до 100ºС в течение 5 минут, не теряя своей заразительности (Koning); продолжительное нагревание до 60ºС нисколько не изменяет его, такое же нагревание до 65-75 ºС только ослабляет; нужно нагревание до 80ºС в течение нескольких часов, чтобы убить контагий (Ad. Mayer). Такая живучесть вегетативным формам бактерий не свойственна. Способность сохраняться в течение продолжительного времени в 70 % спирте, в сухой почве и фильтрованном соке в течение 8 месяцев также указывает на существование спор. Сок табачных листьев представляет среду, весьма мало благоприятную для развития бактерий и, как мы уже знаем, никакого развития в нём и не наблюдается; даже споры сорных бактерий остаются без всякого движения и прорастают только после посева на другой субстрат. Стало быть, сохранение контагиозных свойств может произойти только при условии образования каких-либо покоящихся форм, то есть спор. Если это предположение справедливо, можно было испробовать изолирование микроба из нефильтрованного сока, в котором содержатся и вегетативные формы. Эта попытка и была сделана мной ещё в 1898 г., и, как кажется, увенчалась некоторым успехом. Убедившись, что из посевов фильтрованного сока культуры не получается, я сделал разделение микробов нефильтрованного (пропущенного только через бумагу) сока по обычному методу пластинок. Для выливания пластинок был взят 1% агар с прибавлением 2% тростникового сахара и 1% пептона. Из выросших колоний, на вид довольно однородных, было отсеяно 10 в питательный раствор, состоявший из 2% сахара, 1% пептона и минеральных солей. Все 10 отсевов дали рост и затем были инъецированы здоровым растениям (по 3 растения на каждую культуру). Через 16 дней на одном из привитых культурой № 9 растений обнаружилась типичная болезнь; через 20 дней – на одном из привитых № 6. При микроскопическом исследовании обе культуры казались сходными; в дальнейшем опыты продолжались поэтому только с культурой № 9. Она последовательно пересевалась в тех же приведенных выше питательных средах, и различные генерации прививались здоровым растениям. Таким образом, культура и прививки продолжались в течение 3-х лет.

Что касается свойств самого микроба, то они мало исследованы мной… Он образует коротенькие палочки длиной не более 0,3 мкм и приблизительно такой же ширины. В свежих культурах образуются и довольно длинные нити, впоследствии распадающиеся на членики. Микроб растёт на агаре указанного выше состава и на такой же желатине, которую скоро разжижает. Он образует в культурах много щавелевой кислоты, соли которой образуют обильный осадок в зооглеях, причём отдельные кристаллы вырастают иногда до значительных размеров. Но самое замечательное свойство микроба обнаруживается при его росте на 20% желатине. Желатина этой концентрации не разжижается микробом, и рост последнего на ней происходит сравнительно слабо. Но желатина окрашивается при этом в густой чёрный цвет, делается плотной, хрящеватой и совершенно теряет способность разжижаться при нагревании. Подобное явление было недавно описано Бейеринком для Streptothrix chromogena (1900 г.), причём автор объясняет его образованием хинона. Вся культура макроскопически имела поэтому такой вид: на поверхности слабый рост микроба в виде бледного островка; до глубины 1 см желатина прозрачна, хотя несколько темнее и плотнее, чем нормальная; ниже 1 см вся желатина густо-чёрного цвета и хрящеватой консистенции. При микроскопическом исследовании её, я находил в изобилии какие-то призматические кристаллы грязно-зеленоватого цвета. Интересно, что такие же кристаллы встречаются и в фильтрованном соке больных листьев при продолжительном стоянии. С прекращением роста и отмиранием микроба чёрная окраска постепенно исчезает, желатина принимает нормальный цвет, но способность разжижаться при нагревании уже не возвращается. Так бывает при культуре на воздухе; в бескислородной атмосфере окрашивание желатины начинается непосредственно с поверхности, но скоро останавливается, так как микроб в этих условиях, по-видимому, скоро погибает, по крайней мере, рост его скоро останавливается. Нужно думать поэтому, что микроб выделяет какое-то вещество, которое в отсутствие кислорода производит указанные изменения в желатине; эти изменения носят, следовательно, характер реакции восстановления. Что касается самого микроба, то он в этом случае резко изменяется, как бы вырождаясь. Вместо ничтожно мелких клеточек …, образуются длинные гифообразные клетки с расширением посередине, несколько напоминающие известные формы уксусных бактерий, описанные Ганзеном, только значительно короче их. Разница в микроскопической картине сравнительно с обычным видом микроба настолько резка, что только путём повторных пересевов в ту и другую сторону можно прийти к заключению, что это один и тот же микроб.

Резюмируя, я прихожу к заключению, что контагий мозаичной болезни способен жить и размножаться в искусственных питательных средах».

Исходя из противоречивых данных работ Д.И. Ивановского, можно заключить, что мозаичная болезнь табака неоднородна и имеет, наряду с бактериальным, и вирусное происхождение. Следует, по-видимому, считать, что, Д.И. Ивановский не только одним из первых констатировал вирусную этиологию заболевание растений, но и столкнулся с фильтрующимися формами бактерий, вероятно, актиномицетов. Последнее произошло в одном и том же году (1902 г.) и независимо от В. Эсмарха, впервые сообщившего о фильтрующихся формах нефильтрующихся бактерий. Несомненной заслугой Д.И. Ивановского является также доказательство корпускулярной природы фильтрующегося возбудителя табачной мозаики. К сожалению Д.И. Ивановский не осознавал, да и не мог осознать, подобно Н.Ф. Гамалее и М. Бейеринку, что он в своих исследованиях столкнулся с принципиально новым типом инфекционного начала, а последующей разработкой проблемы мозаичной болезни табака свёл на нет все свои первоначальные результаты, классически доказывающие существование вирусов. Вполне естественно, что зарубежный научный мир, ознакомившись с последней работой Д.И. Ивановского, в итоге не признал его приоритета и заслуг в вирусологии, основоположником которой он считался в Советском Союзе. Более того, учитывая сообщение Н.Ф. Гамалеи от 1886 г., а также отсутствие доступа к работам Л. Пастера и Шамберлана о ранних этапах изучения бешенства, приоритет обнаружения вирусов, в настоящий момент изучения истории их открытия, должен принадлежать Н.Ф. Гамалее. Его сообщение было опубликовано на 6 лет ранее, чем статья Д.И. Ивановского «О мозаичной болезни табака» (1892 г.).

Значимость работ Н.Ф. Гамалеи, Д.И. Ивановского, М. Бейеринка относительно фильтрующихся инфекционных агентов была непонятна не только самим авторам, но и их современникам.

Так, в русских изданиях, в частности, Р. Абеля «Бактериология» (1907 г.), С.И. Златогорова «Учение о микроорганизмах» (1916 г.) информация об указанных трудах Н.Ф. Гамалеи и Д.И. Ивановского полностью отсутствует, а М. Бейеринк упоминается исключительно в связи с изучением круговорота азота в природе. Отстаивая свой приоритет открытия фильтрующихся инфекционных агентов, Н.Ф. Гамалея в монографии «Инфекция и иммунитет» (1939 г.) отзывается о работах Д.И. Ивановского следующим образом: «В 1892 г. существование фильтрующегося вируса было окончательно доказано варшавским ботаником Ивановским».

В качестве доказательства огромной значимости работ Д.И. Ивановского нередко цитируется из «Soviet Researches in Viruses» (Science, 1944, 99, р. 136) высказывание открывателя природы вируса табачной мозаики - лауреата Нобелевской премии У. Стэнли: «Право Ивановского на славу растет с годами. Полагаю, что его имя в науке о вирусах следует рассматривать почти в том же свете, как имена Пастера и Коха в бактериологии. Имеются значительные основания считать Ивановского отцом новой науки – вирусологии, представляющей в настоящее время поле деятельности большого и важного значения». Приведенная цитата, не смотря на научный авторитет её автора, нисколько не доказывает права Д.И. Ивановского считаться «отцом» вирусологии, а лишь свидетельствует о недостаточном знании У. Стэнли истории открытия вирусов. Вместе с тем, тот же У. Стэнли признавался что, работая над изучением природы вируса табачной мозаики, он исходил не из корпускулярной теории возбудителя мозаики табака, доказанной Д.И. Ивановским, а из гипотезы М. Бейеринка о живом жидком контагии.

«Бейеринк – датский ботаник, который первым указал, что вирус является субмикроскопическим возбудителем инфекционного заболевания. Он назвал открытого им возбудителя латинским словом virus, что означает «яд». В 1898 г. Бейеринк показал, что можно вызвать заболевание табачных растений, втирая в них вирусный «сок», пропущенный через фильтр из неглазурованной глины, поры которого были настолько мелкими, что могли задержать все известные микроорганизмы. Результаты его опыта опровергли общепринятое мнение о том, что все инфекционные болезни вызываются микробами.

Дмитрий Ивановский, русский бактериолог, произвёл такой же эксперимент на 6 лет раньше Бейеринка. Однако Ивановский, по-видимому, в недостаточной степени оценил всё значение сделанных им наблюдений.

Вскоре после открытия вируса табачной мозаики был открыт вирус жёлтой лихорадки и некоторые другие вирусы, однако лишь в 1931 г. удалось твёрдо установить, что «фильтрующийся вирус» Бейеринка – это плотная частица, а не «ядовитая жидкость»» (У. Стэнли и Э. Вэленс, «Вирусы и природа жизни», 1961 г.).

Если труды Д.И. Ивановского и М. Бейеринка (не говоря уже о сообщении Н.Ф. Гамалеи) и оказали какое-либо влияние на мировую медицинскую общественность, то весьма и весьма скромное. Чтобы привлечь внимание микробиологов к проблеме фильтрующихся заразных агентов понадобился авторитет учёных с мировым именем – Ф. Леффлера и З. Фроша – учеников Р. Коха, а также Э. Ру – коллеги Л. Пастера и Ш.Э. Шамберлана – изобретателя фильтра, используемого при изучении фильтрующихся микроорганизмов.

В 1898 г. Ф. Леффлер и З. Фрош опубликовали свои данные, доказывающие фильтруемость инфекционного агента, вызывающего ящур.

Их исследования были предприняты с целью найти метод иммунизации против ящура. Один из опытов состоял в том, что они профильтровали через не пропускающий бактерий кизельгуровый фильтр содержимое афт, образующихся на слизистых оболочках животных при этом заболевании. Хотя микроскопические и бактериологические исследования содержимого афт не обнаружили в них каких-либо бактерий, оно было высоко заразным, и прививка даже 0,001-0,00005 мл этого материала вызывала у здорового животного развитие ящура. Ф. Леффлер и З. Фрош надеялись, что фильтрацией они удалят это инфекционное начало, а оставшиеся в фильтрате растворённые вещества будут иммунизировать против ящура. Результаты опытов были для них неожиданными: фильтраты афт оказались высоко заразными и вызываемое ими заболевание можно было последовательно перенести на ряд других животных с помощью афтозной лимфы. Эти опыты дали основание Ф. Леффлеру и З. Фрошу сделать заключение о наличие в фильтратах ящурных афт специфического возбудителя этого заболевания, способного к размножению и недоступного для микроскопического исследования вследствие своей ничтожной величины. Они высказали также предположение, что не открытые к тому времени возбудители других заболеваний – натуральной оспы, скарлатины, кори, сыпного тифа и др. – также относятся к этой группе мельчайших организмов.

В том же 1898 г. Э. Ру совместно с Е. Нокардом выделил фильтрующийся болезнетворный агент перипневмонии крупного рогатого скота.

В 1901 г. Д. Кэрролл, взяв кровь от людей, больных жёлтой лихорадкой, пропустил её через фарфоровый фильтр и ввёл чистый фильтрат (сыворотку) под кожу 3 добровольцам. Двое из них заболели жёлтой лихорадкой. На основании этих опытов Д. Кэрролл утверждал, что болезнь вызывается фильтрующимся агентом. Эго открытие позднее было подтверждено.

В первом номере журнала «Бюллетень института Пастера», вышедшего в Париже 28 февраля 1903 г., Э. Ру писал следующее: «Пастер, мой учитель, ещё в 1881 г. пытался выделить микроб бешенства и, потерпев неудачу, понял, что он столкнулся с гораздо более мелким возбудителем, который он обычно называл «столбнячным вирусом». Далее Э. Ру говорит, что те, кто всё ещё считают вирусы плодами нашей фантазии, глубоко ошибаются.

Только после указанной публикации микробиологи разных стран обратились к проблеме фильтрующихся вирусов. Уже в 1903 г. устанавливается фильтруемость возбудителей бешенства и чумы свиней, в 1905 г. – чумы собак и вакцины, в 1907 г. – лихорадки Денге и папилломатоза, в 1908 г. – натуральной оспы (Г. Пашен) и трахомы, в 1909 г. – полиомиелита (К. Ландштейнер, Э. Поппер), в 1911 г. – кори (Т. Андерсен) и саркомы кур, в 1913 г. – бактериофагов, в 1916 г. – лихорадки папатачи, в 1917 г. – герпеса.

Г. Чиуффо в 1907 г. получил положительные результаты, прививая фильтраты из растертых бородавок. Инкубационный период в одном из опытов, поставленных автором на себе, был равен 5 месяцам. Перевивка бородавок фильтратами была успешной также в опытах А. Серра (1908 г.). В этом же году датскими учёными В. Эллерманом и О. Бангом был выявлен фильтрующийся фактор птичьих лейкозов, а в 1911 г. Ф. П. Роус открыл фильтрующийся агент, способный вызывать саркому у кур. Этими открытиями было положено начало теории вирусного происхождения опухолей.

В 1913 г. в журнале «The Lancet» У. Творт отметил, что на поверхности агар-агара с круглыми непрозрачными колониями стафилококка появились чистые участки, на которых колонии были уничтожены. Заинтересовавшись этим явлением, которое до тех пор никем не было описано, он провёл следующий опыт: профильтровав жидкость, в которой развились культуры соответствующих стафилококков, он взял несколько капель чистой жидкости, пропущенной сквозь фильтр, и нанёс их на обычные стафилококковые колонии. Обнаружилось, что под влиянием фильтрата колонии стафилококка уничтожались. Не зная, как объяснить это явление, У. Творт удовлетворился лишь его описанием под названием “передающийся лизис стафилококков”.

В 1916 г. Ф. Д'Эррель опубликовал аналогичные наблюдения над культурой дизентерийной палочки. Он обнаружил, что ничтожные количества испражнений дизентерийных реконвалесцентов (или ультрафильтрата этих испражнений), примешанные к нормальной дизентерийной культуре в момент её засева, вызывают просветление бульона, сначала помутневшего в результате роста микробов. Если же брались испражнения или фильтрат испражнений от дизентерийного больного в разгар болезни, то такого, растворяющего выросшую дизентерийную культуру, действия, обнаружить не удавалось. Ф. Д'Эррель также установил, что фильтрат слабо выросшей бульонной культуры обладает ещё большей литической способностью, чем фильтрат испражнений реконвалесцентов, а каждый последующий фильтрат оказывался всё более и более активным. Исходя из этих опытов, Ф. Д'Эррель выдвинул положение о том, что открытый им агент, лизирующий бактерии, является живым началом – паразитом микробов, размножающимся за счёт бактерий, на которых он паразитирует. Этот гипотетический паразит микробов Ф. Д'Эррель назвал бактериофагом. Наряду с этим, Ф. Д'Эррель приводил доказательства корпускулярности бактериофага. Частицы фага, по наблюдениям Ф. Д'Эрреля, были видны под ультрамикроскопом в виде мельчайших гранул. В препарате, приготовленном из смеси бактериофага с растущей микробной культурой, он наблюдал, как некоторые из этих гранул внедряются в бактериальные клетки и размножаются внутри их. При сильном центрифугировании (10000 об/мин) частицы фага оседали на дно сосуда, что доказывалось по увеличению концентрации фага на дне центрифужной пробирки.

Таким образом, в течение 20 лет, начиная с сообщения Н.Ф. Гамалеи (1886 г.), и оканчивая исследованиями Ф. Д'Эрреля (1916 г.), были открыты фильтрующиеся инфекционные агенты, поражающие животных, растения, человека, бактерии; а также онкогенные микроорганизмы, вирусная природа которых в последующем была подтверждена. Следует особо уточнить, что Н.Ф. Гамалеей, Д.И. Ивановским, М. Бейеринком, а также другими исследователями (Ф. Леффлер, З. Фрош, Д. Кэррол, У. Тоурт, Ф. Д'Эррель, Г. Чиуффо, Ф. Роус, Э. Ру и др.) были открыты не сами вирусы, а гипотетические инфекционные агенты, к известным со времён Л. Пастера свойствам которых прибавилось ещё одно – фильтруемость.

Вместе с тем, в научной литературе того времени имелось также достаточное количество фактов, свидетельствующих о том, что фильтрующимися инфекционными агентами могут быть и бактерии.

Первые опубликованные данные о фильтруемости нефильтрующихся микробов появляются с 1902 г. (В. Эсмарх «Наименьшие бактерии и прохождение через фильтры», Журнал бактериологии, 1902, т.32, с.561). В 1906 г. Ф. Шмидт, изыскивая методы иммунизации против чумы свиней, применял фильтраты культур Bac. suipestifer для внутривенного введения кролику, что вызывало гибель животного на 10-е сутки. Из крови сердца и из печени погибшего кролика выделялась чистая культура Bac. suipestifer. Сам Ф. Шмидт считал, что имел дело со случайной инфекцией кролика. В 1907 г. Д. Джьоэлли сообщил о фильтруемости стафилококка, однако это исследование представляло собой лишь констатацию факта, и не сопровождалось какими-либо обобщениями. В 1908 г. были получены аналогичные результаты в отношении хламидий (при трахоме). Лишь в 1910 г. бразильский учёный А. Фонтес опубликовал 2 работы, в которых не только показал существование фильтрующихся форм туберкулёзной палочки, но и развил теоретические обоснования патогенетического и эпидемиологического значения фильтрующихся форм. В истории микробиологии исследования А. Фонтеса считаются началом систематического изучения проблемы фильтрующихся форм бактерий. Вскоре после работ А. Фонтеса было опубликовано сообщение Э. Альмквиста (1911 г.) о фильтруемости культур брюшнотифозных бактерий.

Всё это привело к тому, что понятия фильтрующихся агентов вирусной и бактериальной этиологии в микробиологии смешались.

Более того, некоторые исследователи предполагали, что вирусы являются мельчайшими простейшими. Эта концепция, появившаяся в 1903-1905 гг., была поддержана несколькими крупными учёными, в частности, С. Провачеком, итальянцем А. Негри, Мануэлианом, известным гистопатологом из парижского Пастеровского института и др. Одной из разновидностей этих концепций была и теория, согласно которой вирусы происходят из бактерий, или, по словам её автора, французского учёного Шарля Николя: «Любой вирус является фильтрующейся формой определённой бактерии». Ш. Николь утверждал даже, что вслед за открытием вируса надо немедленно приниматься за поиски породившей его бактерии. Дело осложнилось ещё больше, когда итальянец Сан-Феличе и другие исследователи заявили, что вирусы являются ничем иным, как токсинами, выделяющимися внутри клетки в результате неизвестных факторов. Другими словами, организм атакуют не частицы, пришедшие извне, а токсины, выделяемые самой больной клеткой, которая таким образом «кончает жизнь самоубийством». Эта концепция вместе с той, согласно которой вирусы представляют собой патологически модифицированные гены, получили название эндогенных концепций, в отличие от концепций, утверждающих, что вирусы являются паразитами клетки, в которой они вызывают заболевание, попадая в неё извне (экзогенные концепции). Таким образом, фильтруемость как единственный физико-химический критерий, положенный в основу разграничения бактерий и вирусов, оказался не абсолютным. В последующем выяснилось, что и внутриклеточный паразитизм и субмикроскопические размеры, и неспособность расти на искусственных питательных средах характерны не только для вирусов.

Приведенные данные о фильтрующихся агентах бактериальной и вирусной природы далеко не полные, и используются исключительно с целью иллюстрации непонимания микробиологов на характеризуемом этапе зарождения вирусологии того, что вирусы являются принципиально отличной от бактерий и простейших эукариот формой жизни. Только с момента осознания этой основополагающей особенности можно считать, что вирусология, выйдя из дебрей гипотез, возникла как наука. Но такое понимание могло сложиться только в результате изучения особенностей морфологии, физиологии, генома и размножения вирусов. Однако, ни один ученый мира, изучавший вирусы, не мог осуществить такой гигантский комплекс исследований одновременно и единолично. Это окажется под силу лишь коллективному разуму. Поэтому, дискуссия отечественных и зарубежных ученых на предмет поиска «отца» вирусологии сущий нонсенс. Вирусология – интернациональная «дочь» объединенных усилий ученых различных специальностей.

Аналогичную мысль высказывал и сам Д.И. Ивановский во введении к своей книге «Физиология растений» (1918 г.): «… если в начальном периоде науки мы отмечали отдельные имена, как этапы или вехи, по которым шло развитие её, то чем дальше идёт это развитие, чем точнее и глубже становится научный анализ…, тем больше выдвигается значение коллективного труда всей армии научных работников. Всё чаще и чаще приходится наблюдать, что изучение одной какой-нибудь, нередко даже весьма скромной по своему содержанию задачи требует объединения целой группы ученых, и все яснее становится каждому, что слабы усилия отдельных лиц, могуществен и велик интеграл их – наука…».

Экспериментально-вирологический этап развития вирусологии начался в 1930-х гг. и длится по настоящее время. Данный период характеризуется тем, что: 1) эксперимент является единственным методом познания природы вирусов, используемым как на организменном, клеточном, молекулярном, так и субмолекулярном уровнях; 2) при изучении природы вирусов применяются биохимические, физические, иммунологические и генетические исследования; 3) электронно-микроскопическим методом открываются собственно вирусы, изучаются их морфология, физиология, генетика, размножение; 4) формируется представление о вирусах, как о принципиально новой, отличной от других микроорганизмов, форме жизни; 5) открываются другие бесклеточные формы жизни – вироиды (вирусоиды), плазмиды, ретротранспозоны, прионы, что обусловливает перерастание вирусологии в более обширную науку - вирологию; 6) разрабатываются информативные методы диагностики и эффективные способы лечения и профилактики инфекционных болезней вирусной этиологии.

На протяжении экспериментально-вирологического этапа развития вирусологии просматриваются пять уровней познания природы вирусов: популяционный, организменный, клеточный, молекулярный, субмолекулярный. Каждому уровню соответствуют свои специфические методы исследования.

Популяционный уровень характеризуется изучением эпидемического распространения конкретного вирусного заболевания в популяциях животных или растений. Предметом изучения является определение источника инфекции, механизма и путей передачи, масштабы циркуляции вируса в восприимчивых популяциях. Для решения этих задач применяются преимущественно эпидемиологические и иммунологические методы исследования.

На организменном уровне познания широко используются растения и экспериментальные животные (морские свинки, мыши, хомяки, куриные эмбрионы и т.д.). Основное их назначение - обнаружение, накопление вирусов, использование для разработки вакцин. При изучении бактериофагов экспериментальным организмом являются бактерии. Основные методы исследования: биохимический анализ, фильтрация, ультрацентрифугирование, иммунологический, вирусологический, электронно-микроскопический.

Клеточный уровень познания природы вирусов характеризуется изучением вирусов в искусственно культивируемых клеточных культурах (первичных, полуперевиваемых, перевиваемых). Предметом преимущественного изучения является взаимодействие вирусов с клеткой и разработка культуральных вакцин, для чего используются практически все известные в вирусологии методы.

На молекулярном уровне познания изучаются ультраструктура, организация генома и размножение вирусов. Наряду с другими широко используются методы молекулярной биологии, а экспериментальной моделью являются сами вирусы.

Субмолекулярный уровень познания характеризуется возможностью изучения первичной структуры нуклеиновых кислот, белков и ферментов вирусов. Составляются генетические карты их геномов, создаются рекомбинантные генно-инженерные геномы. Этому способствовало открытие обратной транскриптазы и ферментов рестрикции-модификации.

Доминирующими в 1930-40-е гг. были популяционный и организменный уровни познания вирусов, в 1950-е гг. – клеточный, в 1960-е гг. – молекулярный, начиная с 1970-х гг. – субмолекулярный. Стремительному прогрессу вирологии способствовало, прежде всего, использование новейших методов и моделей исследования (табл. 1).

Таблица 1

Методы, применяемые при вирусологических исследованиях, которые способствовали прогрессу в познании природы вирусов

Методы культивирования	Физические методы	Биохимические методы	Иммунологические методы	Генетические методы
Культивирование в животных и растительных организмах	Фильтрация через бактериальные фильтры (Шамберлана и др.)	Высаливание вирусов (кристаллизация вирусов сернокислым натрием и др.).	Реакция гемагглютинации, торможения гемагглютинации, нейтрализации и др.	Методы и системы для изучения литических взаимодействий фагов и бактерий
Культивирование в куриных эмбрионах	Ультрацентрифугирование	Биохимический анализ структуры вирусных ДНК, генов, РНК, белков	Использование моноклональных антител	Картирование генов с использованием ферментов рестрикции
Культуры клеток (эксплантируемые, первично перевиваемые, полуперевиваемые, перевиваемые)	Гель-электрофорез	Анализ транскрипции, трансляции генетической информации и синтеза белка	Радиоиммунный метод	Цепная полимеразная реакция, генные зонды
Методы количественного и качественного учёта при культивировании в культурах клеток (метод бляшек, цветная проба)	Электронная микроскопия	Анализ точечных генных мутаций	Иммуноферментный анализ, иммуноблотинг	Тесты рекомбинации, комплементации

Методы культивирования вирусов. Выделение и изучение в лабораторных условиях групп вирусов было ограничено возможностями моделей и методов, имевшихся в распоряжении исследователей.

Начиная с работ Л. Пастера по бешенству (1880 г.), и до 1949 г. основной экспериментальной моделью для изучения вирусов являлись животные (собаки, кролики, обезьяны, морские свинки), растения, бактерии, а в отдельных случаях – люди.

В 1928 г. англичанин Адриан Стоукс установил восприимчивость к жёлтой лихорадке обезьян вида Maccacus rhesus. Это открытие избавило исследователей от необходимости проводить эксперименты на себе и добровольцах.

В 1930 г. М. Тейлеру удалось инфицировать белых мышей, вводя вирус в их мозг, а не подкожно, как это делали другие исследователи. Штаммы вирусов, культивируемых на мышах, стали основой для получения двух вакцин. Первая, ослабленный мышиный штамм, была использована в 1934 г., но наряду со своей эффективностью, иногда вызывала энцефалит.

Белые мыши становятся основной лабораторной моделью в период с 1930 по 1940 гг. На них с успехом были изолированы и культивированы вирусы японского энцефалита (Кавамура, 1936 г.), гриппа (Эндрюс и Френсис, 1934 г.), герпеса, вирусов Коксаки (Долдорф и Сиклис, 1948 г.). Важным обстоятельством было то, что у мышей наблюдались клинические симптомы заболевания.

В 1937 г. во время экспедиции на Дальний Восток группой российских вирусологов во главе с Л.А. Зильбером (1894-1966 гг.) была изучена этиология и эпидемиология русского весенне-летнего (клещевого) энцефалита. С помощью внутримозгового заражения мышей и макак резус удалось выделить штаммы высоковирулентных нейротропных вирусов клещевого энцефалита, близко родственных между собой по биологическим и антигенным свойствам. Были начаты работы (Н.В. Каган, А.А. Смородинцев) по созданию вакцины. В 1938 г. на территории Дальнего Востока был выделен вирус японского энцефалита (А.А. Смородинцев, А.К. Шубладзе, Е.Н. Левкович). Результаты экспедиции заложили основу для изучения краевой патологии. В 1938-39 гг. Е.Н. Павловский, обобщив экологические закономерности клещевого энцефалита и ряда других трансмиссивных инфекций, создал учение об их природной очаговости.

Однако метод культивирования вирусов на животных имел существенные недостатки: 1) нельзя было получить достаточно очищенную от тканей и концентрированную культуру вирусов; 2) под влиянием экспериментальной инфекции могли активизироваться латентные вирусы, присутствовавшие в организме животных и, таким образом, приходилось работать со смесью двух вирусов; 3) некоторые вирусы человека не удавалось адаптировать к организмам животных. Отсутствие более универсальных методов культивирования вирусов тормозило развитие науки.

Значительный прогресс в вирусологии был связан с введением в вирусологическую практику метода культивирования вирусов в куриных эмбрионах, разработанного в 1931 г. Р. Гудпасчером и Вудраффом. Пользуясь этим методом, удавалось получить в лабораторных условиях более широкий круг вирусов; надёжней и качественней стала очистка вирусных культур, можно было получать вирусы в более высоких концентрациях, чем при заражении животных.

Используя куриные эмбрионы, М. Тейлер и его коллеги получили второй штамм вируса жёлтой лихорадки, обозначенный как штамм 17Д. Вакцина из этого штамма была ареактогенна и более лёгкая для массового производства. С 1937 г. она стала широко использоваться, и оказалась весьма эффективной для борьбы с жёлтой лихорадкой. За открытия, связанные с этой болезнью, и борьбу с ней М. Тейлер был удостоен Нобелевской премии в области физиологии и медицины (1951 г.). В последующем, используя куриные эмбрионы, были получены многие другие вакцины.

Третьим и в настоящее время основным методом выделения и культивирования вирусов является метод тканевых культур. Первые работы по использованию культур тканей были выполнены с вирусом полиомиелита (Левадити, 1914 г.), саркомы Роуса (Кэррел, 1924 г.), герпеса (Рейверс, 1929 г.), ветряной оспы (А. И. Тогунова и О. И. Бронштейн, 1935 г.), кори (П. В. Смирнова и сотрудники, 1935 г.). При этом использовали растущие культуры тканей в виде их эксплантатов (по Кэррел-Бероуз, 1910 г.) или переживающую культуру ткани (по Мейтленд, 1928 г.) в виде её кусочков, взвешенных в питательной среде. Однако применение небольших объемов тканевых эксплантатов, отсутствие антибиотиков и методов индикации вирусов в культивируемой ткани тормозило её широкое использование.

В начале 1947 г. Джон Эндерс (1897-1985 гг.) и его коллеги Фредерик Ч. Роббинс (род. 1916 г.) и Томас Х. Уэллер (род. 1915 г.), исследуя размножение вирусов в культуре тканей человека, разработали методику непрерывной культуры. Вместо того чтобы через интервалы в 3-4 дня переносить материал из одной культуры в другую, они сохраняли ткани, обновляя питательную среду. Благодаря этому методу, а также использованию пенициллина и стрептомицина, удавалось поддерживать клетки культуры в течение месяца. В 1948 г. Д. Эндерс, Ч. Роббинс и Т. Уэллер получили рост вируса полиомиелита не в культуре нервной ткани человека. В то время считалось, что этот вирус может расти только в нервных клетках. Кроме того, учёные разработали новые методы выращивания клеток в твёрдом слое (а не в жидкости), контроля за размножением вирусов и использования вируссодержащих клеточных культур для проверки антител к вирусу полиомиелита. В 1954 г. Д. Эндерсу, Ч. Роббинсу и Т. Уэллеру была присуждена Нобелевская премия - за открытие способности вируса полиомиелита расти в культурах различных типов тканей.

Использование культуры человеческих тканей позволило приступить к решению многих проблем вирусологии, что раньше было невозможно из-за отсутствия восприимчивых лабораторных животных. Спустя некоторое время методы Д. Эндерса, Ч. Роббинса и Т. Уэллера были использованы Джонасом Солком, Альбертом Сэйбином и другими учёными, получившими вакцину против полиомиелита. Были также созданы возможности интенсивной репродукции и непосредственной индикации накопления вирусов по развитию отчётливо выраженных морфологических изменений в тканевой культуре. Открылась возможность их непосредственной идентификации в культуре клеток с помощью специфических иммунных сывороток.

Трипсинизация тканей, предложенная Р. Дульбекко и Вогтом (1952 г., 1954 г.) и Джогнером (1954 г.) для получения однослойных первичных и перевиваемых культур облегчила дальнейшую работу с культурами клеток. Это позволило изолировать группы вирусов, не известных или ранее не поддававшихся культивированию из-за того, что к ним были не чувствительны белые мыши и другие лабораторные животные, а также развивающиеся куриные эмбрионы. По цитопатическому эффекту были выявлены вирусы ЕСНО, реовирусы, аденовирусы, респираторно-синцитиальный вирус. Использование метода тканевых культур одновременно с феноменом гемадсорбции дало возможность изолировать группу парагриппозных вирусов (Ченок, 1956 г.). В последующем была изолирована группа риновирусов, которым, как оказалось, необходимы для культивирования пониженная температура, определённая рН среды и вращение инфицированных культур (Тирреле, 1960-62 гг.).

В настоящее время в вирусологическую практику вошли методы культивирования и клонирования различных субпопуляций Т-лимфоцитов. На таких культурах проводится выделение и идентификация вирусов, растущих в лимфоидных клетках данного типа, например, вирус Т-клеточного лейкоза человека, вирус иммунодефицита человека.

Физические методы выделения и обнаружения вирусов. Фильтрация через бактериальные фильтры использовалась в вирусологической практике вплоть до 1940-х гг.

Применив указанный метод, Р. Коул и А. Куттнер в 1926 г. обосновали вирусную природу цитомегалии у грызунов путём заражения морских свинок ультрафильтратами мочи от больных животных. В 1933 г. английские вирусологи В. С. Смит, С. Н. Эндрюс и Р. Лейделоу, вводя белым африканским хорькам фильтрованный материал, полученный от больных гриппом, установили его вирусную природу.

После того, как бельгийско-американский биолог Альбер Клод в 1974 г. разработал метод дифференциального ультрацентрифугирования, данный метод стал широко использоваться для получения вирусов в чистом виде и идентификации их составляющих. Это способствовало более подробному изучению путей сборки вирусной частицы.

Гель-электрофорез в полиакриламидном геле позволил разделять белковые смеси. Первоначально это было сделано с вирусом полиомиелита, а затем с более сложными вирусами и культивируемыми клетками.

Значительный прогресс в изучении ультраструктуры вирусов был связан с использованием в вирусологии метода электронной микроскопии.

Самый первый электронный микроскоп был сконструирован в 1931 г. немецким физиком Эрнстом Августом Руска (1906-1988 гг.) и его коллегой Кноллем. В конце 1920-х гг. Э. Руска, открыв, что магнитная катушка может действовать, как линза для электронов, сумел построить магнитные линзы с таким коротким фокусным расстоянием, что их можно было использовать для получения объекта, облучённого электронами. В 1933 г. Э. Руска принимал участие в разработке первого серийного электронного микроскопа с разрешающей способностью 100 Å, который впервые поступил на рынок в 1939 г. Разработанный Э. Руска электронный микроскоп был просвечивающим (трансмиссионным), и применялся в самых различных областях науки, в том числе при исследовании бактерий, вирусов, белковых молекул и других биологических структур. Благодаря применению электронной микроскопии Э. Руска в 1940 г. впервые описал структуру вируса натуральной оспы.

Изобретённый Э. Руска просвечивающий микроскоп стимулировал разработку электронных микроскопов других типов, наиболее важным из которых является сканирующий электронный микроскоп. Он был сконструирован немецким физиком Гердом Биннигом (род. 1947 г.) и швейцарским физиком Гейнрихом Рорером (род. 1933 г.), и испытан весной 1981 г. Сканирующий электронный микроскоп позволял получить объёмное изображение объекта, в отличие от плоскостного изображения при использовании трансмиссионного электронного микроскопа. В настоящее время существуют трансмиссионные электронные микроскопы, способные разрешать деталь размером 1 Å и сканирующие электронные микроскопы с разрешающей способностью по вертикали до 0,1 Å (около 0,1 диаметра атома водорода), а по горизонтали – в 2 Å. Сканирующие электронные микроскопы и сейчас широко применяются для изучения вирусов. За фундаментальные работы по электронной оптике и создание электронных микроскопов Э. Руска, Г. Бинниг и Г. Рорер были удостоены Нобелевской премии 1986 г.

Широкое использование электронных микроскопов при вирусологических исследованиях позволило учёным разных стран увидеть вирусы и изучить их строение. В 1953 г. В. Миндер, используя электронный микроскоп, впервые обнаружил цитомегаловирусы человека. В 1956 г. работами Ф. Крика и Д. Ватсона было установлено, что вирусные капсиды бывают спиральными и икосаэдрическими. В 1962 г. при использовании электронной микроскопии Д. Каспар и А. Клаг сформулировали основные принципы сборки вирусов. В 1970 г. Д. С. Дейн и С. Н. Камерон методом электронной микроскопии открыли вирус гепатита В, названный «частицами Дейна». В 1979 г. М. Фейстоун методом иммунной электронной микроскопии обнаружил вирус гепатита А.

В конце 1960-х гг. американский педиатр и вирусолог Дениэл Карлтон Гайдузек (род. 1923 г.), используя метод электронной микроскопии, открыл прионы (сокращённо от английского термина proteinaceus infectious particles) – инфекционные белки, представляющие собой принципиально новые болезнетворные агенты ранее неизвестной категории человеческих болезней (медленные инфекции).

В результате изучения куру, начатого в 1958 г., Д. Гайдузек установил, что заболевание характеризуется длительным инкубационным периодом, не сопровождается иммунной реакцией и выработкой интерферона. Наиболее поразительные свойства относились к строению прионов. Они не образовывали вирусоподобных частиц, видимых в электронный микроскоп, не имели нуклеиновых кислот, что доказывалось нечувствительностью прионов к нуклеазам, ультрафиолетовому облучению и высокой температуре, которые разрушают нуклеиновые кислоты и лишают большинство вирусов инфекционных свойств. Вместе с тем, прионы были чувствительны к ферментам, разрушающим белки. При электронной микроскопии в головном мозге людей, умерших от куру, обнаруживались небольшие белковые тяжи, которые, как полагал Д. Гайдузек, являлись причиной болезни, то есть прионами. Все эти факты убедили Д. Гайдузека и других учёных, что прионы – медленные вирусы, представляющие собой принципиально новый тип инфекционного агента. Белковые тяжи при куру были поразительно схожи со структурами, образующимися в мозге индивидуумов, страдающих болезнями Крейтцфельдта-Якоба, Альцтгеймера, а также с рядом нейродегенеративных заболеваний животных. За открытие возбудителей ранее неизвестной категории болезней человека Д.К. Гайдузек в 1976 г. был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Биохимические методы изучения вирусов. Подлинную революцию в вирусологии совершил американский биохимик Уэнделл Мередит Стэнли (1904-1971 гг.).

В 1932 г. он приступил к исследованию возбудителя мозаичной болезни табака, которого получил в кристаллическом виде повторным высаливанием сернокислым аммонием. Подвергнув выделенные кристаллы действию ферментов трипсина и пепсина, а также более 100 других химических реагентов, У. Стэнли к 1934 г. пришёл к заключению, что вирус табачной мозаики состоит, главным образом, из белка. В 1935 г. ему удалось методом высаливания получить в кристаллическом виде вирусный белок, а затем доказать, что эти кристаллы можно растворить, профильтровать, очистить и вновь кристаллизовать, не нарушая их способности размножаться в растениях и заражать их. У. Стэнли пришёл к выводу, что вирус табачной мозаики представляет собой белковую молекулу. Значение этого достижения было чрезвычайно велико. Оно открыло путь к выделению в чистом виде многих других растительных и бактериальных вирусов и углублённому изучению их строения и свойств. За получение в чистом виде вирусных белков У. М. Стэнли была присуждена Нобелевская премия в области химии (1946 г.).

В 1937 г. английские биохимики Фредерик Боуден и Корман У. Пайри установили, что в вирусе табачной мозаики содержится 5 % нуклеиновой кислоты. Этим было доказано, что вирус мозаики табака представляет собой нуклеопротеид.

В 1953 г., после того, как Нобелевские лауреаты 1962 г. Ф. Крик, Д. Уотсон и М. Уилкинс расшифровали химическую структуру ДНК, стало возможным понять не только, как эта молекула воспроизводится, но и каким образом содержащийся в ней генетический код обусловливает наследование свойств организма. Исходя из двухниточной спиральной модели ДНК, стало ясно, что мутации возникают в результате потери или замены в молекуле ДНК пурино-пиримидиновых оснований.

В конце 1950-х гг. Франсуа Жакоб (род. 1920 г.) и Жак Моно (1910-1976 гг.) доказали существование информационной РНК, переносящей генетическую информацию от ДНК ядра клетки к синтезу белка на рибосомы. Транспортная РНК переносит к рибосомам структурные компоненты белков – аминокислоты. Кроме того, Ф. Жакоб и Ж. Моно обнаружили, что в ДНК содержатся 2 различных типа генов – структурные и регуляторные. Структурные гены отвечают за передачу генетического кода от одного поколения клеток к другому, а также управляют синтезом белков. Регуляторные гены взаимодействуют со структурными и регулируют все биохимические процессы в клетке, позволяя ей тем самым приспосабливаться к изменениям окружающей среды, например, к изменениям количества и качества поступающих в неё питательных веществ. Совокупность структурных и функциональных генов была названа опероном, а ген, отвечающий за репрессию и активацию оперона – геном-оператором.

При использовании биохимических методов и методов молекулярной биологии было доказано наличие нейраминидазной активности у вируса гриппа и лизоцимоподобных ферментов в хвостах бактериофагов. В 1960-е гг. и в начале 1970-х гг. был открыт ряд ферментов вирусов, в том числе РНК-полимераза у вируса осповакцины и РНК-вирусов (Д. Кэйтс, Б. Р. Макауслэн, 1967 г.). В 1976 г. А. Д. Шаткин обнаружил ферменты, осуществляющие кэппинг мРНК. Современными методами биохимии у вирусов животных были выделены полиадениловые последовательности на 3'-конце мРНК (Д. Кэйтс, 1970 г.) и сплайсинг (М. Бержет, 1977 г.). Сигнальные последовательности, регулирующие транскрипцию и трансляцию эукариотических мРНК, в ряде случаев впервые были определены для вирусных мРНК (М. Козак, 1978 г.).

Генетические методы изучения вирусов. В 1937 г. немецко-американский молекулярный биолог Макс Дельбрюк (1906-1981 гг.) предложил рассматривать гены как молекулы, а репликацию вирусов – как особую форму примитивной репликации генов. Такая точка зрения упрощала вопрос о происхождении многих чрезвычайно сложных и специфических молекул, имеющихся в каждом организме и необходимых для осуществления наиболее простого обмена веществ. Заинтересовавшись генетикой бактериофагов, М. Дельбрюк и биолог Эмори Эллис разработали экспериментальные методы изучения бактериофагов, а также математическую систему для анализа результатов своих экспериментов. В 1939 г. они опубликовали данные изучения одиночного цикла размножения фага в отдельных клетках. Эта работа положила начало новой эре в исследованиях вирусов.

В 1943 г. М. Дельбрюк совместно с итало-американским биологом Сальвадором Лурия (1912-1991 гг.) сообщили, что ДНК бактериальной клетки подвергается спонтанным мутациям, что влияет на её резистентность по отношению к лизису бактериофагами. Данные учёных опровергали мнение о приобретении генетических черт, и являлись первым доказательством передачи наследственности через гены.

В 1946 г., работая независимо друг от друга, М. Дельбрюк и американский биолог Альфред Херши (род. 1908 г.) выявили возможность обмена генами между двумя различными линиями бактериофагов, если одна и та же бактериальная клетка инфицируется несколькими бактериофагами. Этот феномен, названный генетической рекомбинацией, был первым экспериментальным доказательством рекомбинации ДНК в вирусах.

В 1950 г. С. Лурия опубликовал неопровержимые доказательства того, что гены бактериофагов (и вирусов) претерпевают спонтанные мутации и этот процесс сходен с таковым у бактерий.

В 1952 г. А. Херши с генетиком Мартой Чейз обнаружил, как бактериофаги поражают бактериальные клетки. Использованный А. Херши и М. Чейз метод исследования был основан на факте, что в белке фага не содержится фосфор, а его ДНК не содержит серу. После культивирования 2 партий бактериофага – одной с радиоактивным фосфором, другой – с радиоактивной серой – были прослежены пути изотопов в процессе взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой. Было установлено, что бактериофаг сначала прикрепляется к мембране бактерии своим белковым хвостовым отростком, а находящаяся внутри фага нуклеиновая кислота вводится затем в бактериальную клетку. Для отделения свободных оболочек бактериофагов, содержащих изотоп серы, от бактериальных клеток, меченных фосфором, суспензию помещали в смеситель и перемешивали для того, чтобы разрушить прикрепление хвостовых отростков фага к бактериальным мембранам. На следующем этапе суспензию прогоняли через центрифугу для отделения клеточной фракции от жидкой. Результаты этих экспериментов подтвердили, что ДНК является генетическим материалом бактериофага, следовательно, и всех других организмов. Вслед за этим было установлено, что вирусы содержат либо ДНК, либо РНК.

В течение 1950-60-х гг. А. Херши изучал биохимическую структуру и функцию ДНК бактериофага и доказал, что его ДНК представлена одной нитью – в отличие от ДНК высших организмов, а некоторые ДНК бактериофагов имеют кольцевую структуру. Кроме того, ДНК одних вирусов отличается от ДНК других вирусов. За открытия, касающиеся механизма репликации и генетической структуры вирусов, А. Херши, С. Лурия и М. Дельбрюку была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине в 1969 г.

В 1956 г. в области вирусологии было совершено ещё одно крупное открытие: химически чистая нуклеиновая кислота, выделенная из вируса и введенная в чувствительные организмы, вызывала у них заболевание, а в клетках синтезировался вирус целиком на основе введенной нуклеиновой кислоты. Об этом открытии одновременно сообщили А. Гирер и Г. Шрамм, а также американец Н. Френкель-Конрад. Им удалось извлечь РНК из вируса табачной мозаики и вызвать заболевание табачных растений, прививая им эту нуклеиновую кислоту. Опыты А. Гирера, Г. Шрамма и Н. Френкеля-Конрада революционизировали представления о способе размножения вирусов. До 1956 г. никто не мог сказать, как именно размножается вирус в клетке, в которой он паразитирует; огромное большинство вирусологов считало, что вирусы размножаются подобно бактериям путём прямого деления (амитоз). Исследования А. Герера, Г. Шрамма и Н. Френкеля-Конрада, как и других вирусологов, доказали, что элементом, играющим главную роль в размножении вирусов, является их нуклеиновая кислота – РНК или ДНК. Нуклеиновая кислота вируса проникает клетку, в которой он паразитирует, и инициирует там ряд патологических процессов. Вирусная нуклеиновая кислота заставляет клетку прекратить производство собственных нуклеиновых кислот и начать производить нуклеиновые кислоты, тождественные с кислотами вируса, то есть нуклеиновая кислота вируса представляет для клетки образец, в соответствии с которым клетка обязана производить такие же нуклеиновые кислоты, какие имеет проникший вирус. Таким образом, вирус не производит себя сам подобно бактериям, а воспроизводится клеткой, в которой паразитирует.

В 1950 г. французский микробиолог Андре Мишель Львов (род. 1902 г.) при поддержке Ф. Жакоба и Ж. Моно, изучая лизогенные бактерии и процесс лизогении, сделал выдающееся открытие. Было обнаружено, что при заражении бактерий фагами ДНК последних способна встраиваться в ДНК бактерии и вести себя как бактериальный ген (стадия профага). В этой стадии активность структурного гена профага подавляется регуляторным геном, в результате чего фаговая частица не может размножаться. При действии ультрафиолетового излучения и других стимуляторов влияние гена-регулятора нейтрализуется, вызывая размножение фага и разрушение бактериальной клетки. Результаты этого исследования позволили А. М. Львову высказать гипотезы о природе рака и полиомиелита. Он и его коллеги Ф. Жакоб и Ж. Моно были убеждены в вирусной этиологии рака. По их мнению, вирусы могут так же располагаться в клетках человеческого организма, как частицы бактериофага в бактериальных клетках. А. М. Львов правильно констатировал, что канцерогенные свойства вируса определяются белковой оболочкой, а канцерогенное действие вируса может быть спровоцировано влиянием разнообразных факторов – так же, как стадия профага может стать лизогенной под действием ультрафиолетового излучения. В ходе исследований Ф. Жакоб, Ж. Моно и А. М. Львов установили, что в ДНК бактериофагов содержатся как структурные, так и регуляторные гены. За открытия, связанные с генетическим контролем синтеза ферментов и вирусов, А. М. Львов в 1965 г. разделил Нобелевскую премию в области физиологии и медицины с Ф. Жакобом и Ж. Моно.

В 1962 г. швейцарский молекулярный биолог Вернер Арбер (род. 1929 г.) выявил механизм «ограничения, вызванного клеткой-хозяином», или рестрикции-модификации. При этом процессе ДНК бактериофага расщепляется на фрагменты под действием рестрикционного фермента – эндонуклеазы, действующего совместно с метилазой. При этом бактериальная эндонуклеаза распознаёт определённую последовательность нуклеотидов в бактериофагальной ДНК и в соответствующих участках расщепляет эту ДНК, тем самым инактивируя её. Метилаза распознаёт такую же последовательность в ДНК бактериальной клетки, метилирует её и тем самым предохраняет от ферментативного разрушения собственной эндонуклеазой. В. Арберу не только удалось выделить и очистить эндонуклеазу и метилазу, но также обнаружить бактерии-мутанты, у которых оба эти фермента были дефектны. В. Арбером была изучена дефектная эндонуклеаза типа I, которая, хотя и распознаёт специфические нуклеотиды бактериофагальной ДНК, расщепляет её в самых различных участках. Учёный предсказал, что должны существовать и эндонуклеазы типа II, действующие именно на тот участок, который они распознают, а также что они позволят осуществлять точный анализ генной структуры ДНК, и что такого рода расщепление генов когда-нибудь станет обычным методом.

В 1967 г. американский молекулярный биолог Гамильтон Смит (род. 1931 г.) выделил и очистил рестрикционную эндонуклеазу II типа, а также впервые идентифицировал специфичную, то есть действующую на определённые участки, эндонуклеазу. Кроме того, была установлена специфическая нуклеотидная последовательность ДНК, которую распознаёт этот фермент, и тот участок, на который он действует. Г. Смит также показал, что открытый им фермент может расщеплять чужеродную ДНК.

В 1969 г. американский молекулярный биолог Даниэл Натанс (род. 1928 г.), используя открытую Г. Смитом рестрикционную эндонуклеазу и эндонуклеазу II типа, впервые расщепил молекулу ДНК вируса обезьян, идентифицировав отдельные части, и создал карту мест расщепления. Далее было установлено соответствие локализации и функции специфических генов и разработана первая детальная генетическая карта молекулы ДНК, включая сайты (участки) начала и окончания процесса репликации. Кроме того, была определена нуклеотидная матрица для информационной РНК и локализация генов, направляющих синтез белков оболочки вируса. В 1978 г. В. Арбер, Г. Смит и Д. Натанс были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие ферментов рестрикции и методов их использования для изысканий в молекулярной генетике. Разработанные Д. Натансом методы анализа генетической структуры позднее были использованы для генетического картирования более сложных молекул ДНК, а также для разработки методов рекомбинации ДНК с целью создания бактериальных “фабрик”, синтезирующих необходимые для медицины препараты (инсулин, гормон роста, интерфероны и др.). Так возникло новое направление генетики – генная инженерия. Первую рекомбинантную молекулу ДНК получил в 1972 г. американский учёный П. Берг.

Иммунологические методы исследования природы вирусов. В 1941 г. американский учёный Г. Хёрст открыл феномен гемагглютинации, что значительно способствовало изучению взаимодействия вируса с клеткой. С помощью гемагглютинации, или склеивания эритроцитов, можно было производить быструю проверку на присутствие вируса, поверхностные белки которого вызывают агглютинацию эритроцитов. Этот метод сыграл важную роль в изучении вирусов и в развитии методов их количественного определения. Феномен агглютинации эритроцитов был впервые обнаружен при изучении вируса гриппа; впоследствии он был отмечен и у многих других вирусов.

Существенно расширила возможности вирусологических исследований разработка американских учёных – биофизика Розалин Сасмен Ялоу (род. 1921 г.) и врача Соломона Берсона радиоиммунного метода, включающего использование радиоактивных веществ для измерения содержания различных субстратов в биологических объектах. После опубликования описания метода в 1959 г. Р. С. Ялоу, наряду с другими исследованиями, использовала метод для прослеживания пути лейкозных вирусов на стадиях до развития опухоли. За развитие радиоиммунных методов Р. С. Ялоу в 1977 г. была удостоена Нобелевской премии по физиологии и медицине. В 1960-е гг. радиоиммунный анализ стал мощным инструментом быстрой высокочувствительной идентификации и анализа вирусов иммунологическими средствами.

С 1960-х гг., в связи с широким использованием гемотрансфузии и парентеральных вмешательств, заболеваемость в мире сывороточным гепатитом приняла характер эпидемии. Болезнь нередко протекала крайне тяжело, переходила в хроническую форму и даже приводила к развитию рака печени. В 1963 г. американский врач и учёный Барух Самуэль Бламберг (род. 1925 г.) сделал неожиданное открытие, выделив из крови больного гемофилией, жившего в Нью-Йорке, антитела, реагирующие только с антигенами сыворотки, полученной от австралийского аборигена. Этот сывороточный антиген был назван «австралийским». В последующем выяснилось, что этот антиген связан с вирусом гепатита В, однако сам вирус гепатита В выявить не удалось. Он не выращивался в культурах клеток тех типов, которые разработал Д. Эндерс для изучения полиомиелита, и поражал лишь человека и шимпанзе. Хотя и было установлено, что гепатит В может передаваться при переливании крови, до Б. Бламберга не существовало способа определения наличия вируса в крови. Только после того, как Б. Бламберг установил связь между австралийским антигеном, были разработаны программы определения вируса в консервированной крови, что снижало риск одного из главных осложнений при её переливании. В 1976 г. Б. С. Бламбергу за открытие австралийского антигена вируса гепатита В была присуждена Нобелевская премия. Открытие Б. С. Бламберга позволило не только идентифицировать вирус гепатита В в крови по наличию в ней австралийского антигена (современное название – «поверхностный» антиген HВsAg), но и произвести генно-инженерную вакцину.

С помощью появившихся в последнее десятилетие моноклональных антител стала возможной идентификация специфических областей вирусных белков. Благодаря этому в распоряжении вирусологов оказался чрезвычайно чувствительный иммунологический тест.

Среди различных подтверждающих методов наибольшее распространение в последнее время получил иммуноблот. Этот метод сочетает фракционирование белков вирусов с помощью электрофореза в полиакриламидном геле, электрофоретический перенос белков из геля на нитроцеллюлозную бумагу с последующей индикацией белковых фракций иммуноферментным методом.

Изучение вирусного онкогенеза. Большую роль в развитии экспериментальной онкологии сыграл впервые установленный М. А. Новинским (1876 -1877 гг.) и воспроизведённый Ганау (1889 г.) факт переноса опухолей от одного животного к другому. Вместе с тем, представление о том, что перенос опухоли может быть осуществлён только клетками, оказалось имеющим ограниченное значение.

Мысль о том, что раковые опухоли могут быть вызваны агентом вирусной природы, впервые была высказана Боском (1903 г.) и Боррелем (1903 г.).

Американский патолог Френсис Пейтон Роус (1879-1970 гг.), первооткрыватель сарком у кур (саркома Роуса), ещё в 1911 г. добился с помощью бесклеточных фильтратов передачи опухолей курам нескольких поколений. Это позволило Ф. Роусу предположить, что причиной этих опухолей является вирус. Однако этот факт был не нов, так как несколькими годами раньше Г. Чиуффо, А. Серра, В. Эллерман и О. Банг добились передачи с помощью бесклеточных фильтратов папиллом и лейкоза птиц. В связи с тем, что в то время относительно причин развития рака господствовала клеточная теория Р. Вирхова, инфекционная теория происхождения опухолей отвергалась. Поэтому в течение двух десятилетий теория о вирусном канцерогенезе не вызывала никакого отклика. В период с 1912-13 гг. Ф. Роус выявил ещё две экспериментальные опухоли у птиц, вызванные бесклеточными фильтратами. В 1914 г. учёный высказал мнение, согласно которому все три открытые им экспериментальных опухоли принадлежат к новой группе заболеваний, вызывающих новообразования у кур. Наряду с этим Ф. Роус пытался выяснить условия, способствующие и препятствующие росту экспериментальных опухолей, а также найти черты сходства и различия между этими опухолями и «естественными» новообразованиями у млекопитающих. В начале 1930-х гг. Ф. Роус приступил к изучению злокачественного перерождения папиллом (доброкачественных опухолей) у кроликов и опухолей крыс и мышей. Было обнаружено, что рост и перерождение этих опухолей связаны с взаимодействиями между онкогенным агентом (в опытах использовался каменноугольный дёготь) и некоторыми факторами окружающей среды. В 1942 г. Ф. Роус предложил 3 гипотезы, касающиеся механизмов образования опухолей. Согласно первой из них, вирусы могут инфицировать организм ещё во время внутриутробного развития или в молодом возрасте, и в большинстве случаев не проявляться. Однако если на клетки, инфицированные вирусом, действует провоцирующий фактор, может начаться процесс перерождения клеток и рост опухоли. Согласно второй гипотезе, опухоли, которые на первый взгляд образуются самопроизвольно, могут вызываться химическими веществами – канцерогенами. Третья гипотеза заключалась в том, что «дремлющие» вирусы и химические канцерогены могут взаимодействовать, также вызывая опухоли. В 1956 г. Ф.П. Роусу была присуждена Нобелевская премия за открытие онкогенных вирусов. Эту премию он разделил с Чарльзом Хаггинсом, открывшим, что рост некоторых опухолей зависит от гормонов желез внутренней секреции, и предложившим метод гормонотерапии в онкологической практике.

В 1946 г. отечественный вирусолог Л. А. Зильбер выдвинул вирусно-генетическую гипотезу возникновения опухолей: опухолеродный вирус встраивает свой геном в геном клетки-хозяина, превращая её из нормальной в опухолевую, которая и служит затем источником роста опухоли. Вирус в дальнейшем больше не влияет на развитие последней. Поэтому весьма вероятно, что он находится во многих злокачественных опухолях животных и человека, не перевиваемых фильтратами, в скрытой, маскированной форме. В последующем гипотеза Л. А. Зильбера получила экспериментальное подтверждение в работах зарубежных учёных.

Выдающееся открытие при изучении онковирусов было сделано американскими вирусологами Ренато Дульбекко (род. 1914 г.), Ховардом Мартином Теминым (род. 1934 г.) и молекулярным биологом Дэвидом Балтимором (род. 1938 г.). Р. Дульбекко, с 1954 г. занимавшийся изучением вирусов опухолей, обнаружил, что опухолевые клетки трансформируются опухолевыми вирусами таким образом, что клетки начинают неограниченно делиться (клеточная трансформация). Выяснилось также, что когда делятся нормальные клетки и начинают вторгаться в пределы соседних тканей, то клеточная регуляторная система подаёт им сигнал прекратить деление. В случае опухолевых клеток система регуляции оказывается повреждённой. Х. М. Темин предположил, что клеточная трансформация вызывается вирусным геном, который стал частью клеточной ДНК. Согласно этой провирусной гипотезе, генетический код опухолевых РНК вирусов может быть переписан в клеточную ДНК ферментом, находящимся в белковой оболочке вируса, что позволяет гену проникшего вируса осуществлять контроль над генами клетки-хозяина.

В 1970 г. Х. М. Темин с С. Мизутани и Д. Балтимор независимо друг от друга изолировали фермент, который копирует вирусные РНК-гены в клеточную ДНК, и назвали его РНК-зависимая ДНК-полимераза. В настоящее время фермент известен как обратная транскриптаза, так как он транскрибирует (списывает) генетическую информацию от РНК к ДНК. Вирусы, обладающие активностью обратной транскриптазы и существующие как провирусы в ДНК клеток животных, были названы ретровирусами. За открытия, касающиеся взаимодействия между опухолевыми вирусами и генетическим материалом клетки, Р. Дульбекко, Х. М. Темин и Д. Балтимор в 1975 г. были удостоены Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Это открытие явилось новой главой в исследовании онкогенеза. В последующем другие исследователи обнаружили, что многие нормальные клетки содержат копии вирусной РНК, близко связанной с РНК опухолевых вирусов.

Успехи в изучении физико-химических свойств вирусов, а также их морфологии (размер, плотность и др.) были в значительной мере обусловлены разработкой соответствующих методов очистки и концентрации. Предложенный впервые У. Стэнли метод очистки и концентрации вирусов растений с использованием химических реагентов был неприложим к вирусам человека и животных. При очистке и концентрации этих вирусов наибольшее распространение получил метод дифференциального (клеточного) центрифугирования. Первым, кто использовал для исследования вирусов животных и человека этот метод, был бельгийско-американский биолог, Нобелевский лауреат в области физиологии и медицины 1974 г. Альбер Клод. Проверяя гипотезу о вирусном канцерогенезе, А. Клод, для того, чтобы отделить онкогенный фактор от остальных компонентов клетки, разработал метод клеточного центрифугирования – разделения клеток на составные части центробежной силой при использовании мощной центрифуги. Этим способом А. Клод смог выделить онкогенный фактор из опухолевых клеток. Далее он вводил его экспериментальным животным и сравнивал частоту возникновения опухолей у этих животных и животных контрольной группы. Так было доказано, что выделенный фактор действительно вызывает рост опухоли. В последующем А. Клод установил, что онкогенный фактор является рибонуклеиновой кислотой. Это было первым бесспорным доказательством связи вирусов с развитием опухолей.

В 1940-х гг. вирус саркомы Роуса, с которым работал А. Клод, был выявлен путём электронной микроскопии. В 1972-73 гг. учёные, изучающие вирусный онкогенез, А. Д. Альтштейн, Р. Дульбекко, Р. Вайс, Г. Мартин и П. Фогт высказали гипотезу, согласно которой «раковые гены» у опухолеродных вирусов имеют клеточное происхождение и представляют собой ничто иное, как нормальные клеточные гены, регулирующие деление клетки. В процессе эволюции эти гены стали неотъемлемой частью генетического аппарата онковирусов. Последующие исследования полностью подтвердили существование раковых генов (современное название – онкогены). В 1989 г. за открытие клеточного происхождения ретровирусных онкогенов американский биолог Майкл Джеймс Бишоп (род. 1936 г.) был удостоен Нобелевской премии в области физиологии и медицины. В 1980-х гг. было показано, что онкогены несут код для производства белков, сходных по структуре с факторами роста и их рецепторами. К числу таких факторов относятся факторы роста нервной ткани, эпидермиса, фибробластов, впервые описанные Ритой Леви-Монтальчини (род.1909 г.) и Стэнли Коэном (род. 1922 г.). За открытие, имеющее фундаментальное значение для понимания механизмов регуляции роста клеток и органов, Р. Леви-Монтальчини и С. Коэн в 1986 г. были удостоены Нобелевской премии. Их открытие означало, что возникновение опухоли вызывается нарушением в регуляции факторов роста.

Успехи в профилактике и лечении вирусных заболеваний. Несмотря на то, что вирусология решает широкий круг задач, одной из главных её целей является профилактика и лечение вирусных болезней. В настоящее время в этом направлении достигнуты значительные успехи.

В 1966 г. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) приняла программу ликвидации натуральной оспы на нашей планете. В создании этой программы принимали участие ведущие вирусологи мира - Д. А. Хендерсон, США; Ф. Феннер, Австрия, Д. Тагая, Япония; И. Д. Ладный, П. Н. Бургасов, С. С. Маренникова, СССР, и ряд других. В 1977 г. эта программа была успешно завершена. Ликвидация натуральной оспы в глобальном масштабе показала, какая значительная победа может быть одержана с помощью международного сотрудничества в тех случаях, когда цель точно определена, планы реалистичны, своевременно предоставлены для их выполнения все необходимые ресурсы. Этот опыт подтвердил возможность эффективного решения и других проблем здравоохранения. 8 мая 1980 г. 155 государств-членов ВОЗ на 33-й сессии единодушно одобрили выводы глобальной комиссии по удостоверению ликвидации натуральной оспы во всём мире.

Широкое использование вакцин для профилактики полиомиелита, кори, гриппа, эпидемического паротита, желтой лихорадки, вирусных энцефалитов, вирусного гепатита В, бешенства, краснухи значительно снизило заболеваемость этими инфекциями во всём мире. Актуальной проблемой современной науки является разработка вакцин для профилактики ВИЧ-инфекции, лихорадок Марбурга и Эбола, вирусных гепатитов А, Е, С.

В арсенале противовирусных средств в настоящее время имеются генно-инженерные интерфероны, индукторы продукции эндогенного интерферона, химиопрепараты антивирусного действия, специфические иммуноглобулины.

Итак, в течение экспериментально-вирологического этапа развития вирусологии, в результате всестороннего научного исследования накопились сведения, позволившие признать вирусы новой формой жизни, принципиально отличной от бактерий и простейших. Это осознание – результат коллективного труда учёных разных стран и разных специальностей: биохимиков, физиков, биологов, иммунологов, генетиков, молекулярных биологов, биофизиков, патологов, вирусологов, микробиологов. Только благодаря их объединённым усилиям установлено, что вирусы – это простейшие неклеточные формы жизни с облигатным внутриклеточным паразитизмом; состоящие из белковой оболочки, экранирующей снаружи геном, представленный молекулой только одного из типов нуклеиновых кислот (РНК или ДНК); не обладающие автономными метаболическими системами и размножающиеся путём многократного копирования своего генома с последующей его и белков оболочки сборкой за счёт пластических и энергетических ресурсов клетки-хозяина.

В течение экспериментально-вирологического периода вирусология сформировалась в одну из фундаментальных медико-биологических наук и, с увеличением количества предметов своего изучения, переросла в более обширную дисциплину – вирологию. Вирология – это наука о неклеточных, простейших формах жизни (вирусах, вироидах, прионах), изучающая их происхождение, морфологию, физиологию, репродукцию, эпидемиологию и разрабатывающая методы диагностики, профилактики и лечения болезней, ими вызываемых. Она подразделяется на общую и частную вирологию. Общая вирология изучает общие закономерности происхождения, строения и жизнедеятельности вирусов, вироидов и прионов на всех уровнях их организации (популяционном, организменном, клеточном, молекулярном и субмолекулярном), разрабатывает принципы диагностики, профилактики и лечения вирусных болезней. Частная вирология изучает отдельных представителей в зависимости от влияния их на живые организмы, в связи с чем следует различать фитовирологию (изучает вирусы, патогенные для растений и бактерий), зоовирологию (изучает вирусы, патогенные для животных) и медицинскую вирологию (изучает вирусы, патогенные для человека).

Вирология относится к наиболее бурно развивающимся наукам. Это обусловлено рядом объективных причин. Во-первых, в современной медицинской патологии удельный вес вирусных инфекций весьма велик и число новых вирусных болезней увеличивается. Их эпидемии наносят значительный ущерб экономике разных стран мира. Во-вторых, по-прежнему актуальным остаётся проблема вирусного онкогенеза. В-третьих, вирусные ДНК и РНК являются незаменимой моделью в решении проблем генетики, молекулярной биологии, генной инженерии.

Основными задачами медицинской вирологии следует считать: дальнейшее изучение роли вирусов, вироидов и прионов в патологии человека; создание эффективных профилактических и лечебных средств; разработку и совершенствование методов лабораторной диагностики вирусных инфекций.

Знание основ вирологии необходимо врачам различных специальностей, поскольку вирусы, кроме острых инфекционных болезней, могут вызывать хронические заболевания терапевтического, неврологического, офтальмологического, гинекологического и других профилей.