Вирусы. Происхождение и распростронение. Систематизация. Грипп

происходят от предков нынешних сине-зеленых бактерий, а митохондрии – от

предков пурпурных бактерий. Обсуждается так же возможность происхождения

центриолей от прокариотических симбионов. Поэтому такая возможность не

исключена и для происхождения вирусов, особенно таких крупных, сложных и

автономных, каким является вирус оспы.

Все же мир вирусов слишком разнообразен, чтобы признать возможность

столь глубокой дегенеративной эволюции для большинства его представителей,

от вирусов оспы, герпеса и иридовирусов до аденосателлитов, от реовирусов

до сателлитов вируса некроза табака или РНК-содержащего дельта-вируса —

сателлита вируса гепатита В, не говоря уж о таких автономных генетических

структурах, как плазмиды или вироиды. Разнообразие генетического материала

у вирусов является одним из аргументов в пользу происхождения вирусов от

доклеточных форм. Действительно, генетический материал вирусов

«исчерпывает» все его возможные формы: одно- и двунитевые РНК и ДНК, их

линейные, циркулярные и фрагментарные виды. Природа как - бы испробовала на

вирусах все возможные варианты генетического материала, прежде чем

окончательно остановила свой выбор на канонических его формах —двунитевой

ДНК как хранителе генетической информации и однонитевой РНК как ее

передатчике. И все же разнообразие генетического материала у вирусов скорее

свидетельствует о полифилетическом происхождении вирусов, нежели о

сохранении предковых доклеточных форм, геном которых эволюционировал по

маловероятному пути от РНК к ДНК, от однонитевых форм к двунитевым и т. п.

Третья гипотеза 20—30 лет казалась маловероятной и даже получила

ироническое название гипотезы взбесившихся генов. Однако накопленные факты

дают все новые и новые аргументы в пользу этой гипотезы. Ряд этих фактов

будет обсужден в специальной части книги. Здесь же отметим, что именно эта

гипотеза легко объясняет не только вполне очевидное полифилетическое

происхождение вирусов, но и общность столь разнообразных структур, какими

являются полноценные и дефектные вирусы, сателлиты и плазмиды и даже

прионы. Из этой концепции также вытекает, что образование вирусов не

явилось единовременным событием, а происходило многократно и продолжает

происходить в настоящее время. Уже в далёкие времена, когда начали

формироваться клеточные формы, наряду и вместе с ними сохранились и

развивались неклеточные формы, представленные вирусами — автономными, но

клеточно-зависимыми генетическими структурами. Ныне существующие вирусы

являются продуктами эволюции, как древнейших их предков, так и недавно

возникших автономных генетических структур. Вероятно, хвостатые фаги служат

примером первых, в то время как R-плазмиды — примером вторых.

Основным положением эволюционной теории Ч. Дарвина является признание

борьбы за существование и естественного отбора как движущих сил

эволюционного процесса. Открытия Г. Менделя и последующее развитие генетики

дополнили основные положения эволюционной теории учением о наследственной

изменчивости, имеющей случайный, стохастический, характер, в частности о

мутациях и рекомбинациях, которые являются «материалом» для естественного

отбора. Последующее развитие молекулярной генетики материализировало

понятие гена и химических основ мутаций и рекомбинаций, включая точечные

мутации, вставки, делеции, перестройку и т. п. Однако справедливо

отмечалось, что молекулярная генетика хорошо объясняла лишь процессы

микроэволюции преимущественно в пределах мира и плохо объясняла процессы

макроэволюции — образование крупных таксономических групп, являющихся

основой прогрессивной эволюции.

Для объяснения молекулярных основ этих процессов, а также реальных

темпов эволюции была предложена теория дупликации генов и геномов [Ohno C.,

1970]. Эта концепция соответствует наблюдаемым фактам и хорошо объясняет

эволюцию органического мира на Земле, в частности, появление позвоночных

(хордовых) и их дальнейшую эволюцию от примитивных бесчерепных до человека.

Поэтому эта концепция быстро получила признание среди биологов, изучающих

молекулярные основы эволюции.

Наряду с этим накопилось значительное число фактов, свидетельствующих

о существовании в природе в широких масштабах обмена готовыми блоками

генетической информации, в том числе у представителей разных, эволюционно

далеких вирусов. В результате такого обмена могут быстро и скачкообразно

изменяться наследственные свойства путем встраивания чужеродных генов

(заимствование генной функции). Новые генетические качества могут

возникнуть также благодаря неожиданному сочетанию собственных и

интегрированных генов (возникновение новой функции). Наконец, простое

увеличение генома за счет неработающих генов открывает возможность эволюции

последних (образование новых генов).

Особая роль в обеспечении этих процессов принадлежит вирусам —

автономным генетическим структурам, включающим как конвенционные вирусы,

так и плазмиды. Эта мысль была высказана в общих чертах [Anderson N.,

1970], а затем развита более подробно [Жданов В. М., Тихоненко Т. И.,

1974].

Основной идеей этой концепции является не только признание вирусов

внутриклеточными (генетическими) паразитами, но и квалификация их как

важных факторов эволюции органического мира, причем не только на ранних

(умеренные фаги, плазмиды), но и на поздних (ретровирусы) стадиях эволюции.

Участие в ней вирусов позволяет объяснить некоторые факты обнаружения

одинаковых генов у эволюционно далеких друг от друга таксономических групп.

Образно выражаясь, вирусы являются распространителями передового опыта в

биосфере.

Антигенная изменчивость вируса гриппа и аспекты ее изучения.

Решение получения эффективных аттенуированных вариантов вируса грипп

тормозится из-за уникальной пластичности и изменчивости его антигенных

свойств. Почти ежегодные эпидемии гриппа через разные интервалы принимают

глобальный характер. В последние годы инфектом, вызывающим пандемии,

является вирус гриппа А. Анализ антигенных сдвигов внутри каждого из трех

его типов показывают, что изменение антигенного состава штаммов вирусов

типа АО к типу А происходило постепенно, а переход от типа А1 к А2 бал

резким.

После того как в 1957 г было зафиксировано, что в природе появился

новый серологический тип А2, он некоторое время казался стабильным, хотя

небольшие изменения были. Но уже в 1964 г они стали значительными, а после

эпидемии в Гонконге вирусы отличались на столько резко, что возникло

предположение о возникновении нового антигенного типа А. В процессе

эволюции вируса изменялись не только антигенные свойства поверхностных

белков, но и другие признаки. У штамма вируса гриппа, выделенного во время

эпидемии 1971-1972 г., в отличие от циркулировавших ранее штаммов

значительно повысилась репродуцирующая и нейраминидазная активность, резко

возросла термостабильность вирусов и появилась способность регулярно

вызывать вирусемию у мышей (Закстельская и др., 1969; Соколов, Подчерняева,

1975).

Если раньше вирусы типа В отличались относительной стабильностью, то с

1967 г. наблюдается его непрерывное изменение (Seihachiro, Mitsuo, 1974). В

апреле – мае 1974 г. были выделены новые штаммы вируса гриппа, из них

В/Гонконг 15/72 рассматриваются как новый вариант, а другие – как

промежуточные между старыми и новыми штаммами, что позволяет пересмотреть

данные об антигенной стабильности вируса гриппа В и предположить появление

нового серотипа.

Таким образом, вырисовывается картина значительных антигенных

изменений внутри типов А и В. Это, естественно, привлекает пристальное

внимание ученых, занимающихся проблемой гриппа. Поскольку даже наличие

напряженного иммунитета населения не может стать причиной столь крупных

антигенных изменений вируса гриппа, была выдвинута гипотеза о периодичности

возникающих рекомбинаций между вирусами гриппа человека и животных, а также

между вирусами человека и птиц. При разработке этой гипотезы выяснилось,

что гриппом в естественных условиях болеют свиньи, лошади, индейки,

цыплята, утки, крачки, и список этот продолжает пополняться. В сыворотке

крови у них имеются антитела к вирусам гриппа человека. Это неудивительно,

так как фрагментарность генома вируса гриппа обуславливается возможность не

только внутривидовой, но межвидовой рекомбинации.

Препаративное разделение нейраминидазы и гемагглютинина открывает

перспективы углубленного анализа взаимосвязи между отдельными признаками.

Некоторые исследователи (Webster a. o., 1973; Горев и др., 1974) отмечают,

что вирус - рекомбинант одновременно с гемагглютинином приобретает

вирулентности. Имеется набор рекомбинантов, с заданными гемагглютинином и

нейраминидазой.

В настоящее время многие вирусологические лаборатории мира изучают

эпизоотии гриппа и анализируют антигенные связи с гриппом человека. Работы

в этом направлении координируются и стимулируются ВОЗ. Сложность указанной

проблемы диктует необходимость неоднозначного подхода к ее решению.

Параллельные поиски других подходов к этому вопросу не следует

рассматривать как альтернативные.

В 40-50 годах было экспериментально доказано возникновение антигенных

вариантов при пассировании вируса в организме иммунизированных животных

(Archetti, Horsfoll, 1960). Эти изменения были довольно стойкими, вирусы

сохраняли свою новую антигенную специфичность в серийных пассажах in ovo и

в отсутствии иммуносыворотки. Более того, длительные пассажи вируса гриппа

через организмы неиммунезированных здоровых животных меняют его

биологические свойства. Например, K. Paucker (1960) в процессе пассажей

штамма PR8 длительно получал вирус, антигенно отличный от исходного и не

похожий на другие типы вируса гриппа. Автор полагает, что между 103 и 107

пассажами образовался мутант, заменивший впоследствии исходный вирус.

Аналогичные данные приводят K. Zgozelska и др. (1973).

Здесь мы видим проявление основного закона развития любой популяции,

в том числе и вирусной, - генофонд популяции со временем меняется: с одной

стороны, он обедняется в результате вымирания организмов, заключающих

отдельные гены, а с другой - обогащается благодаря мутациям, дающим начало

новым генам.

Работы S. Fazekas de Sent Groth, C. Hannoun (1973) по селекции

спонтанных антигенных мутантов вируса гриппа А под "иммунопрессом" (т. е. в

присутствии иммуносыворотки) позволили воспроизвести иерархический порядок

вирусов внутри каждого типа. Причем во всех своих выводах он основывался на

показателях перекрестной РЗГА. В опытах по отбору поздних мутантов,

полученных с помощью антител, ему удалось воспроизвести естественный

процесс селекции эпидемических штаммов. Он же предложил простую модель

взаимодействия антитела с антигеном. Автор представил антигенную зону

белковой оболочки вируса в виде небольшого числа аминокислотных белковых

цепей, выступающих за поверхность вируса. Схематично это имеет вид вилки с

зубьями разной длины и ширины, а соответствующие антитела представляют

собой полости, комплиментарные по отношению к некоторым или ко всем зубьям.

Таким образом, контакт антисыворотки с родственным антигеном приводит к

элиминации гомологичных антигенов, и в популяции остаются антигены, имеющие

некомплементарные участки, т. е. мутанты.

Эта схема представляет логическое развитие основных положений

иммунологии, сложившихся в 40-х годах, о взаимодействии антигена и антитела

и теории биосинтеза антител. Согласно этим работам, активная группа антител

обладает конфигурацией, дополнительной к конфигурации детерминирующей

группы антигена. Предполагалось, что эти группы относятся друг к другу как

предмет к своему зеркальному отражению. K. Landsteiner (1946) были

поставлены опыты с искусственным антигеном, полученным комплексированием

молекул белка с различными низкомолекулярными соединениями, которые

показали, что специфичность этого антигена может определяться лишь

небольшой группой, присоединенной к белку. Антитела "не узнают" антиген,

если он отличается только положением метильной группы в ароматическом ядре

от того, которым было стимулировано образование этих антител, или

пространственным положением гидроксила (Бойд 1969).

Таким образом, возвращаясь к вопросу антигенной изменчивости вируса,

можно констатировать селекционную роль антител в этом процессе. Как

возникают мутантные частицы в вирусной популяции – это один из вопросов, на

который необходимо ответить для понимания эволюции вирусов гриппа.

Любая вирусная популяция содержит спонтанные мутанты, возникшие в

результате действия внешних или внутренних факторов. В зависимости от

приобретенных свойств мутант может иметь преимущество в размножении и

преобладать в популяции. В некоторых случаях можно уловить тот фактор,

который сыграл решающую роль в возникновении мутанта. Наибольший интерес

для исследователей, занимающихся проблемой гриппа, представляет пандемия

1918 г., поскольку вирус ее был чрезвычайно патогенным для человека.

Ретроспективный анализ этого вируса наводит некоторых исследователей на

предположение, что пандемия была вызвана вирусом гриппа свиней, выделенным

в 1930 г. так как штаммы имеют антигены, родственные антигенам вирусов

свиней. Согласно другой точки зрения, повышение активности вируса вызвано

появлением мутантных частиц под действием иприта, который применялся во

время Первой Мировой войны, т. е. перед пандемической волной гриппа

(Блашкович 1966). Действительно, иприт – чрезвычайно сильный биологически

активный химический агент. Его мутагенная активность впервые была показана

C. Auerbach и T. M. Robson (1946). Тогда же было выяснено, что иприт

оказывает прямое мутагенное действие на хромосомы. Позднее было

установлено, что иприт способен вызывать мутации у вирусов и бактерий.

Следовательно, возможная его роль как мутагенного агента не исключена, если

принять во внимание, что химические и физические факторы могут вызывать

генетические изменения биологических объектов всех ступеней развития и

вирусы, по-видимому, не составляют исключения.

К числу факторов, которые в естественных условиях могут являться

мутагенами, относятся фармакологические препараты. Имеются работы, в

которых анализируется связь тератогенной активности и химической структуры

молекул лекарственных веществ; у микроорганизмов наблюдается аналогичное

явление повсеместного возникновения лекарственно устойчивых мутантных форм.

В разгар заболевания гриппом, когда происходит репродукция вируса в

организме, больные принимают лекарства, представляющие собой синтетические

химические соединения.

Известно, что противовирусные агенты достаточно эффективны только в

том случае, если они способны избирательно подавлять синтез нуклеиновых

кислот, т. е. соприкасаются непосредственно с генетическим аппаратом. По-

видимому, в силу особенностей генома вируса гриппа грань между чисто

противовирусным и мутагенным воздействием химических соединений легко

переходима.

Наши эксперименты по изучению влияния химических соединений на

антигенную специфичность вирусов гриппа, относящихся к серотипу АО,

показали, что некоторые соединения из класса супермутагенов, могут вызвать

изменения, не выходящие за пределы гомологичного серотипа. В частности, два

первых представителя нитрозоалкилмочевин индуцировали мутации по этому

признаку (Чуланова, 1968; Ахматуллина и др. 1974). Мы пользовались

предложенной нами модификацией РЗГА, которая позволяла устанавливать

коэффициент Ап и, основываясь на нем, определять степень различия в

антигенной специфичности дикого и мутантных вирусов.

Эксперименты с большим набором химических соединений выявили среди

них другой агент – 1,4-бис-диазоацетилбутан, активный в мутации по признаку

антигенной специфичности. Мы использовали также метод иммунпресса, после

воздействия мутагеном вирус пассировали в присутствии гомологичной

сыворотки. Неизмененные вирусные частицы нейтрализовывали комплиментарными

антителами, а для индуцированных мутантов создавали селективные условия.

Полученные антигенные мутанты были изучены в перекрестной РЗГА с сывороткой

к дикому и мутантному вирусу и в реакции преципитации и свидетельствовали о

значительных антигенных сдвигах.

Таким образом, дальнейшее экспериментальное изучение индуцированных

мутантов с применением большого набора химических соединений позволит

внести сведения в изучаемую проблему.

Грипп. Лечение и профилактика.

Грипп – острое инфекционное заболевание верхних дыхательных путей.

Сам по себе опасный, грипп усугубляет течений других хронических

заболеваний и вызывает серьезные осложнения со стороны сердечно-сосудестой

и центральной нервной систем, органов пищеварения, почек, и др. Наиболее

опасен грипп для детей и людей преклонного возраста. Быстрота

распространения гриппа, тяжесть заболевания, частота осложнений, иногда

смертельный исход,- все это делает профилактику его особенно важной. Люди,

занимающиеся спортом, гимнастикой, значительно реже подвергаются

воздействиям вируса гриппа. Известно несколько разновидностей вируса гриппа

– А, В, С, и др.; под воздействием факторов внешней среды их число может

увеличится. В связи с тем, что иммунитет при гриппе кратковременный и

специфичный, возможно неоднократное заболевание в один сезон. По

статистическим данным, ежегодно болеют гриппом в среднем 20-35% населения.

Источником инфекции является больной человек; больные легкой формой

как распространители вируса, наиболее опасны, так как своевременно не

изолируются – ходят на работу, пользуются городским транспортом, посещают

зрелищные места.

Инфекция передается от больного к здоровому воздушно-капельным путем

при разговоре, чихании, кашле или через предметы домашнего обихода.

Скрытый период при гриппе длится от 1 – 12 часов до 3 суток.

Заболевание начинается остро: резкое повышение температуры до 38-400,

озноб, головная боль, боли в костях и мышцах, общая разбитость; возникают

боли и першение в горле, расстройство вкуса и обоняния; через 12-24 часа

появляются выделения из носа.

Температура держится 1-3 суток, иногда до 6-7 суток. Как правило к

концу первой недели температура нормализуется. При правильном лечении и

уходе выздоровление наступает через 7-9 дней.

При подозрении на грипп заболевшего следует изолировать и уложить в

постель. Это надо сделать до прихода врача. Учитывая, возбудители гриппа

очень неустойчивы во внешней среде и легко разрушаются под воздействием

кислорода и дезинфицирующих средств, комнату необходимо регулярно

проветривать. Не реже одного раза в день проводить влажную уборку помещения

с использованием хлорной извести, формалина, соды, хлорамина,

хозяйственного мыла.

Больной должен иметь индивидуальную посуду. Столовую и чайную посуду

больного надо мыть кипятком с питьевой содой или обрабатывать 5%-ым

раствором хлорамина. Обязательна систематическая дезинфекция нательного и

постельного белья больного путем кипячения в мыльном растворе.

Все лекарственный препараты, назначенные врачом, следует хранить в

специально отведенном месте. Помимо лекарственных препаратов, во всех

периодах заболевания целесообразно обильное питье: чай с медом или лимоном,

клюквенный морс, теплое молоко, фруктовые и овощные соки. Пища должна быть

калорийной. Необходимо строго соблюдать указания врача. Самолечение

недопустимо. Лекарства без назначения врача принимать нельзя. Особенно

следует предостеречь в отношении антибиотиков и сульфаномидов – на вирус

гриппа они не действуют, а при самовольном приеме, и неточных дозировках

могут давать аллергические реакции. А вот чем можно воспользоваться

безболезненно, так это ножные ванны, горчичники, лук, чеснок. Выделяясь

через легкие, эфирные масла, содержащиеся в луке и чесноке, увеличивают

отделение слизи и тем самым способствуют более легкому отхаркиванию при

заболевании органов дыхания.

Здравоохранение располагает и рядом специфических антигрипозных

средств, к числу которых относится в первую очередь живая вакцина и

специальная сыворотка, Содержащие защитные белки. Внедрены в практику

препараты – интерферон, оксолиновая мазь.

Закаливание, рациональное питание, свежий воздух, своевременное

лечение хронических заболеваний помогут вам в профилактике простудных

заболеваний, в частности, гриппа.

Страницы: 1, 2