Осада гриппа
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
…Первая половина XVIII века. Только в Лондоне за неделю вспышка гриппа унесла больше жизней, чем знаменитая своей жестокостью чума 1665 года. Больше, чем чума! Вековая беда человечества, черкая смерть, вселявшая мистический страх, гнавшая людей из обжитых мест по пыльным дорогам мира куда угодно, только дальше от ее шагов!
…1918 год. «Испанка». Память о ней до сих пор хранят жители планеты. Где она возникла, неизвестно, во всяком случае, не в Испании. Эта пандемия (так называют мировые вспышки инфекций) пронеслась по всей земле, миновав лишь остров Святой Елены и несколько заброшенных в Тихом океане клочков суши. Полтора миллиарда больных.
…1957 год. Азиатский грипп. Им переболело около миллиарда человек.
Без преувеличения грипп можно назвать третьей бедой века — в черном списке врагов человечества он стоит сразу за сердечнососудистыми заболеваниями и раком.
Почему болезнь века, ведь грипп известен с незапамятных времен? Но посудите сами: в XV столетии было четыре эпидемии гриппа, в XVI — семь, в XVII—тоже семь, в XVIII—19 эпидемий, в XIX — уже 45.
Грипп — уникальная инфекция. Она никогда не исчезает с лица земли. Но, как ни странно, скорость шествования гриппа по планете зависит от достижений цивилизации. В XVIII веке он двигался со скоростью почтовой кареты, а в XX — с молниеносностью воздушных лайнеров.
Правда, глобальные вспышки гриппа (подобные «испанке») повторяются не чаше, чем через двадцать лет, но каждую весну и осень в разных уголках планеты он вспыхивает эпидемиями, кратковременными очагами заболеваний. Не менее четверти всех жителей земли ежегодно платят гриппу жестокую дань. Особенно грипп может быть опасным для детей, поэтому очень важно своевременно посещать детских врачей — педиатров, а хороший врач педиатр всегда поможет не только вылечить грипп, но и предотвратить само его появление (как впрочем и многие другие болезни).
Вирус гриппа нападает внезапно и решительно. Он проникает в клетки эпителиальной ткани, устилающей дыхательные пути. Именно здесь условия для его размножения наиболее благоприятны. За час из одной частички вируса образуются десятки новых. Часть из них человек выдыхает, заражая окружающее пространство, и через короткое время в воздухе блуждает миллионная армия вирусов в поиске новых жертв. Другая часть штурмует еще не захваченные клетки организма.
Вирус гриппа не похож на оспу, корь, полиомиелит, вторжение которых надолго нарушает работу человеческого организма. Однако и этот возбудитель успевает заполнить кровь ядовитыми продуктами, которые угнетают нервную систему, снижают тонус организма. Еще более важно, что, разрушив «летки эпителия, вирус создает весьма выгодные условия для активного размножения многим микробам, живущим в дыхательных путях организма и на время притаившимся.
После гриппа нередко начинается цепь всевозможных осложнений: ангины и отиты, гаймориты, пневмонии. Резко обостряются хронические заболевания легких, ревматические пороки сердца, увеличивается число больных невритом, радикулитом, функциональными расстройствами центральной нервной системы. Для врачей и ученых, посвятивших себя борьбе с болезнями, главное — здоровье людей. Но не следует забывать, что «преступления» гриппа имеют еще и другую сторону — экономическую. Это оплата больничных листов, труд врачей и других медицинских работников, стоимость лекарств… Естественно, возникает вопрос: почему до сих пор медицина бессильна перед гриппом?
По следам «невидимок»
Известная истина — победить болезнь можно, лишь зная ее причину. Возбудитель гриппа долгое время был неуловим. Сезонный характер нашествий породил уверенность, что он приносится ветром. Жестокость пандемий объясняли божьей карой за человеческие грехи. Вспомним древнюю легенду о римских солдатах, грабивших священный храм Аполлона. Вместо сокровищ они якобы нашли там смерть, выпустив из хранилища зародыш повальных болезней.
В конце позапрошлого века, когда были открыты бактерии — возбудители чумы, холеры и многих других болезней, — ученые предположили, что и грипп имеет такую же природу. В возникновении его обвинили микроб — гемоглобинофильную палочку. Много лет это считалось бесспорным.
Но в 1931 году Р. Шоупу удалось раскрыть вирусную природу заболевания свиней, очень напоминающего грипп.
А в 1933 году английские микробиологи В. Смитт, К. Эндрюс и П. Лейдл «поймали» вирус гриппа человека.
Вскоре вирусное происхождение гриппа было подтверждено учеными Л. А. Зильбером и А. А. Смородинцевым. Казалось, возбудитель найден. Нетрудно подыскать и противоядие. Ведь у медицины есть большой опыт борьбы с инфекциями, опыт, равный нескольким десятилетиям. У истоков его стоял английский врач Дженнер, обративший внимание на счастливую закономерность: крестьяне, имеющие коров, постоянно сталкиваясь с коровьей оспой, не болеют оспой натуральной. Случайность? Но вот смертельно больному мальчику Дженнер впрыскивает содержимое оспенного пузырька, возникшего на руке доярки, заразившейся коровьей оспой. Ребенок выздоравливает.
После героических опытов Луи Пастера, защитившего человечество от рабиеса — вируса бешенства,— вакцины завоевали всеобщее признание, хотя первооткрыватели, как часто бывает, и не знали механизмов их спасительного действия.
Это стало известно немного позже. Оказалось, что на вторжение любого чужеродного белка, который назвали антигеном, в организме создается его зеркальное отражение — антитела. В природе множество разных белков. Столь же велика способность организма образовывать антитела. Казалось бы, болезни должны отступить. На самом деле это не так. Объясняется это тем, что скорость размножения жителей микромира необычайно велика, поэтому антитела в организме не успевают образовываться вовремя. Здесь-то на помощь и приходят вакцины. Человеку вводят ослабленный вирус. Организм принимает его за вредоносное начало и начинает бурно готовить полчища антител, которые хранят «память» о вирусе долго, иногда всю жизнь.
Вакцина против гриппа была создана четыре года спустя после открытия вируса. Первому из ученых мира это удалось Анатолию Александровичу Смородинцеву. Сравните: полиомиелитная вакцина увидела свет в 1957 году. Сейчас заболевание, превращавшее некогда многие тысячи детей мира в неизлечимых инвалидов, почти исчезло. А грипп, хотя борьба с ним имеет тридцатилетнюю историю, по-прежнему не укрощен.
Причина болезни ясна. Изучены многие свойства вируса гриппа. Он оказался карликом мира микробов. Его размер 80—120 миллимикрон, то есть меньше длины волны видимого света. Если миллион частиц этого вируса вытянуть в цепочку, то она займет пространство всего в 10 сантиметров.
В электронном микроскопе удалось увидеть, что вирус гриппа похож на шарик, где под оболочкой, составленной из белковых молекул, укрыта рибонуклеиновая кислота, хранящая все сведения о свойствах вируса. Как и все другие вирусы, вирус гриппа способен жить только в клетках живого организма. Сейчас хорошо известны многие стороны его жизни: как вирус проникает в клетку, как захватывает ее питательные вещества, как размножается в ней. Но мы вправе задать все тот же вопрос: почему вирус гриппа не желает отступать?
Сюрпризы карлика микромира
За тридцать лет деятельности ученого А. Смородинцова было создано около десяти новых вакцин против гриппа.
Получить вакцину — дело непростое. Нужно выделить вирус от больного, заставить его жить в организме куриного эмбриона или в стеклянной тюрьме пробирки, и не просто жить, а создавать себе подобных.
Получив достаточное количество вируса, начинается его «воспитание», изменяются свойства так, чтобы он стал безвредным для человека. На это уходят годы кропотливой и часто опасной работы. Но это еще не финал. Вакцина, приготовленная из ослабленного варианта вируса, долгие месяцы проходит испытания. Проверяется ее способность «изготовлять» антитела и, главное, безопасность.
Каждая из этих десяти вакцин получала «зеленую улицу». Однако всякий раз оказывалось, что она недолговечна. Неудачи объяснялись поразительной способностью вируса гриппа изменять свои свойства.
Это первый сюрприз возбудителя гриппа, путающий исследователю все карты. Ни один другой вирус, ни одно живущее на земле существо не могут соперничать с его непостоянством.
Шаги эволюции равны тысячелетиям, но не для жителей микромира. Вирусу гриппа нужно всего несколько лет, чтобы предстать перед нами в новом обличье. Вирус, открытый в 1933 году, обозначили первой буквой латинского алфавита — А. Поймав виновников эпидемии 1947 года, ученые с удивлением обнаружили, что это уже другие вирусы. Они вызывали то же самое заболевание, но в оболочке возбудителя появились новые белки — антигены. Организм был вынужден создавать антитела иные, чем у его предшественника. Этот вирус получил имя А-1.
Столь же необычное явление повторилось в 1957 году. Причиной пандемии стал потомок вируса А — грипп А-2. Причем и вирусы А и А-1 исчезли.
Сколько новых масок гриппа придется нам еще увидеть, какие неожиданности принесут неведомые А-3, А-4? Ясно одно: пока в соперничестве побеждает наш невидимый враг. Наблюдения за пандемией 1957 года открыли интересную закономерность: в крови людей, родившихся в конце позапрошлого века, присутствовали антитела к вирусу гриппа А-2, к тому самому вирусу, который, как считали, впервые появился на планете.
Кто был виновником бурных пандемий прошлого века, кто принес «испанку»? Может быть, уже знакомые нам вирусы гриппа А, А-1, А-2? Сейчас на этот вопрос вряд ли можно ответить точно, но все чаще ученые выступают в защиту гипотезы об эволюции вируса гриппа не по бесконечной восходящей спирали, а по кругу. Это значит, изменчивость вируса гриппа, доставляющая ученым множество хлопот, небеспредельна — через десятилетия потомки приобретают свойство предков. И это вселяет надежду, что труд создателей вакцин, казавшийся неблагодарным, годы спустя определит успех победы над гриппом.
Сейчас в лабораториях мира, в своеобразных музеях вирусов, «собраны» три основных типа вируса гриппа — А, В и С. Первые два — наиболее частые виновники эпидемий. Они имеют и наибольшее число вариантов. Кроме того, есть много вирусов, сходных с вирусом гриппа. Все они передаются одним путем — воздушно-капельным, все поражают органы дыхания. Но к каждому нужны свои особые подходы. Поэтому одна из главных задач — научиться отличать гриппоподобные заболевания от истинного гриппа.
Сейчас самый быстрый способ установить природу заболевания — это метод флюоресцирующих антител. На поверхность стекла наносят эпителиальные клетки, покрывавшие дыхательные пути и погибшие под воздействием вируса гриппа. К ним добавляют антитела, меченные светящимся веществом. Если в клетке присутствует вирус или его белки, антитело соединится с ним и своим свечением выдаст укрывшуюся в клетке «невидимку». Это диагностика, а как быть с лечением, предупреждением гриппа? Какими средствами располагает современная медицина?
Пути наступления
И опять о вакцинах против гриппа. Помогают ли они? Успех массового применения вакцины зависит подчас не от ученых, не от качеств, которыми они наделили «воспитанный» вирус. Неправильное хранение, неточное соблюдение сроков прививки, многие другие мелочи могут зачеркнуть труд научных
Вакцинация — одна из наиболее реальных возможностей борьбы с гриппом,— говорит Анатолий Александрович Смородинцев.— Американские ученые считают, что наиболее удобны вакцины, приготовленные из убитого вируса; другие ученые полагают, что больше перспектив у живого ослабленного вируса. По их мнению, живая вакцина создает более длительный общий иммунитет. Кроме того, благодаря именно ей в носоглотке, трахее и бронхах накапливаются антитела, нейтрализующие вирус. Это как бы местная защита. Ее нет при применении убитых вакцин.
Но главных успехов нужно ждать от генетиков. Они нашли способы перехитрить многоликий грипп.
Оказалось, что вирусу одной группы можно привить свойства другого вируса. Таким способом уже получен гибрид со свойствами гриппа А и А-2. Быть может, ученым удастся одной вакциной защитить человека от всех представителей семейства гриппозных вирусов?
В последнее время появилась возможность справиться еще с одной каверзой гриппа — с повторностью заболевания. Ведь гриппом можно болеть много раз в жизни в отличие, например, от кори, которой болеют один раз. Объясняется это тем, что антитела, вырабатываемые организмом, против этого коварного вируса путешествуют в организме всего два-три года.
Наш организм «нашпигован» вирусами, однако мы болеем далеко не всегда. На страже здоровья стоят лейкоциты (фагоциты), особые белки крови. Они набрасываются на любого пришельца, проникшего в организм, каким-то неведомым путем опознают его и посылают сведения клеткам, создающим защитные антитела.
Способность антител вступать в бой с вирусами давно привлекала внимание ученых. Долгое время считалось, что антителам неподвластен вирус, прорвавшийся в клетку, что внутри ее он не имеет преград для разрушительной работы. Подобное предположение вызывало недоумение. Неужели за время многовекового контакта с вирусами клетки живого организма не научились с ним бороться?
Завесу над тайной приоткрыл в 1958 году английский ученый Айзеке. Он обнаружил в клетке новый белок, появляющийся в ней в ответ на вторжение вируса. Интересно, что этот белок был открыт в опытах именно с вирусом гриппа. Оказалось, что интерферон — так был назван белок — еще одно неизвестное ранее средство защиты от вирусов, от их нуклеиновых кислот.
Он организован проще, чем антитело, и наделен замечательным свойством — «меньшей разборчивостью». Если антитела, созданные против вируса кори, бессильны перед гриппом и любым другим вирусом, то интерферону все равно с кем сражаться. Более того, не только вирусная, но и любая другая нуклеиновая кислота вызывает его образование. Вирусологи возлагают большие надежды на интерферон. В настоящее время ученые стараются «принудить» организм вырабатывать свой собственный интерферон в минуты опасности. В лабораториях проходят испытания специальные биологические препараты — своеобразные стимуляторы интерферона.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.