Вірус скрейпі

Сенсація вибухнула в шістдесятих роках минулого століття. Тут і там, замиготіли повідомлення про загадкового та невловимого представника царства вірусів. Причому приналежність його до цього царства визначалася досить умовно, так як фахівцям виявилося не під силу точно позначити його місце в світі живого.

«… Вчені, які досліджували таємничу хворобу овець – скрейпі, зробили відкриття, яке може дати розгадку таємниці життя і зруйнувати деякі догми сучасної біології».

«… Дослідники отримали докази того, що збудник скрейпі – живий організм, здатний самовідтворюватися, але він ще менше і примітивніше найменшого вірусу, якого досі вважали самою примітивною формою життя на Землі». (Виявилося, що збудник скрейпі проходить через фільтри, які затримують всі відомі віруси.)

«… Біологів потрясли останні досліди, які довели, що збудник скрейпі, очевидно, не містить нуклеїнових кислот. Найбільшим досягненням науки післявоєнних років був постулат, що без нуклеїнових кислот неможлива передача генетичних властивостей, неможливо біологічне розмноження, неможливе життя. Тепер вченим доведеться переглянути цю догму. Висновок про незвичайні властивості збудника скрейпі випливав з наступних спостережень. Виявилося, що він не втрачає інфекційної активності після зберігання в дванадцяти процентному формаліні протягом 28 місяців ( «нормальні» віруси швидко гинуть в розчині, що містить 0,3 відсотка формаліну, так як останній денатурує нуклеїнові кислоти). Збудник скрейпі зберігав інфекційну активність після опромінення ультрафіолетовими променями протягом 45 хвилин («нормальні» віруси гинуть через півтори хвилини). Збудник скрейпі не втрачає активності після обробки його нуклеазами і протеазами (ферментами, що розщеплюють нуклеїнові кислоти і білки). Отже, збудник скрейпі не містить ні нуклеїнових кислот, ні білків ?!»

«… Таємнича хвороба овець – скрейпі, виявляється, якимось чином пов’язана з давно відомими, але незрозумілими і трагічними розладами нервової системи у людей, як, наприклад, розсіяний склероз. (Докази: препаратом з мозкової тканини жінки, яка загинула від розсіяного склерозу, заразили вівцю, в результаті у неї з’явилися симптоми скрейпі.) Таким чином, відкриття живого інфекційного агента, меншого, ніж віруси, веде до створення нових галузей медицини і біології і ставить перед наукою нові завдання».

Аналізуючи всі ці факти і наукові спостереження, що стоять за ними, не можна було не визнати, що вони цілком достовірні і доброякісні. Залишилося зрозуміти, як їх правильно пояснити!

Хвороба скрейпі була широко відома в Західній Європі ще в XVIII столітті. А в останні роки з імпортованими з Великобританії вівцями вона проникла в Канаду, США, Австралію, Нову Зеландію. Вражаючи іноді до 20 відсотків тварин, вона завдає величезних економічних збитків. Посилює його ту обставину, що найчастіше хворіють чистопородні тварини.

Інкубаційний період захворювання надзвичайно тривалий: від 4 до 24 місяців, іноді до п’яти років. Початкові його ознаки мало помітні. З’являються минущі дивацтва поведінки: вівця біжить назустріч собаці або до закритих воріт, а інший раз довго стоїть з нерухомо зупиненим поглядом. Хвороба протікає хронічно, прояви її наростають повільно. У більш пізній період шерсть у тварин розкручується, наїжачується, надалі з’являються симптом почесухи (від якого хвороба і отримала свою назву: to scrape – шкребти, чесати). Тварина несамовито свербиться об стіни, дерева, тверді предмети, шерсть відпадає клаптями. Температура протягом всієї хвороби не підвищується. З’являється розлад рухів, тварина слабшає, розвивається параліч задніх кінцівок, незабаром після цього настає смерть.

Всі ці ознаки підказали порівняння: адже подібне прогресуюче виродження нервової системи доводиться спостерігати і при деяких захворюваннях людини, перш за все при розсіяному або множинному склерозі. Це захворювання виникає переважно у осіб молодого віку, найчастіше між 20 і 40 роками. Так само, як скрейпі, протікає воно дуже повільно, часом загострюючись. Починається з швидкої стомлюваності і слабкості в ногах, але поступово призводить до глибоких порушень мови і зору, до паралічу ніг.

Аналогію підтвердили досліди по зараженню овець матеріалом з мозку людей, що страждали множинним склерозом. У заражених овець виникло захворювання скрейпі. Став відомий також трагічний випадок зараження чотирьох з семи англійських дослідників, які вивчали неврологічне захворювання овець «провисла спина»: у всіх тих, що заразилися розвинувся множинний склероз.

Родинним скрейпі виявилося і захворювання людей – куру, поширене в східних районах Нової Гвінеї серед племені форі. У хворих порушується координація рухів, починають тремтіти ноги, з’являється насильницький сміх.

Директор інституту біології людини Нової Гвінеї доктор Хорнабрук на підставі багаторічних досліджень дійшов висновку, що куру передається, коли те чи інше плем’я виконує древній канібальський ритуал, поїдаючи мозок людей (і якщо ці люди померли, захворівши куру).

Так само, як і самі хвороби скрейпі, куру, розсіяний склероз, родинними за багатьма властивостями виявилися і їх збудники. Вони однаково реагували на різні фізичні і хімічні впливи. І ці реакції спантеличували, бо змушували думати, що таємничі збудники не містять ні ДНК, ні РНК. Це було незрозуміло і майже неправдоподібно. Адже наявність в живому організмі хоча б однієї з нуклеїнових кислот – найважливіший закон сучасної біології.

І, тим не менш, деякі дослідники схильні були зараховувати збудника скрейпі і йому подібних до вірусів. Але обгрунтувати таке уявлення виявилося непросто. Проти нього свідчила не тільки поведінка самих збудників, а й електроно мікроскопічне дослідження, що не виявляло вірусу в мозку хворих тварин; не вдавалося виявити там і специфічних змін нуклеїнового обміну.

Склалася ситуація, коли жодна з відомих біологічних концепцій не пояснювала «парадоксу скрейпі». І все частіше фахівцям доводилося роздумувати над питанням: чи не можуть інші речовини (чи не ДНК або РНК) бути носіями генетичної інформації і забезпечувати процеси самовідтворення?

Ось тоді-то і народилася протеїнова гіпотеза. Її прихильники закликали повірити, що передача інформації протеїном (тобто білком) – не така вже неможлива річ. Але навіть ті, хто готовий був повірити в це і припустити, що агент скрейпі – білок, не могли виразно пояснити, чому ж на нього фактично не діють розчин фенолу, нагрівання до 100 градусів і, головне, ферменти, які зазвичай розщеплюють білки. Крім того, проти всякого чужорідного білка організм виробляє антитіла. Антитіл проти агента скрейпі виявити не вдалося.

Тим часом з’являлися й інші гіпотези про природу агента скрейпі, зокрема вуглеводна (поліса) і мембранна. У них вже розглядалося як цілком реальне явище самовідтворення на основі вуглеводів, тобто «життя як форма існування вуглеводів».

Але підтвердити справедливість всіх цих припущень виявилося не менш складно, ніж їх спростувати. Гіпотези, стимулюючи пошук, проте, мало давали для розуміння суті питання. Природа нового класу живих агентів залишалася нерозгаданою. Тим часом з’являлося все більше підстав припускати, що подібні агенти викликають і такі загадкові захворювання, як підгострий склерозуючий паненцефаліт, хвороба Крейцфельда-Якоба, бічний аміотрофічний склероз, лімфоцитарний Хоріо-менінгіт і ряд інших. З огляду на клінічні особливості розвитку цих хвороб, їх об’єднали поняттям «повільні інфекції», а збудників назвали «повільними вірусами».

Нова назва мало наблизила нас до розуміння природи цих агентів, але вона визначила певною мірою подальший напрямок дослідницької думки. Поняття «повільні інфекції» мимоволі асоціювалося з загальновідомою для вірусологів істиною про те, що прихований, латентний, хронічний перебіг вірусних інфекцій є найвигіднішою для вірусу і найпоширенішою в природі формою його взаємодії з клітинами організму.

За образним визначенням одного учасника, «повільні інфекції» – «це свого роду джентльменська угода, підписи якої нам відомі, але умов якої ми не знаємо». У цьому висловлюванні знайшло вираження виникле в останні роки припущення про те, що причина виникнення «повільних інфекцій» – не в особливій природі агентів, а в особливому стані організму при зустрічі його з вірусом. Може бути, кажуть вчені, це пов’язано з блокуючою дією інтерферону або противірусних антитіл, може бути, – з іншими умовами.

Це категорія гіпотез, що не припускають особливої природи збудників. Можливо, такого роду гіпотези і заслуговують на увагу у випадках, коли необхідно пояснити: чому типові віруси – збудники сказу, кору, енцефалітів здатні в одних умовах викликати гостре захворювання, в інших – хронічну інфекцію. Що ж стосується скрейпі, куру, множинного склерозу, хвороби Крейцфельда-Якоба і їм подібних, то тут алегорія про джентльменську угоду представляється вельми сумнівною (навіть якщо для жертви – організму – повільний плин інфекції є найкращим результатом зустрічі зі збудником). Головне – важко погодитися з тим, що підписи угоди нам відомі, так як, по суті, відомий тільки підпис жертви. Злочинця ми не випускаємо з поля зору, але особу і громадянство його (до якого царства відноситься) не визначили.

Все ще залишаються непоясненим стійкість агента скрейпі до нагрівання, ультра фіолетового опромінення, формаліну, протеазам, ліпази, нуклеази, іонізуючого випромінювання, відсутність у агента скрейпі антигенних властивостей (не викликає в організмі вироблення антитіл). Агент не здатний також викликати запалення. Експериментальне зараження агентом скрейпі лабораторних тварин – поки єдиний доступний дослідникам спосіб його вивчення. У культурах тканини і курячих ембріонах культивувати його не вдається.

Дещо доступніше виявилися збудники куру і хвороби Крейцфельда-Якоба. Вони розвиваються в культурі тканини мозку, отриманої від хворих. Більш того, вдалося встановити розміри агента куру – завдяки використанню фільтрів з відомим діаметром пір. Однак ніхто ще не зміг отримати його електроно мікроскопічні знімки.

Так чи інакше, інтерес до «повільних вірусів» вже приніс відчутні практичні результати. Вдалося з’ясувати шляхи передачі куру, і в Новогвінейському племені форі був заборонений канібалізм – рівень захворюваності куру поступово знизився більш ніж в 2 рази. Більше двохсот дітей, що народилися в останні роки від хворих куру матерів, залишаються здоровими.

Але як і раніше не знято питання про природу збудників скрейпі, куру і їм подібних. І навряд чи виправдані спроби штучно втиснути всі дивацтва їх поведінки в рамки вже відомих біологічних механізмів. Потрібен пошук. Експериментальний і теоретичний.

Приведе він, мабуть, до відкриття нового класу агентів, що відрізняються від вірусів. Вивчення їх поширеності і характеру взаємодії з організмом обіцяє розкрити нам походження багатьох загадкових хвороб людини і тварин. Адже деякі «повільні віруси» – збудники хвороб вісна, меді, хронічної прогресуючої пневмонії овець – виявилися подібними за своїми властивостями з пухлинородними вірусами. У розвитку «повільних інфекцій», як і в розвитку пухлин, важливе значення мають так звані вірусогенетичні механізми (інтеграція вірусу з геномом клітини). Мене як вірусолога і мікробіолога не здивувало б також повідомлення про причетність агентів типу скрейпі до виникнення «повільних» бактеріальних інфекцій – склероми і прокази.

Автор: Д. Фомін, вірусолог, мікробіолог.