Текст книги "Многоликий вирус. Тайны скрытых инфекций"

Такие «безмолвствующие» клетки уже трижды пересевали с одного матраса на другой, но… стоило смешать их с культурой клеток овец, как сразу же обнаруживался инфекционный вирус висны. А если трансформированные вирусом висны такие якобы «безвирусные» мышиные клетки вводили в организм мышат, предварительно облученных рентгеновскими лучами, то у таких мышат вскоре развивались большие опухоли, представлявшие собой типичные фибросаркомы, которые потом можно было сколько угодно раз перевивать от одного животного другому.

И вот здесь мы сталкиваемся еще с одним парадоксом возбудителей медленных вирусных инфекций: вирус висны имеет очень много общих черт с опухолевыми вирусами; он содержит в своем составе специальный «инструмент» – фермент обратную транскриптазу; он способен, как показали исследования, вызывать развитие опухоли в искусственных условиях.

А в естественных? В естественных условиях у зараженных вирусом висны овец никогда не обнаруживалось опухолевого роста.

Иными словами, несмотря на полную, если так можно выразиться, онкогенную готовность, наш знакомый вирус ведет себя не как опухолевый, а как инфекционный вирус. На этом основании предположили, что вирус висны представляет собой некий эволюционный мостик между инфекционными и онкогенными РНК-содержащими вирусами: в условиях естественной инфекции он вызывает медленное развитие патологических изменений, которые не сопровождаются опухолевым ростом и не приводят к нему, однако вирус висны обладает явным онкогенным потенциалом, который он может реализовать в определенных специфических условиях. В каких именно, покажут результаты дальнейших исследований.

История вторая: хохочущая смерть, или куру

В восточной части острова Новая Гвинея на высоте 1500–2000 метров над уровнем моря расположен труднодоступный горный район. Его сильно пересеченная местность покрыта травой кунаи или густыми лесными массивами. Здесь, к югу и востоку от горы Майкла, разбросаны туземные деревни языковых групп форе, кейагана, каните, ауйяна, кими и узуруфа. Согласно древним обычаям, между племенами и деревнями на протяжении многих лет велись частые войны с ритуальными убийствами, колдовством и людоедством.

Первые контакты с туземцами этих районов зарегистрированы в 1932 году, когда их посетила экспедиция золотоискателя Тэда Эйбенка. В 1949 году в Тарибо (область Кейагана) была основана первая лютеранская миссия. Там же вскоре австралийским правительством (под чьим протекторатом находился о. Новая Гвинея) был организован и первый патрульный пост в целях прекращения междоусобицы и поддержания порядка.

Вечером 6 декабря 1953 года первый патрульный офицер района Джон МакАртур, подходя к деревне Амуси, увидел сидящую у костра маленькую девочку. «Она сильно дрожала, – записал в своем дневнике Джон МакАртур, – а голова ее спазматически покачивалась из стороны в сторону. Сидящий рядом старик сказал, что она жертва колдовства и что эта дрожь продолжится вплоть до ее смерти. До самой смерти она не сможет есть. Через несколько недель она должна погибнуть…»

Джон МакАртур продолжал встречать подобные случаи заболевания среди туземцев, которое, как он вскоре установил, называлось «куру» – словом, обозначающим у папуасов Новой Гвинеи «дрожание от холода или от страха».

Отвергнув вздор по поводу колдовства, МакАртур оказался достаточно проницательным человеком, чтобы заподозрить в куру новое, не известное до той поры заболевание человека. Он сообщил о своих наблюдениях и предположениях австралийскому врачу Винсенту Зигасу, который и начал проводить в 1956 году первые наблюдения над больными туземцами.

В октябре В. Зигас провел несколько недель в области Окапа, где собрал пробы крови от 26 больных куру и сумел даже взять кусочки мозга умершего от этого заболевания человека. Весь собранный материал был сразу же переправлен доктору С. Андерсону в Мельбурн (Австралия), который и предпринял первые попытки его лабораторного изучения.

Кусочки мозга растирали в ступке с песком, полученную кашицу разводили солевым раствором, после чего вводили в куриные эмбрионы, в мозг взрослым мышам или мышатам-сосункам. Все эти манипуляции были неслучайными. Именно подобным образом и были открыты многие вирусы, известные сегодня как возбудители тяжелых инфекционных заболеваний.

Увы! Все попытки Андерсона закончились неудачей: из мозга погибшего от куру папуаса не удалось выделить возбудитель не только после однократного заражения куриных эмбрионов, но даже после многократных перевивок (жидкость куриных эмбрионов, в которых ничего не обнаруживают, вводят в свежие куриные эмбрионы; затем, если вновь нет признаков возбудителя, эту процедуру повторяют). То же самое проделывали и на животных: Андерсон заражал животных, спустя некоторое время брал мозг от них и вводил свежим мышам, и так несколько раз. Описанные процедуры носят название слепые пассажи, цель их – накопить возбудитель в тех случаях, когда его очень мало в исходном материале.

К сожалению, никакой информации не дал и анализ сывороток крови больных куру – в них не были обнаружены антитела ни к одному из вирусов энцефалита, выделяемых на острове Новая Гвинея.

Но вот в начале марта 1957 года в изучение куру включается тогда еще малоизвестный американский вирусолог, в прошлом детский врач, будущий лауреат Нобелевской премии Карлетон Гайдушек, который приезжает на о. Новая Гвинея и практически поселяется в племени людоедов. С этого момента начинается интенсивное и, как мы увидим ниже, удивительно плодотворное исследование этого действительно неизвестного цивилизации заболевания. В Окапа строятся больница и лаборатория. Пробы от больных доставляют автомобилем на аэродром, а оттуда самолетами – в лаборатории Австралии и США. Больные подвергаются тщательному клиническому и лабораторному обследованию. Начинают испытываться многочисленные терапевтические средства. Наконец, в районе распространения куру развертываются специальные эпидемиологические исследования, которые призваны ответить на ряд вопросов. Кто или что служит источником заражения людей куру? Каким путем возбудитель (если он есть) передается здоровому человеку? Какие еще живые существа могут болеть куру или, по крайней мере, в организме каких из них возбудитель куру может размножаться? Совершенно очевидно, что прежде всего надлежало тщательно изучить картину начала и развития заболевания у людей.

Как оказалось, это заболевание отличается столь выраженной однородностью симптомов и стабильностью течения, что описывается самими туземцами различных районов с удивительным однообразием. Более того, эта схожесть симптоматики, безусловно, способствовавшая быстрому и легкому ее запоминанию, определила включение некоторых стадий проявления болезни в колдовской ритуал народности форе.

Первым признаком куру оказывается нарушение походки (двигательная атаксия). Этот симптом развивается столь постепенно и незаметно, что наиболее часто подмечается окружающими прежде, чем его замечает сам больной. Атаксия медленно прогрессирует, становится все более выраженной, характеризуясь неправильной постановкой ног и нарушением координации движений. В этот период больные часто жалуются на боли в коленях, головную боль, общее недомогание, повышение температуры, кашель и насморк. Позднее появляется характерное дрожание туловища, конечностей и головы. Все попытки больного хоть как-то скоординировать свои движения еще больше усиливают дрожание, которое усугубляется также состоянием возбуждения, усталостью или истощением больного. Спустя месяц приступы дрожания происходят с частотой 2–3 раза в секунду и создают у окружающих впечатление озноба. Дрожание уменьшается в тех случаях, когда больной сидит расслабившись, и совершенно пропадает во время сна.

На втором-третьем месяце начинают появляться нарушения речи и координации тонких движений рук и ног, хотя больной в состоянии выполнять определенную работу в доме и в саду. В это же время можно наблюдать появление странных непроизвольных движений, которые наиболее часты и заметны во время стремления больного подняться из лежачего или сидячего положений. Больные оказываются способными ходить, только опираясь на палку, а месяц спустя они ведут уже главным образом сидячий образ жизни. Болезнь неумолимо прогрессирует, больной чувствует себя все хуже, речь его становится неразборчивой, он уже не в состоянии удерживать равновесие даже сидя, и его выводят из темной хижины только в туалет.

Спустя 3–6 месяцев от начала заболевания состояние больных крайне тяжелое. Их уже не выносят на улицу, они лежат в хижинах, страдая от недержания мочи и кала. Быстро образуются пролежни. Постоянно пребывая в лежачем положении, больной не может самостоятельно есть и, как правило, очень скоро погибает от истощения. Причиной гибели нередко бывает также инфицирование пролежней и развитие общего заражения крови (сепсис) или застойная бронхопневмония. Иногда обездвиженный больной получает случайные ожоги.

Одной из характерных особенностей куру, проявляющейся уже с первых месяцев заболевания, является повышенная возбудимость, чрезмерный и не всегда уместный смех, выражение улыбки на лице, а иногда – приступы буйного беспричинного веселья. Повышенная возбудимость и смех при куру оказываются столь выраженными, что заболевание первоначально даже называли «хохочущая смерть».

При вскрытии трупов людей, умерших от куру, оказалось, что все патологические изменения ограничены головным мозгом. В коре, в некоторых подкорковых областях и в мозжечке гибнут (исчезают) нейроны, на их месте в мозговой ткани образуются вакуоли (полости). Постепенно вакуолизация становится столь выраженной, что серое вещество головного мозга становится похожим на губку (отсюда название подобного состояния мозговой ткани – status spongiosus, или губкообразное состояние) (рис. 7). Дегенеративные явления в нейронах сопровождаются разрастанием соединительной ткани (глии) мозга, в мозжечке появляются аморфные амилоидные бляшки.

Рис. 7. Губкообразные изменения в коре головного мозга 14-летнего мальчика, погибшего от куру.

Но если подробное описание картины болезни и вызываемых ею изменений в организме были получены вскоре после начала систематических исследований куру, то выяснение причин заболевания затянулось на многие годы. Здесь все казалось непонятным и странным. Прежде всего было установлено, что риску заражения подвержены далеко не все жители Восточного нагорья, а лишь около 30 тысяч человек: племена народности форе и представители соседних племен, связанных с форе брачными отношениями. Вместе с тем в последние 60 лет тысячи европейцев и жителей других районов Новой Гвинеи посетили Восточное плоскогорье, но ни у кого из них ни разу не было зарегистрировано заболевание куру.

Узнав о каннибализме среди народности форе, исследователи попытались связать с этим причину возникновения болезни. Однако куру не регистрировали среди соседних с форе племен, а между тем и они не гнушались людоедства. Возможно, предположили исследователи, именно представители племени форе употребляют какие-то токсические вещества, вызывающие по мере их использования медленно развивающееся нарушение обмена веществ в организме? В этой связи был составлен список используемых населением форе веществ – краски для тела, лечебные препараты, приправы к пище и пр. Однако оказалось, что вошедшие в этот список более чем 400 веществ животного и растительного происхождения употреблялись как больными, так и никогда не болевшими туземцами.

Ясно было одно – патологический процесс развивается в мозге. Видимо, и поражающий фактор следовало искать в мозговой ткани людей, погибших от куру. К. Гайдушек и его коллеги развивают бурную деятельность: извлекают мозг погибших, его кусочки растирают с песком в фарфоровых ступках, приготавливают взвеси, которые потом вводят широкому кругу животных: овцам, козам, свиньям, сирийским хомякам, крысам, собакам, морским свинкам, курам, уткам, а также 20 различным породам мышей. Для заражения используют и мышей, предварительно обработанных иммунодепрессантами – веществами, подавляющими сопротивляемость организма к инфекционным агентам. Но все усилия оказываются напрасными – ни в одном случае не удается передать заболевание животным!

А что, если попробовать заразить обезьян? И последнюю надежду К. Гайдушек и его помощники возлагают на самку и самца шимпанзе, в мозг которых была введена взвесь мозговой ткани от двух погибших от куру людей. Начинается томительное ожидание. Дни… недели… месяцы… Прошел год. Оба шимпанзе внешне выглядят совершенно здоровыми. Неужели вновь неудача? Время тянется мучительно долго. Со дня заражения проходит 18, 19, 20 месяцев, а обезьяны не обнаруживают ни малейших признаков недомогания.

Миновал 21-й месяц. И тут ученые замечают что-то необычное в поведении самки шимпанзе: у нее появилась сонливость, позднее присоединились признаки расстройства координации движений. Вначале малозаметные, они постепенно усиливались. Четко выявилось прогрессирующее нарушение походки и последующая неспособность ходить и даже сидеть. Через 9 месяцев после появления первых симптомов обезьяна погибает. На вскрытии обнаруживается типичное для куру губкообразное состояние серого вещества головного мозга! Самец шимпанзе, зараженный одновременно с самкой, заболевает через 30 месяцев после введения ему растертых кусочков мозга погибшего от куру человека.

Так постепенно величайшее терпение и упорство исследователей начинали приносить свои плоды.

От погибших шимпанзе заболевание передается здоровым шимпанзе, а затем и низшим обезьянам. Так доктор К. Гайдушек и его помощники, проведя множество испытаний на различных видах обезьян, убедительно доказали инфекционную природу куру.

Итак, возбудитель куру находится в мозге! Но только ли там? Чтобы ответить на этот вопрос, у погибших от куру были взяты кусочки различных внутренних органов, приготовленную из них взвесь вводили в мозг здоровым обезьянам. Животные заболевали куру спустя различное время после заражения. Следовательно, возбудитель куру размножается и в некоторых внутренних органах зараженных животных, хотя и не вызывает в них патологических изменений.

Теперь можно попытаться выяснить, что же представляет собой этот загадочный возбудитель куру. Прежде всего его размеры. 10-процентную взвесь мозга погибшего от куру пропускают через специальные фильтры с хорошо известным диаметром пор. Оказывается, если использовать фильтр с диаметром пор 220 нм, то полученный фильтрат (т. е. то, что проходит через фильтр) сохраняет свою инфекционность; фильтр же с диаметром пор 100 нм задерживает возбудителя куру, и введение фильтрата не вызывает у животного развития заболевания. Таким образом, размеры возбудителя куру оказались сходными с размерами большого количества известных вирусов. Мало того, возбудитель куру в течение 5 лет не теряет своих инфекционных свойств, если его хранить при температуре —70 °C.

На основании этих данных возбудителя куру долгое время причисляли к вирусам, однако, как выяснилось, он имеет и ряд отличительных особенностей. Так, например, его не удавалось увидеть в электронном микроскопе. И это, надо признать, долгое время было просто невозможно объяснить. Одной из характерных черт возбудителя куру оказалась его^: необычайная устойчивость к нагреванию по сравнению с большинством известных вирусов. Так, получасовое прогревание при 85 °C, губительное для подавляющего большинства вирусов, не только не разрушает инфекционности возбудителя, но даже не вызывает заметного ее снижения. (Как мы вскоре узнаем, повышенная устойчивость возбудителя куру к нагреванию сыграла роковую роль в распространении заболевания среди людоедов форе.) Но перед этим несколько слов еще об одной чрезвычайно важной особенности этого возбудителя.

Еще при первых попытках познакомиться с возбудителем куру, которые были предприняты упомянутыми нами доктором Зигасом и доктором Андерсоном, в сыворотках крови больных не удалось обнаружить антител к арбовирусам, встречающимся на острове Новая Гвинея. В течение последующих десятилетий изучения возбудителя куру не удавалось обнаружить вообще никаких антител и вообще никаких иммунологических реакций к нему ни в организме больных людей, ни в организме экспериментально зараженных животных. На основании наблюдений было установлено, что продолжительность инкубационного периода при куру у людей колеблется, как правило, от 5 до 10 лет. Становилось все более очевидным, что источником заражения является больной человек, однако оставались неясными пути проникновения возбудителя в организм здоровых людей.

К. Гайдушек вновь и вновь возвращается к мысли, что передача куру связана с ритуалом людоедства. Естественно, первая мысль – возбудитель попадает с зараженной пищей, т. е. через желудочно-кишечный тракт. Пяти шимпанзе через зонд вводят в желудки более чем по 100 инфекционных доз возбудителя куру. Трех из них наблюдали 7 лет, двух других – 12 (!) лет: заболевание не развилось! Что же делать дальше? Где выход? Может быть, стоит попробовать на нечеловекообразных обезьянах? Вновь через зонд вводят возбудитель куру трем на этот раз нечеловекообразным обезьянам: одной обезьяне капуцин, одной – циномольгус и одной – шерстистой. Их наблюдают в течение более чем 4 лет. Увы! Результата нет.

Снова длительные раздумья…

К. Гайдушек внимательно анализирует ритуал людоедства, свидетелем которого он был много раз, прожив не один год среди народности форе. Вот как он это описывает.

«Поедание умерших родственников, в котором главное участие принимали женщины и дети, рассматривалось среди туземцев форе как дань уважения и ритуал траура. Считалось, что с поеданием мозга умершего родственники приобретают его ум и все его добродетели. …Женщины и девушки голыми руками расчленяют трупы умерших. Отделив мозг и мышцы, закладывают их голыми же руками в специально приготовленные бамбуковые цилиндры. В это время мужчины в специально вырытой яме разводят костер для нагревания находящихся там камней. Бамбуковые цилиндры помещают на раскаленные камни и засыпают землей.

В это время женщины обтирают руки о свои тела и волосы, чистят свои раны, расчесывают места укусов насекомых, вытирают детям глаза и чистят им носы. Проходит немного времени, и женщины и дети начинают толпиться вокруг в нетерпеливом ожидании, когда откроют, наконец, цилиндры, извлекут содержимое и начнется пиршество…»

Дети и женщины, участвовавшие в данных ритуалах и принимавшие участие в подобных пиршествах, все обязательно оказывались зараженными куру. Мужчины, напротив, редко участвовали в акте каннибализма. Если мальчик рано покидал общество женщин, поселялся в мужском доме (где и питался) до того, как кто-либо из его родственников умирал от куру, его шансы избежать заражения значительно увеличивались…

Во время одного из описанных выше ритуалов К. Гайдушек ухитряется вложить в один из бамбуковых цилиндров максимальный термометр (термометр, в котором показания, достигнув максимума температуры окружающей среды, фиксируются на этом уровне). Цилиндр был помечен, и после прогрева термометр извлекли. Оказалось, что температура внутри цилиндров при ритуальной термообработке не превышает… 95 °C.

Полученные данные были чрезвычайно важны. Температура 95 °C, понятно, не уничтожала возбудителя куру. Более того, специально проведенная проверка показала, что мозговая ткань внутри бамбуковых цилиндров остается заразительной даже после разведения ее в 10 000 000 раз и более!

Все эти наблюдения наводили на мысль о попадании возбудителя куру в организм человека через участки поврежденной кожи, слизистой или конъюнктивы. И все-таки ученых не оставляли сомнения…

Прошло много лет, и К. Гайдушек с сотрудниками своей лаборатории в г. Бетезда (США) вновь решил попробовать заразить обезьян через рот, но на этот раз без всякого зонда, естественным путем.

Вот как это было проделано. Двух белкообразных обезьян не кормили в течение суток, хотя воды они получали вволю; после однодневного голодания обезьянам скормили по кусочку мозга шимпанзе, погибшей от куру. Кусочки были небольшие – от 6,5 до 21,5 грамма. Ha следующий день и в последующие 4 дня обезьяны получали специальную диету, содержащую свежие и сушеные фрукты, богатое белком сухое печенье, а также по кусочку зараженного мозга. На 3-й день – то же самое; на 4-й и 5-й – вместо кусочка мозга в рацион добавляли по кусочку селезенки, а затем по кусочку почки от той же шимпанзе, погибшей от куру. Одна обезьяна получила в общей сложности 70,5 грамма зараженной возбудителем куру ткани, другая – 56,5 грамма.

Первая обезьяна заболела через 3 года после кормления зараженной тканью. Заболевание у нее протекало очень тяжело: с типичными симптомами куру. Вскрытие также показало развитие типичной для куру картины поражений головного мозга. Что же касается второй обезьяны, то она осталась внешне совершенно здоровой и после гибели своей напарницы. Причины ее спасения могут быть различными. Через несколько строк мы вернемся к этому вопросу и попытаемся в этих причинах разобраться.

С 1957 года людоедство среди народности форе было запрещено, что вскоре привело к резкому снижению смертности от этого заболевания. Однако первой неожиданностью оказалась публикация Стенли Прузинера, Карлетона Гайдушека и Майкла Олперса, в которой описывались 15 свежих случаев куру, развившейся спустя более чем 20 лет после запрета каннибализма. При этом эпидемиологические наблюдения, подробный опрос больных и их родственников, а также сообщения некоторых миссионеров подтверждают, что все описанные учеными больные могли встречаться с возбудителем куру лишь более чем 20 лет назад на пиршествах во время ритуального людоедства. Мало того, недавно появилось сообщение о случае куру спустя 50 (!) лет после запрета людоедства. В чем же причина столь продолжительного инкубационного периода?

Причина, как считают американские исследователи, может заключаться в том, что заболевшие куру люди когда-то в прошлом проглотили с пищей очень маленькие дозы возбудителя (ведь и в опыте не заболела именно та обезьяна, которая получила меньшее его количество). Для накопления в организме заразившихся людей критических количеств возбудителя, способных вызвать первые признаки заболевания, понадобились не годы, а десятилетия.

Для полного представления о причинах этого заболевания необходимо учитывать и роль генетических факторов: недуг поражает только представителей народности форе; порой заболевали более 30 человек на каждую 1000. К этому следует добавить случаи куру у представителей форе, покинувших свои родные места. Все эти наблюдения заставляют признать существование выраженной предрасположенности к куру у туземцев именно восточного плоскогорья Новой Гвинеи. В этой связи большой интерес представляют недавние данные анализа генетических вариантов 3 тысяч аборигенов Новой Гвинеи, в результате которого выяснилось, что замена всего лишь одной аминокислоты в человеческом прионном белке – глицина в 127-м положении на валин, – в одном аллеле защищает от куру и классического варианта болезни Крейтцфельда-Якоба, а при замене в двух аллелях человек становится невосприимчивым ко всем штаммам инфекционного прионного белка. Оказалось также, что если в структуре нормального прионного белка в 129-м положении происходит замена метионина на валин, то при условии такой замены в одном аллеле носитель такой замены будет полностью защищен от всех прионных болезней.

В результате многолетних наблюдений теперь уже твердо установлено, что искоренение ритуального людоедства среди народности форе, за редким исключением, привело к исчезновению случаев куру к 1967 году среди детей моложе 10 лет, к 1972-му – моложе 15 лет, к 1977 году – уже среди взрослых моложе 20 лет, к 1982-му – моложе 25 лет, к 1987-му – моложе 30 лет, к 1997-му – моложе 40 лет, к 2007 году – моложе 50 лет и к 2012 году предполагали полное отсутствие случаев даже с необычно продолжительным инкубационным периодом. И, действительно, уже несколько лет нет сообщений о случаях куру на о. Новая Гвинея.

Учитывая подобную тенденцию, а также тот факт, что возбудитель куру не передается от беременных женщин плодам – больные куру матери рожают здоровых детей, – есть все основания считать, что исчезновение заболевания является окончательным.