Вирус гриппа человека, открытый в 1933 году, до сих пор вызывает сезонные эпидемические вспышки, а иногда и пандемии, периодически носящие характер мировых эпидемических катастроф.
Ежегодная заболеваемость гриппом превышает заболеваемость, вызываемую всеми (!) инфекционными агентами, вместе взятыми.
Со времени открытия в 1933 году англичанами Смитом, Эндрюсом и Лейдлоу вируса гриппа и до начала 70-х годов прошлого века он рассматривался лишь как возбудитель острого инфекционного заболевания, признаки которого, к сожалению, известны почти каждому жителю нашей планеты. Да и механизм распространения вируса гриппа, казалось, не представляет большого секрета. Размножаясь в клетках верхних дыхательных путей, вирус при кашле, чихании и даже разговоре разбрызгивается с капельками слюны и слизи в окружающей среде. Вдыхание находящимся поблизости здоровым человеком зараженного воздуха и таит в себе прямую угрозу распространения заболевания. Такой воздушно-капельный путь передачи вируса хорошо объясняет быстрое распространение гриппа во время эпидемий и резкое усиление заболеваемости в холодное время года в связи с повышенной скученностью людей, особенно в крупных городах.
В течение долгого времени подобное объяснение основных закономерностей гриппозных эпидемий казалось вполне достаточным. Но в этой стройной системе оставалось одно «белое пятно» — не было конкретного ответа на вопрос: куда девается и где сохраняется вирус гриппа в период между эпидемиями? Ведь грипп — заболевание сезонное!
Число необъяснимых явлений увеличивалось. Так, накапливалось все больше сведений о вспышках гриппа среди людей, долгое время находящихся в изолированных коллективах: чабаны, зимовщики, участники экспедиций, геологи, новобранцы военных лагерей. Изолированность подобных групп людей исключала возможность контактов с больным человеком. К тому же вспышки в таких изолированных коллективах нередко наблюдались в периоды между эпидемиями в данной стране или области.
А вот еще один интересный пример. Английские исследователи Д. Миллер и Дж. Ли подметили, что крупнейшей эпидемии гриппа в Англии в 1967–1968 гг. предшествовали небольшие вспышки этой болезни на северо-западе страны, за которыми последовала длительная пауза. Но последующее развитие эпидемии характеризовалось одномоментностью охвата заболеванием сразу большого числа людей на обширных территориях. По мнению исследователей, в период эпидемической «паузы» вирус гриппа продолжал рассеиваться и формировал латентную инфекцию у множества людей. Вот почему после изменения метеорологических условий сформировалась благоприятная среда для перехода скрытой инфекции в клинически выраженную (помните активацию вирусов?) сразу у большого количества людей. Этим и объяснялся «взрывоподобный» характер эпидемии, в которую тогда были вовлечены два миллиона жителей Британских островов.
Развивая эту гипотезу, Р. Хоуп-Симпсон и П. Хиггенс пошли дальше своих соотечественников. Они предположили, что после каждой эпидемии гриппа остаются мощные резервуары латентной гриппозной инфекции среди населения. Постепенно это приводит к возникновению всемирного «пула» скрытой гриппозной инфекции, что в свою очередь создает благоприятную обстановку для новых эпидемий в результате активации данного вируса под влиянием изменившихся погодных условий (похолодание, высокая влажность).
Итак, накапливались факты, не укладывавшиеся в существовавшие представления о путях передачи вируса гриппа. А между тем понятие «латентная гриппозная инфекция» продолжало оставаться гипотетическим. С какого же конца подойти к распутыванию этого клубка?
Мне казалось, что работу надо начинать с выяснения вопроса, представлявшегося главным: обладает ли вирус гриппа в принципе способностью формировать латентную инфекцию? Практическое решение этой задачи я и мои сотрудники начали с помощью клеточных культур, являющих собой, как известно, максимально упрощенную двухкомпонентную биологическую систему «клетки — среда». Каждая из составляющих такой биологической системы может быть легко подвергнута строгому количественному учету.
Поздней осенью 1968 года вирусом гриппа мы заразили первые культуры клеток, которые, как говорится, «были под рукой». По счастливой случайности, это были клетки, считавшиеся не чувствительными к вирусу гриппа, т. е. обычными для таких случаев методами в них нельзя было обнаружить вирусного размножения, и вирус, соответственно, не вызывал разрушения таких культур.
Действительно, зараженные клетки «хранили гордое молчание» — размножались в матрасах и не обнаруживали ни малейших признаков дегенерации. Мы продолжали пассировать клетки, перевивая один раз в неделю на новые матрасы. Казалось бы, такая работа не сулила ничего нового. Но вот после трех пассажей в поведении клеток была подмечена неожиданная странность: пересевы уже недостаточно было делать один раз в неделю — за этот срок клеток стало нарастать так много, что они образовывали не однослойный «ковер», а многослойный «пирог». К таким когда-то зараженным клеткам присмотрелись внимательнее и обнаружили, что они отличаются от контрольных (никогда не заражавшихся) явно чуть-чуть более крупными размерами. Специально проведенные опыты установили заметное повышение скорости размножения зараженных клеток и, действительно, увеличение в 1,5 раза их размеров. Такие клетки уже не стоило выбрасывать — в них явно что-то происходило. Поэтому был сделан следующий шаг: клетки исследовали с помощью метода флуоресцирующих антител. После обработки противогриппозными антителами в них наблюдалось свечение, а это означало, что в клетках находится белок (антиген) вируса гриппа. А ведь эти клетки уже полгода размножаются в лаборатории после их первоначального заражения вирусом…
Памятуя, что единственным прямым доказательством вирусной персистенции в любой биологической системе служит выделение самого персистирующего вируса, мы приступили к поискам. Последовала полоса сплошных неудач. Шли месяцы. Спустя еще полгода вирус гриппа был, наконец, выделен из таких внешне нормальных здоровых клеток.
Если попросту подвести итог этим результатам, то все это выглядит не так уж и безобидно. Ну, в самом деле: зараженные вирусом гриппа клетки благополучно себе поддерживали размножение вируса гриппа, который молча выделялся в окружающую среду, и внешне это привычно никак не проявлялось, то есть не было признаков инфекции — гибели клеток. Конечно культура клеток — это не организм, и пока нечего паниковать, но все-таки это биологическая система. А если из другой биологической системы — организма — тоже будет молча выделяться инфекционный вирус, то это событие должно будет оцениваться уже по-другому.
Итак, возможность выделения инфекционного вируса гриппа из культур клеток, зараженных год и даже два года назад, доказывала способность этого вируса формировать латентную инфекцию.
Грипп давно перестал быть только болезнью человека. От этого недуга страдают свиньи, коровы, лошади, собаки, индейки, куры, утки. А несколько лет назад, как уже упоминалось нами ранее, вирус гриппа был даже выделен из организма кита (правда, осталось неизвестным самочувствие гиганта, а потому до сих пор неясно, был ли он больным или латентно инфицированным).
Таким образом, приступая к изучению возможности существования латентной гриппозной инфекции в организме, мы располагали значительным выбором объектов исследования. Остановились на мышах — дешевых и легкодоступных лабораторных животных.
Работа на мышах имела свои неоспоримые преимущества. Как это ни покажется неожиданным, но картина гриппа у людей и у мышей весьма схожа: у тех и у других заражение происходит через верхние дыхательные пути; инкубационный период (в зависимости от заражающей дозы) составляет от нескольких часов до трех дней; неосложненный грипп протекает в течение семи дней; при высокой дозе заражения развивается гриппозная пневмония, при которой вирус в очень высокой концентрации накапливается в ткани легких и которая часто заканчивается летально. Более того, было известно, что у выживших после заражения мышей вирус из организма можно выделять максимум до 12-го дня от момента его введения, не позднее. Следовательно, если у выживших после заражения животных формируется латентная гриппозная инфекция, то для ее доказательства необходимо суметь выделить вирус гриппа после 12-го дня. Как же практически это сделать?
Первая мысль, которая пришла в голову, состояла в следующем: конечно же, персистирующий вирус не может находиться в организме в концентрациях столь высоких, как это имеет место при острой инфекции. Поэтому, чтобы извлечь его из клеток легочной ткани (а там его концентрация оказывается наивысшей), ее разрушение должно быть по возможности более полным. Обычно вирус из легких (да и любых других органов) зараженных мышей извлекают растиранием этих органов со стеклянным порошком или кварцевым песком. Теперь это начали делать с электрокорундом — специальным абразивным материалом, уступающим по твердости лишь алмазу. Эффективность разрушения клеток легких с помощью электрокорунда действительно оказалась в 100 раз выше, но персистирующий вирус тем не менее обнаружить не удалось.
Тогда подозрение пало на противогриппозные антитела. Через 12 дней после заражения они накапливаются в крови в значительных количествах. А раз так, то, возможно, при разрушении богато снабжаемой кровью легочной ткани присутствующая в них кровь, насыщенная антителами, нейтрализует выходящий из разрушающихся клеток вирус, и потому не удается его обнаружить. Поэтому перед разрушением легкие предварительно освободили от крови, промывая через сосуды солевым раствором. Но, увы, и эта процедура не помогла.
На этом этапе, находясь на грани отчаяния, вспомнили о клетках, вырабатывающих в каждом организме антитела. Такие антителообразующие клетки могут находиться не только в крови, но и в различных органах, особенно там, где перед этим развивался воспалительный процесс. Конечно же, у выживших мышей, перенесших несмертельную пневмонию, воспалительный процесс имел место в легких. Воспаление прошло, а клетки могли остаться. И если в процессе разрушения легочной ткани разрушить и такие клетки, то из них выйдут противогриппозные антитела, которые также нейтрализуют персистирующий вирус, и вновь ничего не будет обнаружено. Снова опыты. Но на этот раз легкие выживших мышей спустя два месяца после заражения тщательно отмывают от крови, а в фарфоровые ступки перед растиранием легких с электрокорундом добавляют антитела против… мышиных антител. Теперь легочную ткань можно разрушать. Полученный экстракт вводят куриным эмбрионам. А через 48 часов инкубации таких эмбрионов при 37 °C в них обнаруживают… инфекционный вирус гриппа!!!
Итак, из организма выживших после заражения внешне совершенно здоровых мышей через два месяца был выделен инфекционный вирус гриппа. Следовательно, у мышей формируется латентная гриппозная инфекция после перенесенного заболевания и в организме у них персистирует инфекционный вирус гриппа.
Подытожим полученные результаты наших исследований:
1) необычно продолжительный инкубационный период заболевания — 3 недели;
2) длительное клиническое течение — 3 месяца;
3) необычность повреждения органов и тканей — первично-дегенеративный процесс без воспаления;
4) неизбежный смертельный исход.
Как вы помните, это и есть четыре характерные признака медленных инфекций. Отсюда вывод — вирус гриппа в результате внутриутробного заражения плода может вызвать в организме потомства мышей развитие типичной медленной инфекции.
В этой истории речь идет еще об одной медленной вирусной инфекции мышей, но вызывает-то ее вирус гриппа! Тот самый вирус гриппа, которому доступны практически все уголки земного шара (и даже его водная часть — вспомним кита).