Вирусы Происхождение и распростронение Систематизация Грипп

Ведение.
Существуетбольшая группаживых существ, не имеющихклеточногостроения. Этисущества носятназвания вирусов(лат «вирус»- яд) и представляютнеклеточныеформы жизни.Вирусы нельзяотнести ни кживотным, ник растениям.Они исключительномалы, поэтомумогут бытьизучены толькос помощьюэлектронногомикроскопа.
Вирусыспособны житьи развиватьсятолько в клеткахдругих организмов.Вне клетокживых организмоввирусы житьне могут, и многиеиз них во внешнейсреде имеютформу кристаллов.Поселяясьвнутри клетокживотных ирастений, вирусывызывают многоопасных заболеваний.К числу вирусныхзаболеванийчеловека относятся, например, корь, грипп, полиомиелит, оспа. Средивирусных болезнейрастений известнамозаичнаяболезнь табака, гороха и другихкультур; У больныхрастений вирусыразрушаютхлоропласты, и пораженныеучастки становятсябесцветными.
Вирусы открылрусский ученыйД. И. Ивановскийв 1892 г.
Каждаявирусная частицасостоит изнебольшогоколичестваДНК или РНК, т.е. генетическогоматерила, заключенногов белковуюоболочку. Этаоболочка играетзащитную роль.
Известнытакже вирусы, поселяющиесяв клетках бактерий.Их называютбактериофагамиили фагами(греч «фагос»- пожирающий).Бактериофагиполностьюразрушаютбактериальныеклетки и потомумогут бытьиспользованыдля лечениябактериальныхзаболеваний, например дизентерии, брюшного тифа, холеры.
Строенийвирусов даетоснованиесчитать ихнеклеточнымисуществами.Природаи происхождениевирусов.
Современныепредставленияо вирусахскладывалисьпо­степенно.После открытиявирусов Д. И.Ивановским(1892) их считалипросто оченьмелкими микроорганизмами, не спо­собнымирасти на искусственныхпитательныхсредах. Вскорепосле открытиявируса табачноймозаики быладоказана ви­руснаяприрода ящура[Fler F, Frosch P. 1898], а ещечерез нескольколет были открытыбактериофаги[d'Herrelle F., 1917]. Таким образом, были открытытри основныегруппы ви­русов, поражающиерастения, животныхи бактерии.
Однаков течение длительноговремени этисамостоятель­ныеразделы вирусологииразвивалисьизолированно, а наибо­леесложные вирусы— бактериофаги— долгое времясчита­лисьне живой материей, а чем-то вродеферментов. Темне менее, ужек концу 20-х — началу30-х годов сталоясно, что вирусыявляются живойматерией, ипримерно тогдаже за нимизакрепилисьнаименованияфильтрующихсявирусов, илиультравирусов.Это нашло отражениев одной из первыхмо­нографийо них [Hauduray,1936]. Позже приставкиотпали, и укоренилосьныне применяемоеобозначение— вирусы, подкоторым объединиливирусы растений, животных ибактерио­фаги—бактериальныевирусы.
В конце 30-х — начале 40-х годов изучение вирусов продви­нулось настолько, что сомнения в живой их природе отпали, и было сформулировано положение о вирусах как организмах [Burnet F., 1945]. Основанием для признания вирусов орга­низмами явились полученные при их изучении факты, свиде­тельствовавшие, что вирусы, как и другие организмы (живот­ные, растения, простейшие, грибы, бактерии), способны раз­множаться, обладают наследственностью и изменчивостью, приспособляемостью к меняющимся условиям среды их оби­тания и, наконец, подверженностью биологической эволюции, обеспечиваемой естественным или искусственным отбором.
Концепцияо вирусах какорганизмахдостигла своегорас­цвета кначалу 60-х годов, когда быловведено понятие«вирион» каквирусногоиндивидуума[Lwoff A. et al., 1962]. Однаков эти жегоды, ознаменовавшиесяпервыми успехамимолеку­лярнойбиологии вирусов, начался и закатконцепциио виру­сахкак организмах, и эти противоречивыепроцессы (триумфи закат)нашли своеотражение на1-м Международномсимпо­зиуме[Cold Spring Harbor,1962]. Уже тогдаодновременнос введениемпонятия «вирион»были показаны, с одной стороны, отличияих строенияот строенияклеток и дажебыл введентермин«архитектура»вирионов [Caspar,Klug А.,1962]. С дру­гойстороны, былиобобщены факты, указывавшиена совер­шенноотличный отклеток типразмножения, который некото­роевремя называлидизъюнктивнойрепродукцией, подчерки­ваяразобщенность— временнуюи территориальную— синте­загенетическогоматериала(РНК, ДНК)и белков вирусов.В докладена упоминавшемсясимпозиуме[Lwoff A. et al.,1962] был такжесформулированосновной критерийотличия вирусовот других организмов: генетическийматериал вирусовявляетсяодним из двухтипов нуклеиновыхкислот (РНК илиДНК), в товремя как организмыимеют оба типануклеиновыхкислот.
Этоткритерий вдальнейшемоказалсянеабсолютным, так как, во-первых, ДНК-содержащиевирусы в ходерепродукциисинтезируютинформационные(или матричные)РНК, во-вто­рых, РНК-содержащиеретровирусыв ходе репродукциисин­тезируютДНК, а крометого, крупныеРНК-содержащиеви­русы (оспы, герпеса) могутсодержатьнебольшиеколичестваРНК также и ввирионах, анебольшиеколичестваДНК (все же, вероятно, клеточной)обнаруженыв вирионахвирусов гриппа.Основным иабсолютнымкритерием, отличающимви­русы от всехдругих формжизни, являетсяотсутствиеу них собственныхсистем синтезабелка (рибосомныхсистем).
Накопившиесяк настоящемувремени данныепозволяют такжеприйти к выводу, что вирусы неявляются организмами, пусть дажемельчайшими, так как любые, даже минимальныеорганизмы типамикоплазм, риккетсий илихламидий имеютсобственныебелоксинтезирующиесистемы.
Способразмножениявирусов такжеотличаетсяот деления, почкования, спорообразованияили половогопроцесса, кото­рыеимеют местоу одноклеточныхорганизмов, у клеток мно­гоклеточныхорганизмови у последнихв целом. Репродукция, пли репликация, как обычнообозначаютразмножениевиру­сов, происходитдизъюнктивно(последнийтермин нынечаще подразумевается, чем употребляется).Формированиевирионов происходитлибо путем самосборки (упаковкавирусной нук­леиновойкислоты в белковыйкапсид и образованиетаким путемнуклеокапсида), либо с участиемклетки (некоторыелипидсодержащиефаги микоплазм), либо обоимиспособами(оболочечныевирусы). Конечно, противопоставлениемитотическогоделения клеткии репликациине абсолютно, таккак способырепликациигенетическогоматериалаклетки и ДНК-содержащихвирусов принципиальноне отличаются, а если учесть, что и синтезгенетическогоматериала уРНК-содержащихвирусов такжеосуществляетсяпо матричномутипу, тоотносительнымявляетсяпротивопоставлениемитоза и репли­кациивсех вирусов.И, тем не менее, различия вспособах раз­множенияклеток и вирусовнастолькосущественны, чтоиме­етсмысл делитьвесь живой мирна вирусы иневирусы.
Квирусам неприменимы имногие другиепонятия, являю­щиеся«атрибутами»организмов, и, прежде всеготакие фун­даментальныепонятия, как«особь», «популяция»,«вид».
Принятотрактоватьпонятие «вирион»как вирусныйинди­видуум, хотя вирионявляется лишьопределеннойстадией жиз­нивируса, и какраз той стадией, на которойвирус не прояв­ляетжизнедеятельности.Поэтому былодаже предложеноиме­новатьэту стадиюсуществованиявируса вироспорой.Между тем существуетнесколько группвирусов, у которыхгеном не толькофрагментарен(это имеет местои у клетокэукариотов, геном которыхдискретен исуществуетв виде суммыхро­мосом), нои разные егофрагментыразобщены инаходятся вразличныхчастицах. Вируспроявляетинфекционныесвой­ства лишьпри попаданииполного набораразноименныхчас­тиц, числокоторых у вирусоврастений 2—4, ау некоторыхвирусов насекомыхдо 28. Что же представляетсобой вирус­ныйиндивидуумв этих случаях, когда дажепонятие «вирион»не может бытьприменено?
Переходяк анализу активнойжизнедеятельностивируса, котораяцеликом сводитсяк его репродукции, мы обнаружива­ем, что место проникшегов клетку вирионазанимаютлибо голаянуклеиноваякислота его(например, у вирусаполиомие­лита), либо нуклеопротеидныйкомплекс (например, у вирусагриппа), либо болеесложные субвирионныеструктуры(например, у реовируса).Затем происходитсинтез дочернихмолекул вирусногогенома. У многихДНК-содержащихвирусов этотпроцессне только сходенс синтезомклеточной ДНКхромо­сом, но и обеспечиваетсяв значительнойстепени, а иногдапочти полностьюклеточнымиферментами.Причем этоимеет местоне только приобразованиипростых и мелкихвирусов(паповавирусы, парвовирусы), но и присинтезесложных виру­совс большим геномом(герпесвирусы, иридовирусы), у кото­рыхнекоторая долясинтезов ДНКкатализируетсясобствен­нымиферментами.Образующиесяпри этомрепликативныеинтермедиатывряд ли могутбыть охарактеризованыкакви­русныеиндивидуумы: это матрицы, на которыхсинтезируютсямногочисленныекопии дочернихгеномов вируса.У вирусовс геномомв виде однонитевойРНК они либоинформационнобессмысленны, т. е. не кодируютсоответствующиевирусспецифическиебелки (вирусыс позитивнойполярностьюгенома), либо, напротив, содержатгены для вирусныхбелков, так каквирионная РНКне обладаеткодирующимисвойствами.
Нарядус продуктивнымциклом некоторыеДНК-содержащиевирусы (умеренныефаги, паповавирусы, вирус гепатитаВ и др.) могутвступать винтегративноевзаимодействиес клеточнымгеномом, ковалентновстраиваясьв него и, превращаясьв группу клеточныхгенов, которыепередаютсяклеткам – потомкам(у эукариотов)по законамМенделеева.В этом состоянииинтегрированныйвирусный геном, обозначаемыйкак провирус, фактическиявляется группойклеточныхгенов. Если впровирусепроизойдетмутация, делающаяневозможным«вырезание»вирусногогенома из клеточного, такой дефектныйпровирус можетнавсегда статьсоставнойчастью генома.Многие данныепозволяютзаключить, чтогеномы про- иэукариотовимеют в своемсоставе интегрированныегены или геномыв прошломсамостоятельныхвирусов.
Существуетбольшая группаРНК-содержащихретровирусов, у которых наматрице ихгенома синтезируетсякомплиментарнаяДНК. Она в видедвунитевойДНК интегриру­ется(ковалентновстраивается)в клеточныйгеном и в этомвиде являетсяматрицей длясинтеза дочернихмолекул вирионнойРНК и мРНК длясинтеза вирусныхбелков. В обоихслучаях(интеграбельныеДНК-содержащиевирусы, ретро-вирусы)образующийсятакими путямипровирус становится, группойклеточныхгенов.
Этифакты и примерынаглядно иллюстрируютположение онеприменимостипонятия индивидуумак вирусам.
Столь женеприменяемымк вирусам являетсяи понятие популяции, так как внутриклеточнаястадия репродукции, а тем болееинтеграционныепроцессы нацелолишают смыслатрак­товкурепродуцирующегосявируса какпопуляции. Кэтому следуетдобавить данныео дефектныхинтерферирующихча­стицах,«сопровождающих»почти каждуювирусную инфек­цию.Эти частицыпредставляютсобой вирионыс неполнымгеномом, поэтому онине способнык репродукции.Тем не ме­нее, они играютважную биологическуюроль, обеспечиваяперсистенциювирусов винфицированныхорганизмахили в куль­турахтканей. Такимобразом, вирусная«популяция»чаше всегопредставляетсобой суммыполноценныхвирионов иде­фектныхобразований, т. е. фактическимертвого материала.Такого рода«популяции», состоящие изживых и мертвыхосо­бей, невозможнодаже представитьв мире организмов.В не­которыхслучаях суммадефектныхчастиц с дефектамив разныхучастках геномаможет обеспечитьразвитиевируснойинфекции(феномен множественнойреактивации).
Естественно, в случае, еслинет особей, нетпопуляции, трудноввести понятиевида. Этот выводбудет подкрепленда­леесоображениямио происхождениии эволюциивирусов.И, темне менее, этипонятия нашлиприменениев вирусологии.Мыговорим о разныхреально существующихпопуляцияхви­русовна уровне какинфицированныхорганизмов, так и по­пуляцийхозяев вирусов, а современнаямеждународно-признаннаяклассификациявирусов основанана выделенииви­дов, родов и дажесемейств иприменениибиноминальнойно­менклатуры, которая принятадля всех остальныхпредстави­телейорганическогомира. И это нечистые забавы, атеоре­тическиобоснованныеи практическиполезные методическиеподходы.К объяснениюэтих парадоксовмы еще вернемся.
Есливирусы не организмы, то чем же тогдаони являются? Для того чтобыответить наэтот вопрос, необходимоочертить кругбиологическихструктур, которыеможно обозначитькаквирусы.Это легко, еслиречь идет обобычных, общепризнан­ныхвирусах, например, о вирусах оспыили фагеMS2,не­смотряна то, что первыйиз нихимеетгеном — ДНК смоле­кулярноймассой до 240·106, а второй — РНКс молекулярноймассойоколо 1,2·106.Различия междуэтими вирусами, веро­ятно, неменее значимы, чем, скажем, между кишечнойпалоч­койи слоном илихотя бы любойклеткой этогоживотного.Однако мирвирусов ещеболее богат, если не ограничиватьихобщепризнаннымиинфекционнымивирусами.
К числувирусов, несомненно, следует отнестии дефектныевирусы. Дефектнымиявляются многиеонкогенныеретровирусы, так как приобретениеими генов, кодирующихонкогены, частосопровождаетсяделениямиостальныхгенов. В присут­ствииполноценныхвирусов-помощников, обычно близкихк дефектнымбиологически, дефектный вирусможет либореплицироваться(если он не имеетдефект генаполимеразы), либоиспользоватьбелки вируса-помощника(если он имеетдефек­тыгенов внутреннихили оболочечныхбелков). Возможно, ис­пользованиеи белков биологическиотдаленныхвирусов: еслидефектный, по оболочечнымбелкам, ретровирусразмножатьв присутствиивируса везикулярногостоматита, товирионы бу­дутиметь внешнююоболочку последнего.Впрочем, дляэтого дажене надо, чтобыодин из вирусовбыл дефектным: при сме­шаннойинфекции многимивирусами образуютсявирионы, ге­номкоторых заключенв оболочкидругого вируса.
В приведенныхслучаях показанавозможностьрепродук­циидефектноговируса, полученногоиз вирусаполноценного.Носуществуетнесколько группвирусов, которыевсегда де­фектныпо репликациии являютсясателлитамиполноценных, неродственныхим вирусов.Так, аденосателлиты, имеющие собственныйгеном и собственныебелки, реплицируютсяв при­сутствиивирусов-помощников, которыми могутбыть не толь­коаденовирусы, но и герпесвирусы.Все три группы(дефект­ныевирусы и двегруппы вирусов-помощников)являются, ДНК-содержащими.Вирус некрозатабака имеетвирус-сател­лит, геном которогокодирует собственныебелки; оба явля­ютсяРНК-содержащимивирусами. СателлитомДНК-содержащеговируса гепатитаявляетсяРНК-содержащийдельта-вирус.В присутствиилюбого гепаднавирусаон реплицируетсяи образуетнуклеокапсидыиз собственногобелка, которыепокрываютсявнешней оболочкойсоответствующегогепадна­вируса.Во всех этихпримерахнеспособностьреплицироватьсяявляется свойствомгеномов дефектныхвирусов, и этафунк­цияобеспечиваетсявирусами-помощниками.Это своеобразныйпаразитизмвирусов навирусах. Здесьже отметим, чтоде­фектныепо репликациисателлитыявляются наиболеемелки­мивирусами. Так, геном дельта-вирусаимеет молекулярнуюмассуоколо 0,5·106и на одномединственномего гене закоди­рованединственныйкапсидныйбелок.
С сателлитами«сближаются»плазмиды, или, как раньше ихназывали, эписомы, экстрахромосомныефакторы наслед­ственности.Это относительнонебольшие, обычно с молеку­лярноймассой менее107, циркулярные, реже линейные, молекулыДНК, которыечасто обнаруживаютсяв бактериаль­ныхклетках. Онивыполняютразные функциисоответственноимеющимсяна них генам: токсины, убивающиенасекомых; гены, обусловливающиеопухолевыеразрастанияу растений; ферменты, разрушающиеили модифицирующиеантибиотики; факторфертильности— фактическииндуцирующийполовой процессу бактерий —обмен генамимежду хромосомамидвух бактерий.У дрожжей обнаруженыкиллеры (двунитеваяРНК), накоторых «закодированы»токсины, убивающиедрожжевыеклетки, не носящие всебе киллеров.От вирусов, втом числе дефектных, и сателлитовплазмиды имеютдва главныхотли­чия: их гены не кодируютсинтез белков, в которые упакованынуклеиновыекислоты, и репликацияих обеспечиваетсяклет­кой.Плазмиды обычнонаходятся всвободном видев цито­плазме, но могут бытьинтегрированыв геном клетки-носите­ля, последняя можети освобождатьсяот них. Междуплазмидамии обычнымивирусами нетрезких границ.Так, некоторыеплазмидыявно являютсяпроизводнымифагов, утративболь­шуючасть их генови сохранив лишьнекоторые изних. Ряд вирусов, например, вируспапилломыкоров, можетдлительноперсистироватьв виде плазмид— голых молекулДНК. В виде плазмидс полным иличастичноделетированнымгеномом мо­гутперсистироватьвирусы герпеса.С развитиемгенной инженериисталивозможнымиискусственноеполучениеплазмид извирусной ДНК, встройка вплазмиды чужеродныхгенов и дажеискусственноеконструированиеплазмид изфрагментовклеточнойДНК.
К вирусампримыкаютвироиды — возбудителиинфекцион­ныхболезней растений.Они не имеютсущественныхотличии отобычных вирусныхболезней, новызываютсясвоеобразнымиструктурами— небольшими(молекулярнаямасса 120000— 160000)циркулярнымисуперспирализированнымимолекула­миРНК. Во всемостальном этотипичные вирусныеболезни сопределеннымипроявлениями, инфекционностьюпри меха­ническойпередаче, размножениемвироидов взараженныхклетках.
Наконец, с вируснымиинфекциямиимеют сходствоболез­ни животных(овцы, козы) ичеловека (болезнькуру, болезнь, Крейтцфельда— Якоба), выражающиесяв развитииспонги-формныхэнцефалопатий.Предполагают, что эти болезниявляются результатамивыхода из-подконтроля генов, кодирую­щихбелки, которыеявляются и ихпродуктами, и их деренрессорами, и причинойхарактерныхпораженийнервных клеток.
Чтоже объединяетклассическиевирусы, дефектные, виру­сыи сателлиты, плазмиды ивироиды, прионы(так обозна­чаютвозбудителейспонгиформныхэнцефалопатий)? Их объ­единяетто, что все ониявляются автономнымигенетическимиструктурами, способнымифункционироватьтолько в клетках, с разнойстепенью зависимостиот клеточныхсистем синтезануклеиновыхкислот и полнойзависимостьюот клеточныхбелоксинтезирующихи энергетическихсистем, подвергающихсясамостоятельнойэволюции. Еслирассматриватьвирусы в пла­непаразитологии, то их паразитированиеследует признатьне тольковнутриклеточным(какэтоимеет местоу риккетсийи хламидий), а паразитизмомгенетическим, таккаквзаимодей­ствиевируса с клеткойявляется, преждевсего, взаимодействи­емдвух геномов— вирусногои клеточного.Однако такоетол­кованиероли вирусовслишком узкои, как мы постараемсяпоказатьдалее, не отражаетих роли в эволюцииорганическо­гомира. Но преждечем обсуждатьэтот вопрос, целесообраз­норассмотретьсуществующиевзгляды навозможноепроис­хождениевирусов. Поэтому вопросубыли выдвинутытриос­новныегипотезы.
Согласнопервой из них, вирусы являютсяпотомкамибак­терийили другиходноклеточныхорганизмов, претерпевшихдегенеративнуюэволюцию. Согласновторой, вирусыявляютсяпотомкамидревних, доклеточных, форм жизни, перешедшихк паразитическомуспособу существования.Согласно третьей, вирусыявляются дериватамиклеточныхгенетическихструктур, ставших относительноавтономными, но сохранившимзависимостьот клеток.
Возможностьдегенеративнойэволюции быланеоднократноустановленаи доказана, и, пожалуй, наиболееярким примеромее может служитьпроисхождениенекоторыхклеточныхорганелл эукариотовот симбиотическихбактерий. Внастоящее времяна основанииизучения гомологиинуклеиновыхкислот можносчитать установленным, что хлоропластыпростейшихи растенийпроисходятот предковнынешних сине-зеленыхбактерий, амитохондрии– от предковпурпурныхбактерий. Обсуждаетсятак же возможностьпроисхожденияцентриолейот прокариотическихсимбионов.Поэтому такаявозможностьне исключенаи для происхождениявирусов, особеннотаких крупных, сложных и автономных, каким являетсявирус оспы.
Всеже мир вирусовслишком разнообразен, чтобы при­знатьвозможностьстоль глубокойдегенеративнойэволюции длябольшинстваего представителей, от вирусовоспы, герпе­саи иридовирусовдо аденосателлитов, от реовирусовдо са­теллитоввируса некрозатабака илиРНК-содержащегодель­та-вируса— сателлитавируса гепатитаВ, неговоря уж ота­кихавтономныхгенетическихструктурах, как плазмидыили вироиды.Разнообразиегенетическогоматериала увирусов являетсяодним из аргументовв пользу происхождениявиру­совот доклеточныхформ. Действительно, генетическиймате­риалвирусов «исчерпывает»все его возможныеформы: одно- идвунитевыеРНК и ДНК, ихлинейные, циркулярныеи фраг­ментарныевиды. Природакак — бы испробовалана вирусах всевозможныевариантыгенетическогоматериала, прежде чемокончательноостановиласвой выбор наканоническихего формах—двунитевойДНК как хранителегенетическойин­формациии однонитевойРНК как еепередатчике.И все же разнообразиегенетическогоматериала увирусов скореесви­детельствуето полифилетическомпроисхождениивирусов, не­желио сохранениипредковыхдоклеточныхформ, геномкоторыхэволюционировалпо маловероятномупути от РНК кДНК, от однонитевыхформ к двунитевыми т. п.
Третьягипотеза 20—30лет казаласьмаловероятнойи даже получилаироническоеназвание гипотезывзбесившихсяге­нов.Однако накопленныефакты дают всеновые и новыеаргу­ментыв пользу этойгипотезы. Рядэтих фактовбудет обсуж­денв специальнойчасти книги.Здесь же отметим, что именно этагипотеза легкообъясняет нетолько вполнеочевидноеполифилетическоепроисхождениевирусов, но иобщность стольразнообразныхструктур, какимиявляются полноценныеи де­фектныевирусы, сателлитыи плазмиды идаже прионы.Из этойконцепции такжевытекает, чтообразованиевирусов неявилось единовременнымсобытием, апроисходиломного­кратнои продолжаетпроисходитьв настоящеевремя. Уже вдалёкиевремена, когданачали формироватьсяклеточныефор­мы, наряду и вместес ними сохранилисьи развивалисьне­клеточныеформы, представленныевирусами— автономными, ноклеточно-зависимымигенетическимиструктурами.Ныне существующиевирусы являютсяпродуктамиэволюции, какдревнейшихих предков, таки недавно возникшихавтономныхгенетическихструктур. Вероятно, хвостатые фагислужат при­меромпервых, в товремя какR-плазмиды— примеромвторых.
Основнымположениемэволюционнойтеории Ч. Дарвинаявляетсяпризнаниеборьбы засуществованиеи естественногоотборакак движущихсил эволюционногопроцесса. ОткрытияГ. Менделяи последующееразвитие генетикидополнилиос­новныеположенияэволюционнойтеории учениемо наслед­ственнойизменчивости, имеющей случайный, стохастический, характер, в частностио мутациях ирекомбинациях, которые являются«материалом»для естественногоотбора. Последую­щееразвитие молекулярнойгенетикиматериализировалопо­нятие генаи химическихоснов мутацийи рекомбинаций, включаяточечные мутации, вставки, делеции, перестройкуи т. п.Однако справедливоотмечалось, что молекулярнаяге­нетикахорошо объяснялалишь процессымикроэволюциипреимущественнов пределах мираи плохообъяснялапро­цессымакроэволюции— образованиекрупных таксономичес­кихгрупп, являющихсяосновой прогрессивнойэволюции.
Дляобъяснениямолекулярныхоснов этихпроцессов, атак­жереальных темповэволюции былапредложенатеория дупликациигенов и геномов[OhnoC., 1970].Эта концепциясо­ответствуетнаблюдаемымфактам и хорошообъясняетэво­люциюорганическогомира на Земле, в частности, появлениепозвоночных(хордовых) и ихдальнейшуюэволюцию отпри­митивныхбесчерепныхдо человека.Поэтому этаконцепциябыстрополучила признаниесреди биологов, изучающихмоле­кулярныеосновы эволюции.
Нарядус этим накопилосьзначительноечисло фактов, сви­детельствующихо существованиив природе вшироких мас­штабахобмена готовымиблоками генетическойинформации, в том числеу представителейразных, эволюционнодалеких вирусов.В результатетакого обменамогут быстрои скачко­образноизменятьсянаследственныесвойства путемвстраива­ниячужеродныхгенов (заимствованиегенной функции).Но­выегенетическиекачества могутвозникнутьтакже благода­рянеожиданномусочетаниюсобственныхи интегрированныхгенов (возникновениеновой функции).Наконец, простоеуве­личениегенома за счетнеработающихгенов открываетвоз­можностьэволюции последних(образованиеновых генов).
Особаяроль в обеспеченииэтих процессовпринадлежитвирусам— автономнымгенетическимструктурам, включающимкакконвенционныевирусы, так иплазмиды. Этамысль былавы­сказанав общихчертах [AndersonN., 1970], азатем развитаболееподробно [ЖдановВ. М., ТихоненкоТ. И., 1974].
Основнойидеей этойконцепцииявляется нетолько призна­ниевирусов внутриклеточными(генетическими)паразитами, но и квалификацияих как важныхфакторов эволюцииорга­ническогомира, причемне только наранних(умеренныефаги, плазмиды), но и на поздних(ретровирусы)стадиях эво­люции.Участие в нейвирусов позволяетобъяснитьнекоторые фактыобнаруженияодинаковыхгенов у эволюционнодале­кихдруг от другатаксономическихгрупп. Образновыражаясь, вирусыявляютсяраспространителямипередовогоопыта в био­сфере.

Антигеннаяизменчивостьвируса гриппаи аспекты ееизучения.
Решениеполученияэффективныхаттенуированныхвариантоввируса грипптормозитсяиз-за уникальнойпластичностии изменчивостиего антигенныхсвойств. Почтиежегодныеэпидемии гриппачерез разныеинтервалыпринимаютглобальныйхарактер. Впоследние годыинфектом, вызывающимпандемии, являетсявирус гриппаА. Анализ антигенныхсдвигов внутрикаждого из трехего типов показывают, что изменениеантигенногосостава штаммоввирусов типаАО к типу Апроисходилопостепенно, а переход оттипа А1 к А2 балрезким.
Послетого как в 1957 гбыло зафиксировано, что в природепоявился новыйсерологическийтип А2, он некотороевремя казалсястабильным, хотя небольшиеизменения были.Но уже в 1964 г онистали значительными, а после эпидемиив Гонконгевирусы отличалисьна столькорезко, что возниклопредположениео возникновениинового антигенноготипа А. В процессеэволюции вирусаизменялисьне только антигенныесвойстваповерхностныхбелков, но идругие признаки.У штамма вирусагриппа, выделенногово время эпидемии1971-1972 г., в отличиеот циркулировавшихранее штаммовзначительноповысиласьрепродуцирующаяи нейраминидазнаяактивность, резко возрослатермостабильностьвирусов и появиласьспособностьрегулярновызывать вирусемиюу мышей (Закстельскаяи др., 1969; Соколов, Подчерняева,1975).
Еслираньше вирусытипа В отличалисьотносительнойстабильностью, то с 1967 г. наблюдаетсяего непрерывноеизменение(Seihachiro, Mitsuo, 1974).В апреле – мае1974 г. были выделеныновые штаммывируса гриппа, из них В/Гонконг15/72 рассматриваютсякак новый вариант, а другие – какпромежуточныемежду старымии новыми штаммами, что позволяетпересмотретьданные об антигеннойстабильностивируса гриппаВ и предположитьпоявлениенового серотипа.
Такимобразом, вырисовываетсякартина значительныхантигенныхизмененийвнутри типовА и В. Это, естественно, привлекаетпристальноевнимание ученых, занимающихсяпроблемойгриппа. Посколькудаже наличиенапряженногоиммунитетанаселения неможет статьпричиной столькрупных антигенныхизмененийвируса гриппа, была выдвинутагипотеза опериодичностивозникающихрекомбинациймежду вирусамигриппа человекаи животных, атакже междувирусами человекаи птиц. Приразработкеэтой гипотезывыяснилось, что гриппомв естественныхусловиях болеютсвиньи, лошади, индейки, цыплята, утки, крачки, и список этотпродолжаетпополняться.В сывороткекрови у нихимеются антителак вирусам гриппачеловека. Этонеудивительно, так как фрагментарностьгенома вирусагриппа обуславливаетсявозможностьне тольковнутривидовой, но межвидовойрекомбинации.
Препаративноеразделениенейраминидазыи гемагглютининаоткрываетперспективыуглубленногоанализа взаимосвязимежду отдельнымипризнаками.Некоторыеисследователи(Webster a. o., 1973; Гореви др., 1974) отмечают, что вирус — рекомбинантодновременнос гемагглютининомприобретаетвирулентности.Имеется наборрекомбинантов, с заданнымигемагглютинином и нейраминидазой.
Внастоящее времямногие вирусологическиелабораториимира изучаютэпизоотиигриппа и анализируютантигенныесвязи с гриппомчеловека. Работыв этом направлениикоординируютсяи стимулируютсяВОЗ. Сложностьуказаннойпроблемы диктуетнеобходимостьнеоднозначногоподхода к еерешению. Параллельныепоиски другихподходов кэтому вопросуне следуетрассматриватькак альтернативные.
В40-50 годах былоэкспериментальнодоказановозникновениеантигенныхвариантов припассированиивируса в организмеиммунизированныхживотных (Archetti,Horsfoll, 1960). Этиизменения былидовольно стойкими, вирусы сохранялисвою новуюантигеннуюспецифичностьв серийныхпассажах inovo и в отсутствиииммуносыворотки.Более того, длительныепассажи вирусагриппа черезорганизмынеиммунезированныхздоровых животныхменяют егобиологическиесвойства. Например,K. Paucker (1960) в процессепассажей штаммаPR8 длительнополучал вирус, антигенноотличный отисходного ине похожий надругие типывируса гриппа.Автор полагает, что между 103 и107 пассажамиобразовалсямутант, заменившийвпоследствииисходный вирус.Аналогичныеданные приводятK. Zgozelska и др. (1973).
Здесьмы видим проявлениеосновногозакона развитиялюбой популяции, в том числе ивирусной, −генофонд популяциисо временемменяется: содной стороны, он обедняетсяв результатевымиранияорганизмов, заключающихотдельные гены, а с другой −обогащаетсяблагодарямутациям, дающимначало новымгенам.
РаботыS. Fazekas de Sent Groth, C. Hannoun (1973)по селекцииспонтанныхантигенныхмутантов вирусагриппа А под«иммунопрессом»(т. е. в присутствиииммуносыворотки)позволиливоспроизвестииерархическийпорядок вирусоввнутри каждоготипа. Причемво всех своихвыводах оносновывалсяна показателяхперекрестнойРЗГА. В опытахпо отбору позднихмутантов, полученныхс помощью антител, ему удалосьвоспроизвестиестественныйпроцесс селекцииэпидемическихштаммов. Он жепредложилпростую модельвзаимодействияантитела сантигеном.Автор представилантигеннуюзону белковойоболочки вирусав виде небольшогочисла аминокислотныхбелковых цепей, выступающихза поверхностьвируса. Схематичноэто имеет видвилки с зубьямиразной длиныи ширины, асоответствующиеантитела представляют собой полости, комплиментарныепо отношениюк некоторымили ко всемзубьям. Такимобразом, контактантисывороткис родственнымантигеномприводит кэлиминациигомологичныхантигенов, ив популяцииостаются антигены, имеющие некомплементарныеучастки, т. е.мутанты.
Эта схемапредставляетлогическоеразвитие основныхположенийиммунологии, сложившихсяв 40-х годах, овзаимодействииантигена иантитела итеории биосинтезаантител. Согласноэтим работам, активная группаантител обладаетконфигурацией, дополнительнойк конфигурациидетерминирующейгруппы антигена.Предполагалось, что эти группыотносятся другк другу какпредмет к своемузеркальномуотражению. K.Landsteiner (1946) были поставленыопыты с искусственнымантигеном, полученнымкомплексированиеммолекул белкас различныминизкомолекулярнымисоединениями, которые показали, что специфичностьэтого антигенаможет определятьсялишь небольшойгруппой, присоединеннойк белку. Антитела«не узнают»антиген, еслион отличаетсятолько положениемметильнойгруппы в ароматическомядре от того, которым былостимулированообразованиеэтих антител, или пространственнымположениемгидроксила(Бойд 1969).
Такимобразом, возвращаяськ вопросу антигеннойизменчивостивируса, можноконстатироватьселекционнуюроль антителв этом процессе.Как возникаютмутантныечастицы в вируснойпопуляции –это один извопросов, накоторый необходимоответить дляпониманияэволюции вирусовгриппа.
Любаявирусная популяциясодержит спонтанныемутанты, возникшиев результатедействия внешнихили внутреннихфакторов. Взависимостиот приобретенныхсвойств мутантможет иметьпреимуществов размножениии преобладатьв популяции.В некоторыхслучаях можноуловить тотфактор, которыйсыграл решающуюроль в возникновениимутанта. Наибольшийинтерес дляисследователей, занимающихсяпроблемойгриппа, представляетпандемия 1918 г., поскольку вирусее был чрезвычайнопатогеннымдля человека.Ретроспективныйанализ этоговируса наводитнекоторыхисследователейна предположение, что пандемиябыла вызванавирусом гриппасвиней, выделеннымв 1930 г. так какштаммы имеютантигены, родственныеантигенамвирусов свиней.Согласно другойточки зрения, повышениеактивностивируса вызванопоявлениеммутантныхчастиц поддействиемиприта, которыйприменялсяво время ПервойМировой войны, т. е. перед пандемическойволной гриппа(Блашкович1966). Действительно, иприт – чрезвычайносильный биологическиактивный химическийагент. Его мутагеннаяактивностьвпервые былапоказана C.Auerbach и T. M. Robson (1946). Тогдаже было выяснено, что иприт оказываетпрямое мутагенноедействие нахромосомы.Позднее былоустановлено, что иприт способенвызывать мутацииу вирусов ибактерий.Следовательно, возможная егороль как мутагенногоагента не исключена, если принятьво внимание, что химическиеи физическиефакторы могутвызывать генетическиеизменениябиологическихобъектов всехступеней развитияи вирусы, по-видимому, не составляютисключения.
К числуфакторов, которыев естественныхусловиях могутявляться мутагенами, относятсяфармакологическиепрепараты.Имеются работы, в которыханализируетсясвязь тератогеннойактивностии химическойструктурымолекул лекарственныхвеществ; умикроорганизмовнаблюдаетсяаналогичноеявление повсеместноговозникновениялекарственноустойчивыхмутантных форм.В разгар заболеваниягриппом, когдапроисходитрепродукциявируса в организме, больные принимаютлекарства, представляющиесобой синтетическиехимическиесоединения.
Известно, что противовирусныеагенты достаточноэффективнытолько в томслучае, еслиони способныизбирательноподавлятьсинтез нуклеиновыхкислот, т. е.соприкасаютсянепосредственнос генетическимаппаратом.По-видимому, в силу особенностейгенома вирусагриппа граньмежду чистопротивовирусными мутагеннымвоздействиемхимическихсоединенийлегко переходима.
Нашиэкспериментыпо изучениювлияния химическихсоединенийна антигеннуюспецифичностьвирусов гриппа, относящихсяк серотипу АО, показали, чтонекоторыесоединенияиз классасупермутагенов, могут вызватьизменения, невыходящие запределы гомологичногосеротипа. Вчастности, двапервых представителянитрозоалкилмочевининдуцировалимутации поэтому признаку(Чуланова, 1968; Ахматуллинаи др. 1974). Мы пользовалисьпредложеннойнами модификациейРЗГА, котораяпозволялаустанавливатькоэффициентАп и, основываясьна нем, определятьстепень различияв антигеннойспецифичностидикого и мутантныхвирусов.
Экспериментыс большим наборомхимическихсоединенийвыявили срединих другойагент – 1,4-бис-диазоацетилбутан, активный вмутации попризнаку антигеннойспецифичности.Мы использовалитакже методиммунпресса, после воздействиямутагеном вируспассировалив присутствиигомологичнойсыворотки.Неизмененныевирусные частицынейтрализовываликомплиментарнымиантителами, а для индуцированныхмутантов создавалиселективныеусловия. Полученныеантигенныемутанты былиизучены вперекрестнойРЗГА с сывороткойк дикому и мутантномувирусу и в реакциипреципитациии свидетельствовалио значительныхантигенныхсдвигах.
Такимобразом, дальнейшееэкспериментальноеизучениеиндуцированныхмутантов сприменениембольшого наборахимическихсоединенийпозволит внестисведения визучаемуюпроблему.

Грипп.Лечение ипрофилактика.
Грипп – остроеинфекционноезаболеваниеверхних дыхательныхпутей. Сам посебе опасный, грипп усугубляеттечений другиххроническихзаболеванийи вызываетсерьезныеосложнениясо сторонысердечно-сосудестойи центральнойнервной систем, органов пищеварения, почек, и др. Наиболееопасен гриппдля детей илюдей преклонноговозраста. Быстротараспространениягриппа, тяжестьзаболевания, частота осложнений, иногда смертельныйисход,- все этоделает профилактикуего особенноважной. Люди, занимающиесяспортом, гимнастикой, значительнореже подвергаютсявоздействиямвируса гриппа.Известно несколькоразновидностейвируса гриппа– А, В, С, и др.; подвоздействиемфакторов внешнейсреды их числоможет увеличится.В связи с тем, что иммунитетпри гриппекратковременныйи специфичный, возможнонеоднократноезаболеваниев один сезон.По статистическимданным, ежегодноболеют гриппомв среднем 20-35%населения.
Источникоминфекции являетсябольной человек; больные легкойформой какраспространителивируса, наиболееопасны, так каксвоевременноне изолируются– ходят на работу, пользуютсягородскимтранспортом, посещают зрелищныеместа.
Инфекцияпередаетсяот больногок здоровомувоздушно-капельнымпутем при разговоре, чихании, кашлеили через предметыдомашнегообихода.
Скрытыйпериод пригриппе длитсяот 1 – 12 часов до3 суток. Заболеваниеначинаетсяостро: резкоеповышениетемпературыдо 38-400, озноб, головная боль, боли в костяхи мышцах, общаяразбитость; возникают болии першение вгорле, расстройствовкуса и обоняния; через 12-24 часапоявляютсявыделения износа.
Температурадержится 1-3 суток, иногда до 6-7 суток.Как правилок концу первойнедели температуранормализуется.При правильномлечении и уходевыздоровлениенаступает через7-9 дней.
При подозрениина грипп заболевшегоследует изолироватьи уложить впостель. Этонадо сделатьдо приходаврача. Учитывая, возбудителигриппа оченьнеустойчивыво внешнейсреде и легкоразрушаютсяпод воздействиемкислорода идезинфицирующихсредств, комнатунеобходиморегулярнопроветривать.Не реже одногораза в деньпроводитьвлажную уборкупомещения сиспользованиемхлорной извести, формалина, соды, хлорамина, хозяйственногомыла.
Больнойдолжен иметьиндивидуальнуюпосуду. Столовуюи чайную посудубольного надомыть кипяткомс питьевойсодой илиобрабатывать5%-ым растворомхлорамина.Обязательнасистематическаядезинфекциянательногои постельногобелья больногопутем кипяченияв мыльном растворе.
Все лекарственныйпрепараты, назначенныеврачом, следуетхранить в специальноотведенномместе. Помимолекарственныхпрепаратов, во всех периодахзаболеванияцелесообразнообильное питье: чай с медом илилимоном, клюквенныйморс, теплоемолоко, фруктовыеи овощные соки.Пища должнабыть калорийной.Необходимострого соблюдатьуказания врача.Самолечениенедопустимо.Лекарства безназначенияврача приниматьнельзя. Особенноследует предостеречьв отношенииантибиотикови сульфаномидов– на вирус гриппаони не действуют, а при самовольномприеме, и неточныхдозировкахмогут даватьаллергическиереакции. А вотчем можновоспользоватьсябезболезненно, так это ножныеванны, горчичники, лук, чеснок.Выделяясь черезлегкие, эфирныемасла, содержащиесяв луке и чесноке, увеличиваютотделение слизи и тем самымспособствуютболее легкомуотхаркиваниюпри заболеванииорганов дыхания.
Здравоохранениерасполагаети рядом специфическихантигрипозныхсредств, к числукоторых относитсяв первую очередьживая вакцинаи специальнаясыворотка, Содержащиезащитные белки.Внедрены впрактику препараты– интерферон, оксолиноваямазь.
Закаливание, рациональноепитание, свежийвоздух, своевременноелечение хроническихзаболеванийпомогут вамв профилактикепростудныхзаболеваний, в частности, гриппа.