Межвидовой барьер. Неизбежное будущее человеческих заболеваний и наше влияние на него - Дэвид Куаммен

контактом с заболевшим и появлением первых симптомов была примерно двухнедельная задержка (сейчас мы называем это инкубационным периодом). Роберт Кох, учившийся у Якоба Хенле в Гёттингене, продвинулся дальше наблюдений и предположений в своих экспериментах 1870-х и 1880-х гг., открыв микробы-возбудители сибирской язвы, туберкулеза и холеры. Открытия Коха, Пастера, Джозефа Листера, Уильяма Робертса, Джона Бёрдона-Сандерсона и других подвели эмпирическую базу под вихрь идей конца XIX в., которые сейчас часто объединяют под названием «микробной теории» болезней, которая заместила собой прежние идеи о вредных испарениях, передающихся между людьми ядах, дисбалансе влаг, заразном гниении и колдовстве. Но микробы, с которыми работали Кох, Пастер и Листер (не считая гениальной догадки Пастера о бешенстве), были бактериями.

А бактерии вовсе не так непостижимы. Их видно в нормальный микроскоп. Их можно вырастить в чашке Петри (изобретении Юлиуса Петри, ассистента Коха), содержащей питательную среду – агар-агар. Они были больше в размерах и понятнее, чем вирусы.

Следующее важнейшее озарение пришло из агрономии, а не медицины. В начале 1890-х гг. русский ученый Дмитрий Ивановский из Санкт-Петербурга изучал мозаичную болезнь табака, которая вызывала немало проблем на табачных плантациях Российской империи. «Мозаичные» пятна на листьях, в конце концов, приводили к замедлению роста и увяданию, что снижало и производительность, и доходы табачников. Предыдущие работы показали, что это инфекционная болезнь – она передается от одного растения другому, если его смазать соком из зараженных листьев. Ивановский повторил эксперимент с заражением, но добавил еще один шаг. Он пропустил сок через фильтр Шамберлана, устройство, сделанное из неглазурованного фарфора с маленькими порами, которое очищает воду, не пропуская бактерии. Сообщение Ивановского, что «сок листьев, зараженных мозаичной болезнью табака, сохраняет инфекционные свойства даже после фильтрации»[153], стало первым в истории определением вирусов: заразные, но «фильтрующиеся», то есть настолько маленькие, что проходят даже там, где не могут пройти бактерии. Вскоре после этого голландский ученый Мартин Бейеринк независимо от Ивановского получил тот же самый результат, а потом пошел еще дальше. Разбавив отфильтрованный сок зараженного растения и обработав этим раствором другое растение, Бейеринк обнаружил, что зараза, чем бы она ни была, сохраняет полную силу даже после разбавления. Это означало, что она размножается в живых тканях второго растения, а это, в свою очередь, значит, что она не токсин – не ядовитое выделение, которое, например, производят некоторые бактерии. При уменьшении объема токсина уменьшается и его действенность – он не может спонтанно восстановить силу. А эта штука восстанавливала, но при этом в контейнере с фильтрованным соком сама по себе не росла. Ей нужно было что-то другое. Само растение.

В совокупности работы Дмитрия Ивановского, Мартина Бейеринка и еще нескольких коллег показали, что мозаичная болезнь табака вызывается некой сущностью, которая меньше бактерии, не видна в микроскоп и способна размножаться внутри – и только внутри – живых клеток. Собственно, это и есть самое простое описание вируса, хотя к тому моменту вирусов никто еще так и не увидел. Бейеринк предположил, что патоген мозаичной болезни табака жидкий и назвал его contagium vivium fluidum («заразной живой жидкостью»). Дальнейшие работы, в том числе проделанные с помощью электронного микроскопа, изобретенного в 1930-х гг., доказали его неправоту. Вирус – это не жидкость, а твердые, пусть и очень мелкие частицы.

Пока что мы говорили о растениях. Первый вирус животных обнаружили при изучении ящура, еще одной неприятнейшей проблемы сельского хозяйства. Коровы и свиньи легко передавали его друг другу, и их приходилось либо забивать, либо они умирали сами. Фридрих Лёффлер и Пауль Фрош, работавшие в университете на севере Германии, доказали в 1898 г., воспользовавшись тем же методом фильтрации и разбавления, что и Бейеринк, что возбудитель ящура тоже может проходить сквозь фильтры и размножается только в живых клетках. Лёффлер и Фрош даже отметили, что это может быть лишь один представитель целого класса патогенов, пока еще не открытых, и которые, возможно, даже заражают людей, вызывая такие болезни, как оспа. Но первой человеческой инфекцией, которая была признана вирусной, стала не оспа, а желтая лихорадка в 1901 г. Почти в то же самое время, когда Уильям Горгас решил практические проблемы с желтой лихорадкой на Кубе, уничтожив комаров, Уолтер Рид и его небольшая команда микробиологов доказала, что возбудитель заболевания действительно переносится комарами. Увидеть его, впрочем, они тоже не смогли.

Тогда ученые начали использовать термин «фильтрующийся вирус» – неуклюжее, но при этом более точное применение для старого слова, означавшего отраву. Ханс Цинссер, например, в своей книге «Крысы, вши и история» (1934), классической летописи медицинских поисков и открытий, заявил, что «его вдохновляет изучение так называемых фильтрующихся вирусных патогенов»[154]. Многие эпидемические болезни, писал Цинссер, «вызываются этим таинственным “чем-то”, например, оспа, ветрянка, корь, свинка, полиомиелит, энцефалит, желтая лихорадка, лихорадка денге, бешенство и грипп, не говоря уже о множестве важнейших недугов, поражающих царство животных». Цинссер понимал и то, что некоторые из этих болезней животных могут пересекаться с первой категорией – человеческими эпидемиями. Он высказал очень важное соображение: «Здесь, как и в случае с бактериальными болезнями, наблюдается оживленный обмен паразитами между людьми и животным миром»[155]. Цинссер не только имел подготовку микробиолога, но и умел смотреть на вещи шире. Еще восемьдесят лет назад он понимал, что вирусы, открытые совсем недавно, могут стать самыми устрашающими среди всех зоонозов.

55

Трудность выращивания вирусов in vitro скрыла их от ранних исследователей и сделала неуловимыми в лабораторных условиях, но еще она стала важной уликой для их сущности. Вирус не растет в питательной среде, потому что может размножаться только в живых клетках. На техническом жаргоне это называется «облигатный внутриклеточный паразит». Его размеры малы; мал и геном, который до крайности упрощен, обеспечивая лишь оппортунистическое, зависимое от других существование. У него нет собственных репродуктивных механизмов. Он прихлебатель. Он вор.

Насколько малы эти малые размеры? Среднестатистический вирус примерно в десять раз меньше среднестатистической бактерии. В метрической системе – именно так их измеряют ученые, – диаметр круглых вирусов составляет от 15 нанометров (пятнадцать миллиардных частей метра) до примерно 300 нанометров. Но не все вирусы круглые. Какие-то из них – цилиндрические, другие похожи на нити, третьи выглядят как футуристические здания, построенные плохим архитектором, или лунные посадочные модули. Впрочем, какова бы ни была их форма, их объем очень мал. Геномы, упакованные в такие маленькие контейнеры, тоже очень ограничены: от 2000 нуклеотидов до примерно 1,2 миллиона. Геном мыши, для сравнения, содержит около 3 миллиардов нуклеотидов. Для того, чтобы