Реферат: Вирусы. Происхождение и распростронение. Систематизация. Грипп

Существует большая группа живыхсуществ, не имеющих клеточного строения. Эти существа носят названия вирусов(лат «вирус» — яд) и представляют неклеточные формы жизни. Вирусынельзя отнести ни к животным, ни к растениям. Они исключительно малы, поэтомумогут быть изучены только с помощью электронного микроскопа.

Вирусы способны жить иразвиваться только в клетках других организмов. Вне клеток живых организмоввирусы жить не могут, и многие из них во внешней среде имеют форму кристаллов.Поселяясь внутри клеток животных и растений, вирусы вызывают много опасныхзаболеваний. К числу вирусных заболеваний человека относятся, например, корь,грипп, полиомиелит, оспа. Среди вирусных болезней растений известна мозаичнаяболезнь табака, гороха и других культур; У больных растений вирусы разрушаютхлоропласты, и пораженные участки становятся бесцветными.

Вирусы открыл русский ученый Д. И. Ивановскийв 1892 г.

Каждая вирусная частица состоит из небольшого количестваДНК или РНК, т. е. генетического материла, заключенного в белковую оболочку.Эта оболочка играет защитную роль.

Известны также вирусы, поселяющиеся в клетках бактерий. Ихназывают бактериофагами или фагами (греч «фагос» — пожирающий).Бактериофаги полностью разрушают бактериальные клетки и потому могут бытьиспользованы для лечения бактериальных заболеваний, например дизентерии,брюшного тифа, холеры.

Строений вирусов дает основание считать ихнеклеточными существами.

Современные представления овирусах складывались по­степенно. Послеоткрытия вирусов Д. И. Ивановским (1892)их считали просто очень мелкимимикроорганизмами, не спо­собными расти на искусственных питательных средах.Вскоре после открытия вируса табачной мозаики была доказана ви­русная природа ящура [Fler F, Frosch P. 1898], а еще через несколько лет были открыты бактериофаги[d'Herrelle F., 1917]. Таким образом, были открыты три основные группы ви­русов, поражающие растения, животных и бактерии.

Однако в течение длительного времени эти самостоятель­ные разделы вирусологии развивались изолированно,а наибо­лее сложные вирусы — бактериофаги — долгое время счита­лись не живой материей, а чем-то вродеферментов. Тем не менее, уже к концу 20-х —началу 30-х годов стало ясно, что вирусыявляются живой материей, и примерно тогда же за ними закрепились наименования фильтрующихся вирусов, или ультравирусов. Это нашло отражение в одной из первых мо­нографий о них [Hauduray, 1936]. Позже приставки отпали, иукоренилось ныне применяемое обозначение — вирусы, под которым объединили вирусы растений, животных ибактерио­фаги— бактериальные вирусы.

В конце 30-х — начале 40-хгодов изучение вирусов продви­нулось настолько, что сомнения в живой их природе отпали, и было сформулировано положение о вирусах как организмах[Burnet F., 1945]. Основанием дляпризнания 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 меняющимсяусловиям среды их оби­тания и, наконец, подверженностью биологическойэволюции, обеспечиваемой естественным или искусственным отбором.

Концепция о вирусах какорганизмах достигла своего рас­цвета к началу 60-х годов, когда было введенопонятие «вирион» как вирусногоиндивидуума [Lwoff A. et al., 1962]. Однаков эти же годы, ознаменовавшиесяпервыми успехами молеку­лярнойбиологии вирусов, начался и закатконцепциио виру­сах как организмах, и эти противоречивыепроцессы (триумф и закат) нашли своеотражение на 1-м Международном симпо­зиуме [Cold SpringHarbor, 1962]. Уже тогдаодновременно с введениемпонятия «вирион» были показаны, с одной стороны, отличия их строения от строения клеток и даже был введен термин «архитектура» вирионов [Caspar,KlugА., 1962]. С дру­гойстороны, были обобщены факты, указывавшие на совер­шенно отличный от клеток типразмножения, который некото­рое время называли дизъюнктивной репродукцией, подчерки­ваяразобщенность — временную и территориальную —синте­за генетического материала (РНК,ДНК) и белков вирусов. В докладе наупоминавшемся симпозиуме [Lwoff A. et al.,1962] был также сформулирован основной критерий отличиявирусов от другихорганизмов: генетический материал вирусов является одним из двух типов нуклеиновых кислот (РНК или ДНК), в то время как организмы имеютоба типануклеиновых кислот.

Этот критерий в дальнейшемоказался неабсолютным, так как,во-первых, ДНК-содержащие вирусы в ходе репродукции синтезируют информационные(или матричные) РНК, во-вто­рых, РНК-содержащие ретровирусы в ходе репродукциисин­тезируют ДНК, а кроме того, крупныеРНК-содержащие ви­русы (оспы, герпеса) могут содержать небольшие количества РНКтакже и в вирионах, а небольшие количества ДНК (все же, вероятно, клеточной)обнаружены в вирионах вирусов гриппа.Основным и абсолютным критерием, отличающим ви­русы от всех других формжизни, является отсутствие у них собственныхсистем синтеза белка (рибосомных систем).

Накопившиеся к настоящему времениданные позволяют также прийти к выводу, чтовирусы не являются организмами, пусть даже мельчайшими, так каклюбые, даже минимальные организмытипа микоплазм, риккетсий или хламидий имеют собственные белоксинтезирующие системы.

Способ размножения вирусов также отличается от деления, почкования,спорообразования или половогопроцесса, кото­рые имеют место у одноклеточных организмов, у клеток мно­гоклеточныхорганизмов и у последних в целом. Репродукция, пли репликация, как обычно обозначают размножение виру­сов,происходит дизъюнктивно (последний термин ныне чаще подразумевается, чем употребляется). Формирование вирионов происходит либо путем само сборки (упаковкавирусной нук­леиновой кислоты в белковый капсид и образование таким путем нуклеокапсида), либо с участием клетки(некоторые липидсодержащие фаги микоплазм),либо обоими способами (оболочечные вирусы). Конечно,противопоставление митотическогоделения клетки и репликации не абсолютно, таккак способырепликации генетического материала клетки и ДНК-содержащих вирусовпринципиально не отличаются, а если учесть,что и синтез генетического материала у РНК-содержащих вирусов также осуществляется по матричному типу,то относительным являетсяпротивопоставление митоза и репли­кации всех вирусов. И, тем не менее, различия вспособах раз­множения клеток и вирусов настолько существенны, что име­ет смысл делить весь живой мир на вирусы и невирусы.

К вирусам не применимы и многиедругие понятия, являю­щиеся «атрибутами» организмов, и, прежде всего такие фун­даментальные понятия, как «особь»,«популяция», «вид».

Принято трактовать понятие«вирион» как вирусный инди­видуум,хотя вирион является лишь определенной стадиейжиз­нивируса, и как раз той стадией, на которой вирус не прояв­ляетжизнедеятельности. Поэтому было даже предложено име­новать эту стадиюсуществования вируса вироспорой.Между тем существует несколько групп вирусов, у которых геном не только фрагментарен (это имеет место и у клеток эукариотов,геном которых дискретен и существует в виде суммы хро­мосом), но и разные его фрагменты разобщены и находятся вразличных частицах. Вирус проявляет инфекционные свой­ства лишь при попаданииполного набора разноименных час­тиц,число которых у вирусов растений 2—4, а у некоторых вирусов насекомых до 28. Что же представляет собой вирус­ныйиндивидуум в этих случаях, когда дажепонятие «вирион» не может быть применено?

      Переходя к анализу активной жизнедеятельности вируса, которая целиком сводитсяк его репродукции, мы обнаружива­ем, что место проникшего в клетку вириона занимаютлибо голая нуклеиновая кислота его (например,у вируса полиомие­лита), либо нуклеопротеидный комплекс (например, увируса гриппа), либо более сложныесубвирионные структуры (например, у реовируса). Затем происходит синтездочерних молекул вирусного генома. Умногих ДНК-содержащих вирусов этот процессне только сходен с синтезом клеточной ДНК хромо­сом, но и обеспечивается в значительной степени, а иногда почти полностью клеточными ферментами. Причем это имеет местоне только при образовании простых и мелких вирусов(паповавирусы, парвовирусы), но и при синтезесложных виру­сов с большим геномом(герпесвирусы, иридовирусы), у кото­рыхнекоторая доля синтезов ДНК катализируется собствен­ными ферментами.Образующиеся при этом репликативныеинтермедиаты вряд ли могут бытьохарактеризованы как ви­русныеиндивидуумы: это матрицы, на которых синтезируютсямногочисленные копии дочерних геномоввируса. У вирусов с геномом в видеоднонитевой РНК они либо информационнобессмысленны, т. е. некодируют соответствующие вирусспецифические белки (вирусы с позитивнойполярностью генома), либо, напротив, содержат гены для вирусных белков, так каквирионная РНК не обладает кодирующими свойствами.

           Наряду с продуктивным циклом некоторые ДНК-содержащие вирусы (умеренныефаги, паповавирусы, вирус гепатита В и др.) могут вступать в интегративноевзаимодействие с клеточным геномом, ковалентно встраиваясь в него и,превращаясь в группу клеточных генов, которые передаются клеткам – потомкам (уэукариотов) по законам Менделеева. В этом состоянии интегрированный вирусныйгеном, обозначаемый как провирус, фактически является группой клеточных генов.Если в провирусе произойдет мутация, делающая невозможным «вырезание»вирусного генома из клеточного, такой дефектный провирус может навсегда статьсоставной частью генома. Многие данные позволяют заключить, что геномы про- иэукариотов имеют в своем составе интегрированные гены или геномы в прошломсамостоятельных вирусов.

           Существуетбольшая группа РНК-содержащих ретровирусов,у которых на матрице их генома синтезируется комплиментарная ДНК. Она ввиде двунитевой ДНК интегриру­ется (ковалентно встраивается) в клеточный геноми в этом виде является матрицей для синтеза дочерних молекул вирионной РНК и мРНК для синтеза вирусныхбелков. В обоих случаях (интеграбельныеДНК-содержащие вирусы, ретро-вирусы)образующийся такими путями провирус становится, группой клеточных генов.

Эти факты и примеры наглядноиллюстрируют положение о неприменимости понятияиндивидуума к вирусам.

Столь женеприменяемым к вирусам является и понятие популяции, так как внутриклеточнаястадия репродукции, а тем болееинтеграционные процессы нацело лишают смысла трак­товку репродуцирующегося вируса как популяции. Кэтому следует добавить данные одефектных интерферирующих ча­стицах, «сопровождающих» почти каждую вируснуюинфек­цию. Эти частицы представляютсобой вирионы с неполным геномом,поэтому они не способны к репродукции. Тем не ме­нее, они играют важнуюбиологическую роль, обеспечивая персистенцию вирусов в инфицированныхорганизмах или в куль­турах тканей. Такимобразом, вирусная «популяция» чаше всегопредставляет собой суммы полноценных вирионов и де­фектных образований,т. е. фактически мертвого материала. Такого рода «популяции», состоящие изживых и мертвых осо­бей, невозможно дажепредставить в мире организмов. В не­которыхслучаях сумма дефектных частиц с дефектами в разных участках генома может обеспечить развитиевирусной инфекции (феномен множественной реактивации).

Естественно, в случае, если нет особей, нетпопуляции, трудно ввести понятие вида. Этот вывод будетподкреплен да­лее соображениями опроисхождении и эволюции вирусов. И, тем неменее, эти понятия нашли применение в вирусологии. Мы говорим о разных реально существующих популяциях ви­русов на уровне как инфицированных организмов,так и по­пуляций хозяев вирусов, а современнаямеждународно-признанная классификация вирусов основана на выделении ви­дов, родов и даже семейств и применении биноминальной но­менклатуры, которая принята для всехостальных представи­телей органического мира. И это не чистые забавы,а теоре­тически обоснованныеи практически полезные методические подходы.К объяснению этих парадоксов мы еще вернемся.

Если вирусы не организмы, то чем же тогда ониявляются? Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо очертить кругбиологических структур, которые можно обозначить как вирусы. Это легко, если речь идет об обычных, общепризнан­ных вирусах,например, о вирусах оспы или фагеMS2, не­смотря на то, что первый из нихимеет геном — ДНК с моле­кулярной массой до 240·106, а второй — РНК с молекулярной массой около 1,2·106. Различия между этими вирусами, веро­ятно,не менее значимы, чем, скажем, между кишечной палоч­кой и слоном илихотя бы любой клеткой этого животного. Однако мир вирусов еще более богат, еслине ограничивать их общепризнанными инфекционнымивирусами.

К числу вирусов, несомненно, следует отнестии дефектные вирусы. Дефектными являются многие онкогенные ретровирусы, так как приобретение ими генов, кодирующих онкогены, часто сопровождается делениями остальных генов. В присут­ствии полноценных вирусов-помощников, обычно близких к дефектным биологически, дефектный вирус может либо реплицироваться (если он не имеет дефект гена полимеразы), либо использовать белки вируса-помощника (если онимеет дефек­ты генов внутренних или оболочечных белков).Возможно, ис­пользование ибелков биологически отдаленных вирусов: если дефектный,по оболочечным белкам, ретровирус размножать в присутствиивируса везикулярного стоматита, то вирионы бу­дут иметь внешнюю оболочкупоследнего. Впрочем, для этого даже не надо, чтобы один из вирусовбыл дефектным: при сме­шанной инфекции многими вирусамиобразуются вирионы, ге­ном которыхзаключен в оболочки другого вируса.

В приведенных случаях показана возможностьрепродук­ции дефектного вируса, полученного из вирусаполноценного. Но существует несколько групп вирусов,которые всегда де­фектны по репликации и являются сателлитамиполноценных,неродственных им вирусов. Так, аденосателлиты, имеющие собственный геном и собственные белки, реплицируются в при­сутствии вирусов-помощников, которыми могут быть не толь­коаденовирусы, но и герпесвирусы. Все три группы (дефект­ные вирусы и две группывирусов-помощников) являются, ДНК-содержащими. Вирус некроза табака имеетвирус-сател­лит, геном которого кодирует собственныебелки; оба явля­ются РНК-содержащими вирусами. СателлитомДНК-содержащего вируса гепатита являетсяРНК-содержащий дельта-вирус. В присутствии любого гепаднавирусаон реплицируется и образует нуклеокапсиды из собственного белка, которые покрываются внешней оболочкой соответствующего гепадна­вируса. Во всех этих примерах неспособность реплицироваться является свойством геномов дефектных вирусов, и эта функ­ция обеспечивается вирусами-помощниками. Это своеобразный паразитизм вирусов на вирусах. Здесь же отметим, что де­фектные по репликации сателлиты являются наиболее мелки­ми вирусами. Так, геном дельта-вируса имеет молекулярную массу около 0,5·106 и на одном единственном его гене закоди­рован единственный капсидный белок.

С сателлитами «сближаются» плазмиды, или, как раньше их называли, эписомы, экстрахромосомные факторы наслед­ственности. Это относительно небольшие, обычно с молеку­лярной массой менее 107, циркулярные, реже линейные, молекулы ДНК, которые часто обнаруживаются в бактериаль­ных клетках.Они выполняют разные функции соответственно имеющимся на нихгенам: токсины, убивающие насекомых; гены, обусловливающиеопухолевые разрастания у растений; ферменты,разрушающие или модифицирующие антибиотики; факторфертильности — фактически индуцирующий половой процесс убактерий — обмен генами между хромосомами двух бактерий. Удрожжей обнаружены киллеры (двунитевая РНК), на которых«закодированы» токсины, убивающие дрожжевые клетки, не носящиев себе киллеров. От вирусов, в том числе дефектных, исателлитов плазмиды имеют два главных отли­чия: их гены некодируют синтез белков, в которые упакованы нуклеиновыекислоты, и репликация их обеспечивается клет­кой. Плазмидыобычно находятся в свободном виде в цито­плазме, но могутбыть интегрированы в геном клетки-носите­ля, последняяможет и освобождаться от них. Между плазмидами и обычнымивирусами нет резких границ. Так, некоторые плазмиды явноявляются производными фагов, утратив боль­шую часть их генови сохранив лишь некоторые из них. Ряд вирусов, например,вирус папилломы коров, может длительно персистировать ввиде плазмид — голых молекул ДНК. В виде плазмид с полнымили частично делетированным геномом мо­гут персистироватьвирусы герпеса. С развитием генной инженериистали возможными искусственное получениеплазмид из вирусной ДНК, встройка в плазмиды чужеродных генов и даже искусственное конструирование плазмид изфрагментов клеточной ДНК.

К вирусам примыкают вироиды — возбудители инфекцион­ных болезней растений. Они не имеют существенныхотличии от обычных вирусных болезней, но вызываются своеобразнымиструктурами — небольшими (молекулярная масса 120000— 160000) циркулярными суперспирализированными молекула­ми РНК. Во всемостальном это типичные вирусные болезни с определеннымипроявлениями, инфекционностью при меха­ническойпередаче, размножением вироидов в зараженных клетках.

Наконец, с вирусными инфекциями имеют сходство болез­ниживотных (овцы, козы) и человека (болезнь куру, болезнь, Крейтцфельда — Якоба), выражающиеся в развитииспонги-формных энцефалопатий.Предполагают, что эти болезни являютсярезультатами выхода из-под контроля генов, кодирую­щих белки, которые являютсяи их продуктами, и их деренрессорами, ипричиной характерных поражений нервных клеток.

Что же объединяет классические вирусы,дефектные, виру­сы и сателлиты, плазмиды и вироиды,прионы (так обозна­чают возбудителейспонгиформных энцефалопатий)? Их объ­единяетто, что все они являются автономными генетическими структурами, способными функционировать только вклетках, с разной степенью зависимости от клеточных систем синтеза нуклеиновых кислот и полной зависимостью отклеточных белоксинтезирующих иэнергетических систем, подвергающихся самостоятельнойэволюции. Если рассматривать вирусы в пла­не паразитологии, то их паразитирование следуетпризнать не только внутриклеточным (как этоимеет место у риккетсий и хламидий),а паразитизмом генетическим, таккак взаимодей­ствие вируса с клеткой является, прежде всего,взаимодействи­ем двух геномов —вирусного и клеточного. Однако такое тол­кование роли вирусов слишкомузко и, как мы постараемся показать далее,не отражает их роли в эволюции органическо­го мира. Но прежде чем обсуждать этот вопрос, целесообраз­норассмотреть существующие взгляды на возможное проис­хождение вирусов. По этому вопросу были выдвинуты три ос­новные гипотезы.

Согласно первой из них, вирусыявляются потомками бак­терий илидругих одноклеточных организмов, претерпевших дегенеративную эволюцию. Согласно второй, вирусыявляются потомкамидревних, доклеточных, форм жизни, перешедших к паразитическому способусуществования. Согласно третьей, вирусыявляются дериватами клеточных генетическихструктур, ставших относительно автономными, но сохранившим зависимость от клеток.

Возможность дегенеративной эволюции быланеоднократно установлена и доказана, и, пожалуй, наиболее ярким примером ееможет служить происхождение некоторых клеточных органелл эукариотов отсимбиотических бактерий. В настоящее время на основании изучения гомологиинуклеиновых кислот можно считать установленным, что хлоропласты простейших ирастений происходят от предков нынешних сине-зеленых бактерий, а митохондрии –от предков пурпурных бактерий. Обсуждается так же возможность происхожденияцентриолей от прокариотических симбионов. Поэтому такая возможность неисключена и для происхождения вирусов, особенно таких крупных, сложных иавтономных, каким является вирус оспы.

Все же мир вирусов слишком разнообразен,чтобы при­знать возможность столь глубокойдегенеративной эволюции для большинства его представителей, отвирусов оспы, герпе­са и иридовирусов до аденосателлитов,от реовирусов до са­теллитов вируса некроза табака илиРНК-содержащего дель­та-вируса — сателлита вируса гепатита В, не говоря уж о та­ких автономныхгенетических структурах, как плазмиды или вироиды. Разнообразие генетическогоматериала у вирусов является одним из аргументов в пользупроисхождения виру­сов от доклеточных форм.Действительно, генетический мате­риал вирусов«исчерпывает» все его возможные формы: одно- и двунитевые РНК и ДНК, ихлинейные, циркулярные и фраг­ментарные виды. Природа как — бы испробовала навирусах все возможные варианты генетического материала,прежде чем окончательно остановила свой выбор на каноническихего формах —двунитевой ДНК как хранителе генетической ин­формации и однонитевой РНК как ее передатчике. И все же разнообразие генетического материала у вирусов скорее сви­детельствует о полифилетическом происхождении вирусов, не­жели о сохранении предковых доклеточных форм, геном которых эволюционировал по маловероятному пути от РНК к ДНК, от однонитевых форм к двунитевым и т. п.

Третья гипотеза 20—30 лет казаласьмаловероятной и даже получила ироническое названиегипотезы взбесившихся ге­нов. Однако накопленные факты дают всеновые и новые аргу­менты в пользу этой гипотезы. Рядэтих фактов будет обсуж­ден в специальной части книги. Здесьже отметим, что именно эта гипотеза легко объясняет не тольковполне очевидное полифилетическое происхождение вирусов, но иобщность столь разнообразных структур, какими являютсяполноценные и де­фектные вирусы, сателлиты и плазмиды и дажеприоны. Из этой концепции также вытекает, чтообразование вирусов неявилось единовременным событием, а происходиломного­кратно и продолжает происходить в настоящеевремя. Уже в далёкие времена, когда начали формироватьсяклеточные фор­мы, наряду и вместе с ними сохранились иразвивались не­клеточные формы,представленные вирусами — автономными, но клеточно-зависимыми генетическими структурами. Ныне существующиевирусы являются продуктами эволюции, какдревнейших их предков, так и недавновозникших автономных генетическихструктур. Вероятно, хвостатые фаги служат при­мером первых, в то время как R-плазмиды — примеромвторых.

Основным положением эволюционной теории Ч.Дарвина является признание борьбы за существование иестественного отбора как движущих сил эволюционногопроцесса. Открытия Г. Менделя и последующее развитиегенетики дополнили ос­новные положения эволюционнойтеории учением о наслед­ственной изменчивости, имеющейслучайный, стохастический, характер, в частности о мутациях и рекомбинациях, которые являются «материалом» для естественного отбора. Последую­щее развитие молекулярной генетики материализировало по­нятие гена ихимических основ мутаций и рекомбинаций, включая точечныемутации, вставки, делеции, перестройку и т. п. Однакосправедливо отмечалось, что молекулярная ге­нетика хорошо объясняла лишь процессы микроэволюции преимущественно в пределах мираи плохо объясняла про­цессы макроэволюции —образование крупных таксономичес­кихгрупп, являющихся основой прогрессивной эволюции.

Для объяснения молекулярных основ этихпроцессов, а так­же реальных темповэволюции была предложена теория дупликации генов игеномов [Ohno C., 1970]. Эта концепция со­ответствуетнаблюдаемым фактам и хорошо объясняет эво­люцию органического мира на Земле, в частности, появление позвоночных (хордовых) и их дальнейшую эволюцию от при­митивных бесчерепных до человека. Поэтому этаконцепция быстрополучила признание среди биологов, изучающих моле­кулярные основы эволюции.

Наряду с этим накопилось значительное число фактов, сви­детельствующих о существовании вприроде в широких мас­штабах обмена готовыми блокамигенетической информации, втом числе у представителей разных, эволюционно далеких вирусов. В результате такого обменамогут быстро и скачко­образноизменяться наследственные свойства путем встраива­ния чужеродных генов (заимствование генной функции). Но­вые генетические качества могутвозникнуть также благода­рянеожиданному сочетанию собственных и интегрированных генов (возникновение новойфункции). Наконец, простое уве­личение генома за счет неработающих генов открывает воз­можность эволюции последних(образование новых генов).

Особая роль в обеспечении этих процессов принадлежитвирусам— автономным генетическимструктурам, включающим как конвенционные вирусы, так и плазмиды. Эта мысльбыла вы­сказана в общих чертах [Anderson N., 1970], а затемразвита более подробно [Жданов В. М., Тихоненко Т.И., 1974].

Основной идеей этой концепции является не только призна­ние вирусов внутриклеточными(генетическими) паразитами, но и квалификация их как важных факторов эволюции орга­нического мира, причем не только на ранних(умеренные фаги, плазмиды), но и на поздних (ретровирусы) стадиях эво­люции. Участие в ней вирусов позволяет объяснитьнекоторые факты обнаруженияодинаковых генов у эволюционно дале­кихдруг от друга таксономических групп. Образно выражаясь, вирусы являются распространителями передовогоопыта в био­сфере.

<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">Антигенная изменчивость вируса гриппа и аспекты ее изучения.

Решение получения эффективныхаттенуированных вариантов вируса грипп тормозится из-за уникальной пластичностии изменчивости его антигенных свойств. Почти ежегодные эпидемии гриппа черезразные интервалы принимают глобальный характер. В последние годы инфектом,вызывающим пандемии, является вирус гриппа А. Анализ антигенных сдвигов внутри каждого из трех его типов показывают,что изменение антигенного состава штаммов вирусов типа АО к типу А происходилопостепенно, а переход от типа А1 к А2 бал резким.

После того как в 1957 г былозафиксировано, что в природе появился новый серологический тип А2, он некотороевремя казался стабильным, хотя небольшие изменения были. Но уже в 1964 г онистали значительными, а после эпидемии в Гонконге вирусы отличались на столькорезко, что возникло предположение о возникновении нового антигенного типа А. Впроцессе эволюции вируса изменялись не только антигенные свойства поверхностныхбелков, но и другие признаки. У штамма вируса гриппа, выделенного во времяэпидемии 1971-1972 г., в отличие от циркулировавших ранее штаммов значительноповысилась репродуцирующая и нейраминидазная активность, резко возрослатермостабильность вирусов и появилась способность регулярно вызывать вирусемиюу мышей (Закстельская и др., 1969; Соколов, Подчерняева, 1975).

Если раньше вирусы типа Вотличались относительной стабильностью, то с 1967 г. наблюдается егонепрерывное изменение (Seihachiro,Mitsuo, 1974). Вапреле – мае 1974 г. были выделены новые штаммы вируса гриппа, из них В/Гонконг15/72 рассматриваются как новый вариант, а другие – как промежуточные междустарыми и новыми штаммами, что позволяет пересмотреть данные об антигенной стабильностивируса гриппа В и предположить появление нового серотипа.

Таким образом, вырисовываетсякартина значительных антигенных изменений внутри типов А и В. Это, естественно,привлекает пристальное внимание ученых, занимающихся проблемой гриппа. Посколькудаже наличие напряженного иммунитета населения не может стать причиной столькрупных антигенных изменений вируса гриппа, была выдвинута гипотеза опериодичности возникающих рекомбинаций между вирусами гриппа человека иживотных, а также между вирусами человека и птиц. При разработке этой гипотезывыяснилось, что гриппом в естественных условиях болеют свиньи, лошади, индейки,цыплята, утки, крачки, и список этот продолжает пополняться. В сыворотке кровиу них имеются антитела к вирусам гриппа человека. Это неудивительно, так какфрагментарность генома вируса гриппа обуславливается возможность не тольковнутривидовой, но межвидовой рекомбинации.

Препаративное разделениенейраминидазы и гемагглютинина открывает перспективы углубленного анализавзаимосвязи между отдельными признаками. Некоторые исследователи (Webster a. o., 1973; Горев и др.,1974) отмечают, что вирус — рекомбинант одновременно с гемагглютининомприобретает вирулентности. Имеется набор рекомбинантов, с заданнымигемагглютинином  и нейраминидазой.

В настоящее время многиевирусологические лаборатории мира изучают эпизоотии гриппа и анализируютантигенные связи с гриппом человека. Работы в этом направлении координируются истимулируются ВОЗ. Сложность указанной проблемы диктует необходимость неоднозначногоподхода к ее решению. Параллельные поиски других подходов к этому вопросу неследует рассматривать как альтернативные.

В 40-50 годах былоэкспериментально доказано возникновение антигенных вариантов при пассированиивируса в организме иммунизированных животных (Archetti, Horsfoll, 1960). Эти изменения были довольностойкими, вирусы сохраняли свою новую антигенную специфичность в серийныхпассажах in ovo и вотсутствии иммуносыворотки. Более того, длительные пассажи вируса гриппа черезорганизмы неиммунезированных здоровых животных меняют его биологическиесвойства. Например, K. Paucker(1960) в процессе пассажей штаммаPR8 длительно получал вирус, антигенно отличный от исходного ине похожий на другие типы вируса гриппа. Автор полагает, что между 103 и 107пассажами образовался мутант, заменивший впоследствии исходный вирус.Аналогичные данные приводят K.Zgozelska и др. (1973).

          Здесь мывидим проявление основного закона развития любой популяции, в том числе ивирусной, − генофонд популяции со временем меняется: с одной стороны, онобедняется в результате вымирания организмов, заключающих отдельные гены, а сдругой − обогащается благодаря мутациям, дающим начало новым генам.

          Работы S. Fazekas de Sent Groth, C. Hannoun(1973) по селекции спонтанных антигенных мутантов вируса гриппа А под«иммунопрессом» (т. е. в присутствии иммуносыворотки) позволиливоспроизвести иерархический порядок вирусов внутри каждого типа. Причем во всехсвоих выводах он основывался на показателях перекрестной РЗГА. В опытах поотбору поздних мутантов, полученных с помощью антител, ему удалосьвоспроизвести естественный процесс селекции эпидемических штаммов. Он жепредложил простую модель взаимодействия антитела с антигеном. Автор представилантигенную зону белковой оболочки вируса в виде небольшого числа аминокислотныхбелковых цепей, выступающих за поверхность вируса. Схематично это имеет видвилки с зубьями разной длины и ширины, а соответствующие антителапредставляют  собой полости,комплиментарные по отношению к некоторым или ко всем зубьям. Таким образом,контакт антисыворотки с родственным антигеном приводит к элиминациигомологичных антигенов, и в популяции остаются антигены, имеющиенекомплементарные участки, т. е. мутанты.

          Эта схемапредставляет логическое развитие основных положений иммунологии, сложившихся в40-х годах, о взаимодействии антигена и антитела и теории биосинтеза антител.Согласно этим работам, активная группа антител обладает конфигурацией,дополнительной к конфигурации детерминирующей группы антигена. Предполагалось,что эти группы относятся друг к другу как предмет к своему зеркальномуотражению. K. Landsteiner(1946) были поставлены опыты с искусственным антигеном, полученнымкомплексированием молекул белка с различными низкомолекулярными соединениями,которые показали, что специфичность этого антигена может