Что означает носитель вируса
gormed.su
Кто такой носитель гепатита С?
Заказать звонок
В информационных статьях о гепатите С часто употребляется такое словосочетание, как «носитель вируса гепатита». Что оно обозначает?
В общепринятом смысле носителем считается такой человек, у которого в крови обнаруживается вирус, в то время как, клинические показатели состояния печени находятся в пределах нормы. Это означает, что вирус не наносит вреда организму, в котором он находится. Однако это актуально только для определенного промежутка времени. Никто из врачей не может предположить, когда именно вирус «проснется» и станет атаковать своего хозяина. В том, что этот момент настанет, гепатологи не сомневаются. Исследования, проведенные среди пациентов, которые считались бессимптомными носителями более 10 лет, говорят о том, что их печень также подверглась фиброзу и жировой дистрофии. Правда, изменения были менее выражены по сравнению с контрольной группой, у которой вирусная нагрузка была выше.
Что грозит носителю гепатита С?
С одной стороны, времени на принятие решения о терапии у него больше, по сравнению с другими пациентами, и это несомненный плюс. Ведь не секрет, что эффективное лечение гепатита С стоит немалых денег.
С другой стороны, у пациента – «носителя» может возникнуть ложное ощущение полной безопасности, и он может вообще отказаться от терапии, понадеявшись на то, что вирус «не проснется», что безответственно по отношению к своему здоровью и здоровью других людей.
Остается ли носитель заразным?
Несомненно. Более того, опасность этой формы заболевания в том, что человек долгое время не подозревает о том, что болен и невольно становится источником распространения вируса, так как не предпринимает никаких шагов по защите своих близких. Он, например, может не уделять внимания вопросам личной гигиены – пользоваться чужой бритвой или разрешать использовать свою, а также не предохраняться во время половых контактов.
Все это приводит к тому, что в большинстве случаев установить источник заражения гепатитом С не представляется возможным.
Чем отличается лечение носителя гепатита от других пациентов?
Новейшие методы лечения гепатита С при так называемом носительстве ничем не отличаются от таковых для других категорий пациентов. Единственным и несомненным плюсом является лишь отсутствие клинических проявлений и лучшее состояние печени.
Как можно определить наличие вируса в крови?
Бессимптомное носительство вируса гепатита С определяется при помощи стандартного набора анализов, которыми могут быть:
Косвенно на наличие вирусного гепатита могут указывать печеночные пробы, которые проводятся в рамках биохимического анализа крови и УЗИ печени.
Коварство вируса гепатита С состоит в том, что даже в случае, когда в крови определяются только антитела к вирусу, но не определяется его ДНК, нельзя однозначно говорить о полном выздоровлении. Врачи рекомендуют провести серию подобных тестов через определенный промежуток времени.
Гепатит B
Структура статьи
В гепатологии, занимающейся изучением и разработкой новых методов лечения заболеваний печени, за прошедшие два десятилетия произошел невероятный прогресс. Разработаны и внедрены методы точной вирусологической оценки активности в организме человека вирусов гепатита «С» и «В», которые являются наиболее частыми причинами хронического гепатита, цирроза, а также рака печени. Разработаны и широко применяются методы так называемой «неинвазивной», то есть без применения биопсии печени, диагностики степени поражения печени, установления стадии цирроза. Еще более впечатляющий прогресс достигнут в лечении этих заболеваний. Проблему гепатита «С» мы неоднократно обсуждали. Стоит только добавить, что открывается новая эпоха в лечении гепатита «С» – разработаны и уже начинают применяться препараты с прямым противовирусным действием, благодаря которым, как полагают, в течение десятилетия удастся достичь стопроцентной эффективности лечения. В этой статье мы расскажем о гепатите «В» и новых успехах в его лечении.
Вирус гепатита «В» в 100 раз заразнее ВИЧ (вируса иммунодефицита человека).
Несмотря на широкое внедрение вакцинации против гепатита «В», распространенность заболевания остается высокой. В разных регионах России распространенность носительства вируса составляет от 1,5% до 11,5%. Как и при гепатите «C», источником заражения является кровь инфицированного человека. Пути инфицирования аналогичны: использование нестерильных игл, инструментов при различных медицинских и немедицинских (пирсинг, татуировки, маникюр/педикюр) манипуляциях, использование в быту предметов личной гигиены инфицированного человека (бритва, ножницы, зубная щетка и др.) незащищенные половые контакты, передача вируса от инфицированной матери ребенку. Вирус гепатита «В» более устойчив во внешней среде и заразнее вирусов гепатита «С» и иммунодефицита человека. Поэтому естественные пути передачи вируса «В» (половой путь и передача от матери ребенку) для этого вируса более значимы.
Как защититься от гепатита «B»?
Скрытая болезнь
Как и при гепатите «С», острая фаза инфекции часто протекает без желтухи. В подавляющем большинстве случаев больные острым гепатитом «B» выздоравливают и приобретают пожизненный иммунитет к повторному заражению (в сыворотке крови у них обнаруживаются защитные антитела к белкам вируса). У части людей после инфицирования формируется носительство белка вируса HBsAg, носящего также название « австралийский антиген». Носительство наиболее часто формируется при инфицировании в детском возрасте. У небольшой части больных острый гепатит затягивается и переходит в хроническую форму. Хронический гепатит «В», как и хронический гепатит «С», часто длительно протекает скрыто, незаметно. На протяжении многих лет человек может чувствовать себя абсолютно здоровым, а первые симптомы заболевания проявляются лишь на поздней стадии цирроза печени, когда болезнь труднее поддается лечению и общий прогноз неблагоприятен.
Что важно знать о формах инфекции вируса гепатита «В»?
Хроническая инфекция может протекать в виде двух основных форм:
Первая форма – неактивное носительство HBsAg. Она характеризуется отсутствием вирусных частиц в сыворотке крови или выявлением их в низком титре, отсутствием воспаления в печени и, как правило, не прогрессирующим течением. При снижении иммунитета неактивное носительство HBsAg может перейти в активную форму гепатита «В».
Различить эти две формы на основании самочувствия больного, только клинических признаков болезни (которые, как и при неактивном носительстве, могут полностью отсутствовать у больного хроническим гепатитом В) невозможно.
Что делать, если диагностировано неактивное носительство HBsAg?
Пациенты, у которых диагностировано неактивное носительство HBsAg, должны регулярно наблюдаться, так как в некоторых случаях, особенно при снижении иммунитета, возможна активизация инфекции и развитие активного гепатита, что может потребовать специального лечения. Поэтому особенно тщательного контроля требует динамика вирусной нагрузки. Ваш врач определит интервалы между контрольными анализами и визитами, а также объем необходимых исследований.
Если у Вас все-таки, диагностирован хронический гепатит В, необходимо назначение противовирусного лечения, то есть лечения с использованием препаратов, способных блокировать размножение вируса.
Целью современной противовирусной терапии хронического гепатита В является стойкое подавление размножения вируса, достижение ремиссии заболевания, то есть перевод процесса в неактивное состояние. При достижении такого результата предотвращается развитие цирроза печени и его осложнений (таких как асцит, внутренние кровотечения, печеночная недостаточность), а также многократно снижается риск развития рака печени.
Для лечения хронического гепатита «В» в настоящее время зарегистрирован целый ряд лекарственных препаратов с противовирусным действием. Среди препаратов нового поколения есть безопасные лекарства, которые можно применять в течение нескольких лет, лекарства, к которым не развивается устойчивости вируса. Ваш лечащий врач поможет выбрать Вам лечение, соответствующее стадии и форме Вашего заболевания.
Необходимо ли соблюдать диету больным хроническим гепатитом «В»?
Никакой особой диеты при хроническом вирусном гепатите не требуется, однако, Вам следует избегать употребления алкоголя даже в незначительных дозах, так как совместное действие алкоголя и вируса на печень значительно повышает риск развития цирроза и рака печени. Если у Вас избыточный вес, то следует ограничит употребление жиров, калорийной пищи, так как отложение жира в печени ускоряет развитие цирроза. Следует избегать факторов, снижающих иммунитет, в частности инсоляцию, то есть Вам не следует пользоваться солярием и загорать на пляже. Целесообразно отказаться от курения. Вы можете продолжать заниматься физическими упражнениями. Полезны плавание и закаливающие процедуры, поддерживающие состояние Вашего иммунитета.
Носитель гепатита С
Инфекция в организме человека может протекать остро, когда отмечается быстрое нарастание и быстрое исчезновение всех симптомов, и хронически, то есть признаки проявляются длительное время и периодически наступает стадия ремиссии, во время которой кажется, что произошло излечение.
Инфекция, находящаяся в организме, может не вызывать никаких патологических изменений, тогда говорят о вирусоносительстве. Носитель гепатита С может длительное время не ощущать никаких симптомов, значит ли это, что он безопасен для окружающих и можно ли считать его здоровым, если у него ничего не болит и его ничего не беспокоит?
Что значит вирусоносительство
С того момента, как в кровь проник вирус, человек становится носителем инфекции. При помощи лабораторной диагностики можно определить присутствие вируса еще до того момента, как он спровоцирует появление клинических симптомов. Начиная с инкубационного периода, больной может передать вирус другим людям.
Вирусный гепатит С может протекать как в острой, так и в хронической форме. Острая инфекция, как правило, протекает без симптомов и в очень редких случаях появляются признаки, которые ассоциируются с опасной болезнью. Примерно 15–45% заболевших гепатитом С спонтанно избавляются от заболевания в течение полугода.
Несмотря на отсутствие болезни у инфицированного человека останутся антитела к вирусу гепатита С, поэтому для постановки правильного диагноза требуется сделать повторный тест спустя несколько месяцев, либо провести более глубокую диагностику. У остальных 60–80% больных формируется хроническая форма болезни.
Если человеку говорят, что он носитель гепатита С, то это значит, что в его организме присутствует инфекция, но она не очень активна. То есть, вирус размножается или воспроизводит отдельные вирусные компоненты, которые проникают в гепатоциты, но это не приводит к их заметному разрушению или нарушению функционирования. Вирус гепатита С однозначно наносит вред клеткам, однако, гораздо меньший, чем тот на который он способен.
Гепатит С даже протекая в острой форме может никак не выдавать себя длительное время, а хронический гепатит десятилетиями не провоцирует возникновение клинических симптомов. Именно поэтому болезнь называют «ласковым убийцей». О том, как развивается патология, врач может судить только по результатам лабораторного исследования.
В большинстве случаев хронический гепатит С, протекает бессимптомно, что вполне подходит под определение вирусоносительства. Такая терминология не отражает степень поражения железы и не дает представления о тех патологических изменениях, которые происходят в органе. Термин «вирусоносительство» более применим относительно вируса гепатита В, поскольку присутствующая в крови инфекция не оказывает влияние на печень.
У такого человека обнаруживается не сам вирус гепатита В, а лишь его поверхностный антиген (HBsAg). Если говорят о носительстве вируса гепатита С, то, скорее, имеют в виду, что он вялотекущий, поскольку заболевание все же приводит к патологическим изменениям в железе. Более точное определение течения заболевания будет звучать, как «хронический гепатит С с минимальной активностью».
Носительство может наблюдаться в инкубационный период, когда еще не успели появиться изменения, приводящие к появлению симптомов, или при переходе болезни в хроническую форму. Количество вируса в крови еще недостаточно для обострения болезни и проявлению симптоматики, но хватает, чтобы инфицировать другого человека.
Присутствие вируса в крови считается скрытой формой заболевания. Даже при отсутствии симптомов при диагностике обнаруживаются морфологические изменения паренхимы печени характерные для гепатита С. Людей, которые были вирусоносителями, проверили повторно спустя десять лет и подтвердили у них хроническую форму болезни.
Поэтому врачи считают, что носительство это форма заболевания, которая также требует этиотропного лечения. При проникновении вируса в организм функционирование печени может оставаться в пределах нормы, однако возникают внепеченочные проявления (слабость, отсутствие аппетита, бессонница, головокружение, абдоминальные боли, вегетососудистые расстройства).
Как передается гепатит С
Носитель антигена гепатита С может всю жизнь прожить так и не догадываясь о своей болезни и все же он способен передавать вирус другим людям. Пути передачи инфекции:
Вирусом гепатита С можно заразиться половым путем, также есть вероятность передачи инфекции вертикальным путем (от матери младенцу), но эти виды передачи намного менее распространенные. Нельзя заразиться гепатитом С через грудное молоко, пищевые продукты, воду, безопасных контактах с инфицированным (объятья, рукопожатия, поцелуи, питья из одной бутылки).
Как определить, есть ли вирус в организме
Только после проведения лабораторного исследования можно утверждать, что у человека отсутствует вирус, поскольку каждый взрослый человек хоть единожды, но посещал стоматологический или косметический кабинет, делал медицинские процедуры. Если оборудование не было должным образом стерилизовано и находилось в контакте с вирусом, то вполне могло произойти заражение. Благодаря достаточной иммунной защите вирус не смог размножиться, поэтому «затаился».
Для выявления вируса проводится иммунологический анализ, в ходе которого проверяется, есть ли в крови антитела к вирусу гепатита С. Если антитела отсутствуют, то человек признается здоровым. Если же антитела синтезировались, то это говорит о том, что человек переболел когда-то гепатитом и выздоровел или же болеет в данный момент.
Чтобы выяснить точно, проводится исследование ПЦР, цель которого обнаружение вирусного генетического материала, то есть его РНК. Дальнейшие анализы будут направлены на выявление генотипа гепатита. После лабораторного и инструментального обследования врач определяет форму течения патологии (острая, хроническая, носительство) и назначает необходимую терапию.
В развитых странах врачи назначают лечение, как только был обнаружен фрагмент вируса в крови. Ввиду высокой стоимости препаратов прямого действия, российские врачи вынуждены рекомендовать лечение менее эффективными средствами, к тому же, у которых масса побочных эффектов, а терапевтический курс может длиться до года. Поэтому в нашей стране гепатологи предпочитают выбирать выжидательную тактику.
Если установлено носительство с минимальной активностью вируса, то больной должен каждые полгода проходить медицинское обследование, чтобы своевременно выявить осложнения и вовремя начать терапию. Требуется следить за содержанием РНК вируса в крови и за активностью трансаминаз. Если есть показания, то врач назначает биопсию печени или неинвазивные методы, которые позволяют выявить степень фиброза.
Нужно ли носителям вируса лечиться?
Как уже было сказано, даже несмотря на то, что при носительстве гепатита С отсутствует клиническая симптоматика, все же происходят патологические изменения в гепатоцитах и инфицированный потенциально опасен для окружающих. Поэтому если инфекция находится в крови длительное время, то требуется пройти этиотропное лечение, которое полностью избавит от вируса и восстановит нормальную работу печени.
Не всегда гепатолог после выявления вируса прописывает прием противовирусных препаратов, поскольку у трети пациентов благодаря иммунной реакции инфекция исчезает. Но если в течение нескольких месяцев показатели крови не улучшились, то назначаются лекарства, которые способны избавить от вируса.
Всемирная Организация Здравоохранения рекомендует включать в схему лечения Софосбувир, Даклатасвир или комбинированное средство содержащие софосбувир и ледипасвир. При такой терапии излечиваемость достигает 95%. Принимать препараты прямого действия требуется около 12 недель. Однако эти медикаменты пока остаются дорогостоящими, поэтому их могут заменить на прием пегилированного интерферона и рибавирина.
Кроме противовирусной терапии, назначаются средства, которые способствуют нормализации работы печени. Это гепатопротекторы, витамины, желчегонные и иммунномоделирующие препараты, ферменты.
Средства, нормализующие работу желудочно-кишечного тракта, препятствуют развитию дисбактериоза, накоплению в кишечнике эндотоксинов и экзотоксинов, а значит, снимают функциональную нагрузку с железы и дают ей время для восстановления.
Для быстрейшей регенерации печени важно соблюдать диетическое питание и полностью отказаться от алкоголя. Некоторые медицинские препараты относятся к гепатотоксичным, поскольку они негативно влияют на клетки железы, поэтому при медикаментозном лечении других патологий важно информировать врача о носительстве вируса гепатита С.
Профилактика
Вирусоносительство существенно способствует распространению инфекции, поскольку часто больные даже не подозревают о наличии вируса и продолжают вести привычный образ жизни, возможно, заражая других людей. Часто заболевание становится хроническим, так как ввиду отсутствия жалоб больной не обращается за медицинской помощью и не получает лечения. Без терапии человек продолжает быть потенциально опасным для окружающих.
Чаще всего вирус гепатита С передается через кровь, причем довольно небольшое ее количество, попавшего на отрытую рану. Поэтому при носительстве важно соблюдать элементарные гигиенические требования, такие как пользоваться индивидуальными маникюрными и бритвенными принадлежностями, заклеивать кровоточащие раны пластырем. Если зараженная кровь попала на предметы, то их нужно протереть антисептиком или прокипятить в течение пары минут.
Ни для кого не безопасно посещать полулегальные салоны красоты или медицинские кабинеты, поскольку, как именно там осуществляется стерилизация оборудования, неизвестно. Многие из таких мест вообще забывают о данной манипуляции. Носитель вируса гепатита С должен не только позаботиться о безопасности окружающих, но и о своей. Ослабленный организм не способен бороться с другими инфекциями, поэтому развивается суперинфекция или коинфекция.
Часто к гепатиту С при несоблюдении профилактических мероприятий присоединяется вирус гепатита В, ВИЧ, туберкулез. Такую инфекцию очень сложно лечить, поскольку это большая нагрузка на организм, а некоторые лекарства несовместимы. Чтобы не стать носителем антигенов сразу двух гепатитов, стоит более серьезно отнестись к личной гигиене.
Носительство гепатита С означает, что в организме циркулирует инфекция и человек потенциально опасен для окружающих. Как поведет себя вирус предугадать невозможно, поскольку есть вероятность, что он так и не сможет «окрепнуть» и вызвать серьезные функциональные или органические изменения, но может произойти и так, что заболевание перейдет в хроническую форму с выраженной активностью. В любом случае болезнь требует лечения.
При обнаружении инфекции следует максимально убрать с печени нагрузку, то есть придерживаться диетического питания (стол №5 по Певзнеру), отказаться от употребления алкоголя и курения, вылечить патологии пищеварительной системы, которые способны приводить к увеличению в кишечнике токсинов, также необходимо избегать употребления гепатотоксичных медикаментов. Если по прошествии полугода повторный анализ свидетельствует о присутствии инфекции, то как можно скорее нужно начать прием противовирусных препаратов прямого действия.
Вирусы и человек. Противостояние длиной в тысячелетия
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Каждый год, с завидной регулярностью, человечество сталкивается с большой и малоизученной опасностью. Непонятно откуда и по каким причинам вдруг появляются новые, неизвестные ранее виды вирусов, которые угрожают всем нам эпидемиями и гибелью большого количества людей. Так, появившийся весной 2015 года в Южной Корее ближневосточный респираторный коронавирусный синдром (коронавирус MERS) застал врасплох южнокорейские власти и заставил их принимать срочные эпидемиологические меры. Смертность от MERS составила более 35%, и, как сказано в бюллетене ВОЗ, «в настоящее время не существует ни конкретного лечения, ни вакцины от этой болезни». Поэтому интерес исследователей к вирусам вполне объясним и имеет жизненно важное значение.
Обратите внимание!
Эта работа опубликована в номинации «Лучшая статья по иммунологии» конкурса «био/мол/текст»-2015.
Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.
Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.
Эволюция и происхождение вирусов
Как теперь известно ученым, вирусы окружают нас повсюду в живой природе. И каждая клетка каждого живого организма несет в себе следы прошлых встреч с ними. Генетическое разнообразие вирусов, их умение меняться и приспосабливаться, а также их огромное количество в природе — поражают. Предполагается, что общее число вирусных частиц на порядок выше количества всех клеток всех организмов на Земле [1]. Миллионы лет назад ретроэлементы и ретровирусы участвовали в эволюции, выступая в качестве генетического резервуара для создания новых генов и усложнения видов. Этот вопрос подробно исследовали и нашли массу подтверждающих фактов российские генетики из Института биоорганической химии РАН (академик Е.Д. Свердлов, А.А. Буздин и их коллеги) [2, 3]. И сейчас вирусы могут выступать одним из «орудий» эволюции, регулируя численность и жизнеспособность популяций*.
* — О том, как вирусы могли участвовать в эволюции живых организмов, рассказывают статьи «Вирусные геномы в системе эволюции» и «Гигантские вирусы: 4-й домен жизни?» [4, 5].
Когда именно на Земле появились первые вирусы, наука точно сказать не может. Сегодня существует несколько гипотез происхождения вирусов. Один из самых авторитетных ученых-вирусологов, академик РАМН В.М. Жданов, особо выделяет три из них. Согласно первой, вирусы могут быть потомками бактерий или других одноклеточных организмов, претерпевших дегенеративную эволюцию. То есть бактерии или одноклеточные по каким-то причинам вместо обычного развития в сторону усложнения, потеряли часть структур и «упростились» до вирусов. Согласно второй гипотезе, вирусы появились еще до образования первых живых клеток и являются потомками древних доклеточных форм жизни. Возможно, поначалу они обладали автономностью, но затем перешли к паразитическому способу жизни, используя для своего размножения другие формы. Согласно третьей гипотезе, вирусы произошли от клеточных генетических структур — ретротранспозонов, — способных передвигаться в геномах [6].
В 2007 году сотрудники биологического факультета МГУ Л. Нефедова и А. Ким описали, как мог появиться один из видов вирусов — ретровирусы. Они провели сравнительный анализ геномов дрозофилы D. melanogaster и ее эндосимбионта (микроорганизма, живущего внутри дрозофилы) — бактерии Wolbachia pipientis. Полученные данные показали, что эндогенные ретровирусы группы gypsy могли произойти от мобильных элементов генома — ретротранспозонов. Причиной этому стало появление у ретротранспозонов одного нового гена — env, — который и превратил их в вирусы. Этот ген позволяет вирусам передаваться горизонтально, от клетки к клетке и от носителя к носителю, чего ретротранспозоны делать не могли. Именно так, как показал анализ, ретровирус gypsy передался из генома дрозофилы ее симбионту — вольбахии [7]. Это открытие упомянуто здесь не случайно. Оно нам понадобится для того, чтобы понять, чем вызваны трудности борьбы с вирусами.
Из давних письменных источников, оставленных историком Фукидидом и знахарем Галеном, нам известно о первых вирусных эпидемиях, возникших в Древней Греции в 430 году до н.э. и в Риме в 166 году. Часть вирусологов предполагает, что в Риме могла произойти первая зафиксированная в источниках эпидемия оспы. Тогда от неизвестного смертоносного вируса по всей Римской империи погибло несколько миллионов человек [8]. И с того времени европейский континент уже регулярно подвергался опустошающим нашествиям всевозможных эпидемий — в первую очередь, чумы, холеры и натуральной оспы. Эпидемии внезапно приходили одна за другой вместе с перемещавшимися на дальние расстояния людьми и опустошали целые города. И так же внезапно прекращались, ничем не проявляя себя сотни лет.
Вирус натуральной оспы стал первым инфекционным носителем, который представлял действительную угрозу для человечества и от которого погибало большое количество людей. Свирепствовавшая в средние века оспа буквально выкашивала целые города, оставляя после себя огромные кладбища погибших. В 2007 году в журнале Национальной академии наук США (PNAS) вышла работа группы американских ученых — И. Дэймона и его коллег, — которым на основе геномного анализа удалось установить предположительное время возникновения вируса натуральной оспы: более 16 тысяч лет назад. Интересно, что в этой же статье ученые недоумевают по поводу своего открытия: как так случилось, что, несмотря на древний возраст вируса, эпидемии оспы не упоминаются в Библии, а также в книгах древних римлян и греков [9]?
Новосибирские микробиологи Игорь Бабкин и Ирина Бабкина из Института химической биологии и фундаментальной медицины РАН (ИХБФМ СО РАН), исходя из результатов геномного анализа называют более близкую к нам дату возникновения вируса натуральной оспы — 3000–4000 лет назад [8]. Место возникновения — восточная Африка. Но, так или иначе, вырвавшись с африканского континента около двух тысяч лет назад, вирус оспы начал свое «черное» шествие по миру, уложив в могилу огромное количество людей на всех континентах, и просуществовал до 1980 года, когда человечество объединенными усилиями его победило. Сегодня вирус натуральной оспы под строгим контролем сохраняется в двух лабораториях: в Центре по контролю заболеваний (CDC, Атланта, США) и в Научном центре вирусологии и биотехнологии «Вектор» (Кольцово, Россия) *.
* — Это официальные хранилища, а по поводу неофициальных спекулируют и обыватели, и авторитетные вирусологи, работающие под шефством ФБР. Так нужно ли уничтожать «легальные» образцы вирусов оспы? Почему ответ на этот вопрос неоднозначен, пытается разобраться американский журналист Ричард Престон в своей документальной книге «Демон в морозильной камере» [10]. Делает он это частично через призму событий, сопутствующих знаменитой рассылке писем со спорами сибиреязвенных бактерий в 2001 году («биомолекула» в одной из врезок затрагивала эту тему). Как реагировали всевозможные государственные структуры, как шаг за шагом продвигалось расследование ФБР, что творилось в недрах главного защитника населения США от биотеррористов — USAMRIID (Форт Детрик). Автор описывает вирусы оспы и случаи, связанные с их «оживлением» и экспериментальным заражением животных, шпионские скандалы, последние вспышки натуральной оспы и историю глобальной победы над ней в конце 70-х. Однако Престон (как и некоторые компетентные герои его расследования) не страдает избытком оптимизма, небезосновательно считая, что мечта о тотальном избавлении от оспы не сбылась: хотя нам удалось истребить инфекцию в природе, «мы не смогли вырвать вирус из человеческого сердца». Основанием для этой мысли, помимо прочего, послужили сведения, подкрепляющие потенциальную возможность искусственного создания супервирусов оспы, а также. детская рука с типичными оспенными поражениями, найденная в 1999 году.
Страхи-страхами, а престонские демоны волей-неволей и на благо науки работают — по крайней мере, у нас. В конце 90-х в микробиологических кулуарах ходила байка о том, что кое-какие — не известные широкой общественности — биологические институты выжили благодаря содержимому своих холодильников: чиновников удалось «разжалобить» только страшилкой об апокалиптических последствиях отключения электроэнергии в институте. Ведь из размороженных холодильников всенепременно выскочат бациллы сибирской язвы! — Ред.
Строение вирусов и иммунный ответ организма
В поле зрения ученых вирусы попали в начале XVIII века. Тогда европейские врачи заинтересовались феноменом непроизвольной вакцинации: люди, зараженные легкой формой оспы — коровьей, — были не подвержены оспе натуральной, то есть человеческой. Прорыв в этом вопросе произошел в 1796 году, когда английский врач и ученый Эдвард Дженнер (рис. 1, справа) публично произвел первое «цивилизованное» и безопасное оспопрививание [11]. После этого прошло без малого двести лет, когда в 1892 году впервые был описан вирус. Звание первооткрывателя вирусов по праву принадлежит российскому микробиологу Дмитрию Иосифовичу Ивановскому (рис. 1, слева), который в конце XIX века сумел описать вирус, вызывающий мозаичную болезнь растения табака. И вслед за этим открытием началось лавинообразное изучение вирусов, которые не перестают нас удивлять и преподносить неожиданные сюрпризы.
Рисунок 1. Первооткрыватель вирусов Д.И. Ивановский (1864–1920) (слева) и английский врач Эдвард Дженнер (справа).
После детального изучения вирусов, которые получили свое название от латинского слова virus (яд), стало известно, как именно они устроены. Полноценная вирусная частица — вирион — состоит из белковой оболочки (капсида) и внутреннего содержимого: нуклеиновой кислоты, «хранящей» вирусные гены (рис. 2, 3). У некоторых вирусов капсид покрыт дополнительными слоями из белков и липидов. По тому, какая именно нуклеиновая кислота содержится в вирусе, их делят на два больших вида: ДНК- и РНК-вирусы*.
Рисунок 2. Строение вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Диаметр частицы ВИЧ составляет примерно 100–120 нм. gp120 — поверхностный белок, молекулы которого формируют «шляпку гриба». Именно этот белок взаимодействует с антителами и рецептором клетки-мишени (gp — гликопротеин, 120 — масса белка в дальтонах). gp41 — белок, формирующий «ножку гриба», встроенную в липидную мембрану вируса. р24 — внутренний белок, две тысячи молекул которого составляют капсид вируса (кор), имеющий форму усеченного конуса. р17 — матриксный белок, образующий слой толщиной 5–7 нм между внешней оболочкой и капсидом. Интеграза, ревертаза и протеаза — ферменты, необходимые для жизненного цикла вируса. РНК (2 копии) — хранилище генетической информации (ВИЧ — ретровирус). Генетический аппарат ВИЧ-1, связанный с нуклеокапсидным белком p7, имеет длину около 10 тыс. нуклеотидов и содержит девять генов. Рисунок с сайтов visual-science.com и «Википедии».
Почти все известные науке вирусы имеют свою специфическую мишень в живом организме — определенный рецептор на поверхности клетки, к которому и прикрепляется вирус. Этот вирусный механизм и предопределяет, какие именно клетки пострадают от инфекции. К примеру, вирус полиомиелита может прикрепляться лишь к нейронам и потому поражает именно их, в то время как вирусы гепатита поражают только клетки печени. Некоторые вирусы — например, вирус гриппа А-типа и риновирус — прикрепляются к рецепторам гликофорин А и ICAM-1, которые характерны для нескольких видов клеток. Вирус иммунодефицита избирает в качестве мишеней целый ряд клеток: в первую очередь, клетки иммунной системы (Т-хелперы, макрофаги), а также эозинофилы, тимоциты, дендритные клетки, астроциты и другие, несущие на своей мембране специфический рецептор СD-4 и CXCR4-корецептор [13–15].
Рисунок 3. Генетическая организация вируса ВИЧ-1. (+)РНК-геном вируса содержит гены, ответственные за синтез белков, выполняющих структурные, ферментативные и регуляторные функции. Это гены gag, env и pol, имеющиеся у всех известных ретровирусов и кодирующие структурные белки оболочки вируса (gag, env), а также ферменты: ревертазу, интегразу и протеазу (ген pol). Оставшиеся шесть генов — vpr, vpu, vif, tat, rev, nef — так или иначе участвуют в жизненном цикле ВИЧ-1, кодируя регуляторные белки и подавляя активность иммунных клеток. Два вида вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-1 и ВИЧ-2) различны по составу генов: у ВИЧ-2 нет гена vpu, зато есть ген vpx. Рисунок с сайта www.zdrav.kz.
Что происходит после того, как вирус попадает внутрь организма? Уже в слизистой оболочке иммунные клетки (макрофаги) поглощают часть вирионов. Вслед за этим, когда вирус проникает в кровь, другие иммунные клетки — Т-хелперы — дают стимулирующий сигнал «убийцам» вирусов: B-лимфоцитам и Т-киллерам. Операция по уничтожению вируса переходит в следующую фазу. Активированные B-лимфоциты образуют антитела, которые находят свободные антигены вирусов и связываются с ними. Такой тандем (вирусный антиген — антитело) захватывается и уничтожается макрофагами. Те вирусы, которые сумели ускользнуть от антител и макрофагов и внедриться в клетки, уничтожаются вместе с пораженными клетками Т-киллерами. И завершающий этап иммунной реакции: клетки Т-супрессоры гасят активность иммунного ответа, прекращая агрессивные действия Т-киллеров и B-лимфоцитов, чтобы те, разбушевавшись, не уничтожили и здоровые клетки.
Одновременно с этим в организме реализуется еще один, молекулярный, защитный механизм: пораженные вирусом клетки начинают производить специальные белки — интерфероны, — о которых многие слышали в связи с гриппозной инфекцией. Существует три основных вида интерферонов. Синтез интерферона-альфа (ИФ-α) стимулируют лейкоциты. Он участвует в борьбе с вирусами и обладает противоопухолевым действием. Интерферон-бета (ИФ-β) производят клетки соединительной ткани, фибробласты. Он обладает таким же действием, как и ИФ-α, только с уклоном в противоопухолевый эффект. Интерферон-гамма (ИФ-γ) синтезируют Т-клетки (Т-хелперы и (СD8+) Т-лимфоциты), что придает ему свойства иммуномодулятора, усиливающего или ослабляющего иммунитет. Как именно интерфероны борются с вирусами? Они могут, в частности, блокировать работу чужеродных нуклеиновых кислот, не давая вирусу возможности реплицироваться (размножаться).
В 2008 году американские исследователи из Университета Рокфеллера открыли еще один интерферон-зависимый антивирусный механизм. Выяснилось, что интерферон стимулирует синтез белка BST-2 (тетерина), блокирующего выход вирионов из клетки [16]. Но некоторые вирусы научились обходить действие интерферона. Так, вирус Эбола (рис. 4) с помощью своего белка eVP24 не дает ядерному фактору PY-STAT1 проникнуть в ядро и запустить действие интерферона [17]. У этого вируса есть еще несколько механизмов, делающих его неуязвимым для иммунитета. Так, внутреннее содержимое вируса окружено «чехлом» из полисахаридов, благодаря чему вирус плохо распознается иммунной системой*.
* — О борьбе с вирусом Эбола с помощью моноклональных антител рассказывает статья «Вирус Эбола и макак-резус: получено новое эффективное лекарство» [18].
Рисунок 4. Схема строения, 3D-модель и фото вируса Эбола. Рисунки с сайтов www.visual-science.com и ebolaviruspictures.blogspot.com.
Как мы видим, в идеале у здорового организма существует довольно надежная многоуровневая система защиты от проникновения всевозможных «чужаков». И действительно, все мы знаем, что встречаются люди, в силу своего крепкого здоровья устойчивые ко всяким сезонным инфекциям вроде ОРВИ или гриппа. Такой опасный агент, как вирус натуральной оспы, не убивал всех без исключения заразившихся, и большая часть заболевших выздоравливала своими силами. Среди них был и будущий глава СССР, И. Сталин, переболевший в детстве оспой. Даже лихорадка Эбола, наводящая сегодня ужас в Африке, оставляет в живых десятую часть заразившихся. И лишь по отношению к одной единственной инфекции эта система защиты оказывается бессильной в 100% случаев заражения. Ни один человек из 36,9 миллионов, инфицированных ВИЧ (данные ВОЗ на начало 2015 г.), не сможет избавиться от вируса, а заболевший СПИДом — полностью выздороветь [19].
Причины поражений в борьбе с ВИЧ
Тем не менее нельзя сказать, что ничего не делается в борьбе с ВИЧ и нет никаких подвижек в этом вопросе. Сегодня уже определены перспективные направления в исследованиях, главные из которых: использование антисмысловых молекул (антисмысловых РНК), РНК-интерференция, аптамерная и химерная технологии [12]. Но пока эти антивирусные методы — дело научных институтов, а не широкой клинической практики*. И потому более миллиона человек, по официальным данным ВОЗ, погибают ежегодно от причин, связанных с ВИЧ и СПИДом.
Почему же человечество со всем своим огромным научным и техническим потенциалом ничего не может противопоставить этой смертоносной инфекции? Проблема борьбы с ВИЧ многоуровневая и включает в себя несколько факторов. Так, неизвестно почему, но иммунная система человека вместо того, чтобы бороться с вирусом, иногда помогает ему. Этот феномен, получивший название антителозависимое усиление инфекции (ADE), был описан применительно к ВИЧ в конце 80-х годов американскими биологами из университетов Калифорнии и Вандербильта — В. Робинсоном и его коллегами [22]. Было обнаружено, что антитела, которые вырабатываются в организме в ответ на вирусную атаку, облегчают проникновение вируса в клетку (рис. 5, 6). Посредством специфического участка — Fc-области — они присоединяются к клеткам-фагоцитам и «проводят» вирус в них. Это похоже на то, как поводырь проводит плохо видящего человека в нужное место: антитело «берет за руку» вирус и заводит его в макрофаг.
Рисунок 5. Схема развития феномена ADE при вирусных инфекциях. а — Взаимодействие между антителом и рецептором FcR на поверхности макрофага. б — Фрагмент С3 комплемента (компонент комплемента, после присоединения которого весь этот комплекс приобретает способность прилипать к различным частицам и клеткам) и рецептор комплемента (complement receptor, CR) способствуют присоединению вируса к клетке. в — Белки комплемента С1q и С1qR способствуют присоединению вируса к клетке (в составе молекулы C1q имеется рецептор для связывания с Fc-фрагментом молекулы антитела). г — Антитела взаимодействуют с рецептор-связывающим сайтом вирусного белка и индуцируют его конформационные изменения, облегчающие слияние вируса с мембраной. д — Вирусы, получившие возможность реплицироваться в данной клетке посредством ADE, супрессируют противовирусные ответы со стороны антивирусных генов клетки. Рисунок с сайта supotnitskiy.ru.
Подобный вирусный механизм характерен не только для ВИЧ. Он описан и при инфицировании некоторыми другими опасными вирусами: такими, как вирусы Денге и Эбола. Но при ВИЧ антителозависимое усиление инфекции сопровождается еще несколькими факторами, делая его опасным и почти неуязвимым. Так, в 1991 году американские клеточные биологи из Мэриленда (Дж. Гудсмит с коллегами), изучая иммунный ответ на ВИЧ-вакцину, обнаружили так называемый феномен антигенного импринтинга [23]. Он был описан еще в далеком 1953 году при изучении вируса гриппа. Оказалось, что иммунная система запоминает самый первый вариант вируса ВИЧ и вырабатывает к нему специфические антитела. Когда вирус видоизменяется в результате точечных мутаций, а это происходит часто и быстро, иммунная система почему-то не реагирует на эти изменения, продолжая производить антитела к самому первому варианту вируса. Именно этот феномен, как считает ряд ученых, стоит препятствием перед созданием эффективной вакцины против ВИЧ.
Рисунок 6. Электронно-микроскопическая фотография макрофага, инфицированного ВИЧ-1. Две темные области — многочисленные вирусные частицы, которыми «нашпигована» клетка. Рисунок из [13].
Но и это еще не все уловки в арсенале смертоносной инфекции. В нашем организме существуют специальные антиретровирусные системы, которые должны противостоять ВИЧ. Сегодня известны три таких системы: упоминавшийся выше (в связи с интерфероном) BST-2/ тетерин, а также AID/APOBEC и TRIM5-α [24]. Но, как выяснилось, все они оказываются бессильны в борьбе против ВИЧ. Вот как об этом говорит М.Р. Бобкова из Института вирусологии им. Д.И. Ивановского: «Антивирусные системы клетки, получившие название „внутреннего иммунитета“ (intrinsic immunity), пытаются бороться с вирусом, но у них это плохо получается. APOBEC модифицирует вирусную ДНК таким образом, что это приводит к ее разрушению либо неполноценности. В ответ на это вирус ВИЧ приобрел белок Vif, блокирующий функцию APOBEC. TRIM5-α у обезьян хорошо справляется с функцией преждевременного „раздевания“ РНК вируса, но только не „своего“ вида, а всех других. У человека этот белок есть, но функция его снижена, и ее недостаточно для ограничения репликации (копирования) ВИЧ. Тетерин связывает отпочковывающиеся вирусные частицы и не дает им покинуть поверхность клетки. В противодействие этому у ВИЧ есть белок Vpu, который путем связывания тетерина „освобождает“ новые частицы. Представить себе, что эти механизмы защиты от внутреннего иммунитета вирус выработал за те несколько десятилетий, что он общается с человеком, невозможно, поэтому должно быть какое-то другое объяснение».
«Другое» объяснение приводит в своей работе известный специалист по ВИЧ, микробиолог Михаил Супотницкий. По его мнению, причина того, что антивирусные системы человека бессильны против ВИЧ, носит эволюционный характер: «Почему так работают антиретровирусные системы человека? Причина, скорее всего та же, что заставляет иммунную систему человека участвовать в размножении и распространении ВИЧ — эти системы созданы самими ретровирусами» [25]. Когда-то, несколько сотен миллионов лет назад, древние ретроэлементы, от которых произошли все ретровирусы, участвовали в процессе эволюции в формировании иммунной системы позвоночных, передав для ее генов некоторые свои элементы. И потому наша иммунная система, созданная ретроэлементами, иногда может по старой памяти воспринимать вирусы как «своих».
Открытие биологов из МГУ — Нефёдовой и Кима, — о котором упоминалось в самом начале, также говорит в пользу этой, эволюционной, версии.
Также известно, что ВИЧ в своем жизненном цикле задействует множество белков организма хозяина (рис. 7). В 2008 году ученые из Гарвардской медицинской школы и Института Говарда Хьюза посредством механизма РНК-интерференции провели исследование генома человека на предмет обнаружения белков-«коллаборационистов», сотрудничающих с ВИЧ [20]. В ходе работы ими были обнаружены 273 белка, так или иначе связанных с циклом ВИЧ [26]. Но и это еще не всё. Оказалось, что наши внутренние, эндогенные ретровирусы, тихо сидящие в нашей ДНК, могут в случае надобности предоставлять «чужим» ретровирусам (в том числе и ВИЧ) свои ферменты, необходимые для вирусного жизненного цикла. То есть внутренние и внешние вирусы взаимодействуют между собой: американскими исследователями был зафиксирован феномен, когда в ответ на прием ингибиторов протеаз протеаза эндогенного ретровируса человека HERV-К компенсировала своим действием отсутствие этого фермента у ВИЧ-1 [27]. Получается такая «дружеская взаимопомощь» между вирусами. Hе случайно авторитетный вирусолог, академик РАН Е.Д. Свердлов назвал наши эндогенные ретровирусы «пятой колонной» ВИЧ [2]. В свою очередь, ВИЧ может активизировать «дремавшие» эндогенные ретровирусы: наблюдали усиление экспрессии генов ретровируса HERV-K10 у ВИЧ-инфицированных и появление в сыворотке крови таких людей вирусных частиц HERV-K [28, 29].
Существует одна схожая особенность многих опасных вирусов, затрудняющая вакцинацию и лечение: они чрезвычайно быстро меняются. У ВИЧ это обусловлено тем, что фермент обратная транскриптаза делает массу ошибок при копировании вируса в организме — такая у этого фермента особенность. И потому вирусные копии отличаются одна от другой, и вирус становится неуловимым. Это похоже на то, как если бы полиция искала преступника по фотороботу и отпечаткам, а он каждый день менял свой облик, да еще и делал себе двойников. У других вирусов есть свои механизмы изменчивости. К примеру, два знаменитых филовируса — Эбола и Марбурга — с момента открытия изменились по составу аминокислот в некоторых белках более чем на 20%! Вирус гриппа постоянно меняется благодаря двум своим специфическим особенностям: «антигенному дрейфу» и «антигенному шифту» — мутации антигенов вируса и полной замене одного из генов* [31].
* — Разным аспектам, связанным с вирусом гриппа, биомолекула посвятила целую серию статей, первая из которых — «Гонки с вирусом: эпидемиология и экология вируса гриппа» [32].
Эпидемии «медленных» вирусов и вирусная эволюция
Сегодня не только ВИЧ представляет опасность для человечества, хотя он, конечно, самый главный наш вирусный враг. Так сложилось, что СМИ уделяют внимание, в основном, молниеносным инфекциям, вроде атипичной пневмонии или МЕRS, которыми быстро заражается сравнительно большое количество людей (и немало гибнет). Из-за этого в тени остаются медленно текущие инфекции, которые сегодня гораздо опаснее и коварнее коронавирусов* и даже вируса Эбола. К примеру, мало кто знает о мировой эпидемии гепатита С, вирус которого был открыт в 1989 году**. А ведь по всему миру сейчас насчитывается 150 млн человек — носителей вируса гепатита С! И, по данным ВОЗ, каждый год от этой инфекции умирает 350-500 тысяч человек [33]. Для сравнения — от лихорадки Эбола в 2014-2015 гг. (на состояние по июнь 2015 г.) погибли 11 184 человека [34].
* — Коронавирусы — РНК-содержащие вирусы, поверхность которых покрыта булавовидными отростками, придающими им форму короны. Коронавирусы поражают альвеолярный эпителий (выстилку легочных альвеол), повышая проницаемость клеток, что приводит к нарушению водно-электролитного баланса и развитию пневмонии.
** — О строении и свойствах другого вируса, вируса гепатита А, читайте в статье «Вирус гепатита А: новое — это хорошо забытое старое» [35].
Конечно, атипичная пневмония, «птичий» грипп, коронавирус MERS и другие, неизвестные пока инфекции при определенных обстоятельствах могут вызвать эпидемии с большими человеческими жертвами. Природный резервуар «запасных» частей для вирусов огромен, и они могут складываться в опасные формы. Этот процесс носит название рекомбинация вирусов — вирусы обмениваются своими «запасными» частями (генами) друг с другом и с носителями, создавая новые виды. И именно после этого появляются новые опасные формы вирусов, о которых мы регулярно узнаем из новостных лент СМИ.
Причем больших изменений для возникновения опасной формы вируса не требуется. Так, «испанский» грипп, от которого в 1918-1920 гг. погибло более 20 млн человек, был вызван вирусом типа H1N1 (рис. 8), доставшимся человеку от птиц. В конце 90-х гг. американские ученые из Armed Forces Institute of Pathology исследовали этот вирус, выделив его из тел, похороненных на Аляске, и нашли всего лишь одно существенное изменение, сделавшее его смертельным: изменение в гене поверхностного белка — нейраминидазы [36]. В 2008 году ученые из Массачусетского технологического института — Т. Тампи и его коллеги — дополнили эти исследования, обнаружив еще две возможные мутации, которые могли сделать этот вирус «массовым убийцей»: мутации в структуре второго поверхностного белка вируса гриппа — гемагглютинина, — которые позволили ему связываться со специфическими гликанами человеческих эпителиальных клеток (рецепторами α2—6)* [37].
Рисунок 8. Электронная микрофотография воссозданного вируса H1N1, вызвавшего эпидемию в 1918 г. Рисунок с сайта phil.cdc.gov.
Почему же вдруг сложилась такая ситуация, что буквально каждый год появляются новые, всё более опасные формы вирусов? По мнению ученых, главные причины — это сомкнутость популяции, когда происходит тесный контакт людей при их большом количестве, и снижение иммунитета вследствие загрязнения среды обитания и стрессов. Научный и технический прогресс создал такие возможности и средства передвижения, что носитель опасной инфекции уже через несколько суток может добраться с одного континента на другой, преодолев тысячи километров.
Всё тот же научный прогресс стал причиной односторонней миграции населения из сёл и малых городов в крупные города, что привело к возникновению компактных многомиллионных поселений. Чего не было за всю длинную эволюцию человека. И такая скученность населения в крупных городах создает все условия для возникновения и распространения новых форм вирусов: ослабление иммунитета как следствие загрязненной среды обитания и стрессов и возможность скорейшего инфицирования всё новых и новых хозяев. Академик В.А. Кордюм (Институт молекулярной биологии и генетики, Киев) приводит пример с вирусом герпеса человека 7-го типа (ВГЧ-7) и цитомегаловирусом. Эти два инфекционных агента распространены повсеместно: ими инфицировано большинство населения Земли. И пока человек живет в нормальных условиях, они никак себя не проявляют. Но стоит лишь иммунитету ослабеть — вследствие стресса или других факторов — ВГЧ-7 и цитомегаловирус активизируются, еще более угнетая иммунную систему и «открывая ворота» для других, более опасных вирусов [39].
Ясно, что мы пока не до конца понимаем причины стремительной эволюции вирусов и те природные механизмы, которые способствуют этому. Очевидно, что наш современный «урбанистический» образ жизни играет в этих процессах не последнюю роль. Человек, устраивая свою жизнь с комфортом и переделывая всё вокруг на свой вкус и под свои нужды, вдруг забыл, что он обычный биологический вид и перестал жить по законам природы. А вирусы напоминают нам об этом.
Первоначальный вариант статьи был опубликован в журнале «Популярная механика» [40].