История вирусологии в россии кратко
Обновлено: 05.07.2024
Именно в нашей стране работал русский ученый, профессор Дмитрий Ивановский, который открыл миру людей мир вирусов. До него понятия не имели, откуда берутся многие болезни.
Вирус, я тебя знаю!
В мире насчитывается около 100 миллионов разнообразных вирусов. Они поселились на этой планете задолго до человека. За свою жизнь каждый гомо сапиенс встречает несколько десятков вирусов – от ротавирусов до сезонного гриппа и ОРВИ. Некоторые из крохотных врагов людей поселяются в организме навсегда, дожидаясь своего часа, как, например, вирус герпеса. Примерно раз в 10 лет человечество узнает о новом вирусе-убийце – ВИЧ, лихорадка Эбола, коронавирус. Микромир ведет свою тихую войну против человечества. Но вплоть до конца XIX века люди даже не догадывались об этой параллельной с нами микрожизни.
Институту вирусологии АМН СССР в 1950 году было присвоено имя профессора Ивановского.
В Академии медицинских наук учреждена премия имени Д. И. Ивановского, которая присуждается один раз в три года за лучшую научную работу по вирусологии.
Имя Д. И. Ивановского носит Академия биологии и биотехнологии Южного федерального университета в Ростове-на-Дону.
Как многие гениальные изобретения, вирус был открыт практически случайно. Дмитрий Ивановский изучал растения в Петербургском университете, и, как многие ботаники того времени, был просто заворожен табачной мозаикой, которая наделала бед на юге России, уничтожив табачные плантации, но этот губительный процесс был не лишен своей эстетики и даже какой-то красоты.
– Табачная мозаика была уникальным объектом для изучения, – подтверждает Феликс Ершов. – На табаке четко видно разрушительное действие заразы: листья покрываются сложным абстрактным рисунком. Мертвые участки растекаются, как чернила на промокашке, и распространяются с растения на растение.
Ивановский, отучившись в университете, отправился в Никитский ботанический сад в Крыму, где плантации табака были поражены болезнью и терпели большой урон.
Примерно раз в 10 лет в человечество проникает
Интересные факты о вирусах
Учеными детально описано более 6 тысяч вирусов.
Антибиотики на вирусы не действуют, но разработано несколько видов противовирусных препаратов.
Первые точные изображения вирусов были получены после изобретения электронного микроскопа. После этого вирусологи не устают поражаться разнообразию форм и размеров вирусов.
Мировая сенсация в 28 лет
– Благодаря Ивановскому рождение будущей новой науки – вирусологии – имеет точную дату: 12 февраля 1892 года. Это, пожалуй, единственный пример в истории науки. Автору открытия и родоначальнику целой науки тогда было всего 28 лет, и это тоже удивительно, – комментирует Феликс Ершов. – Но иногда нужны смелость и непредвзятость суждений неискушенного человека, чтобы увидеть суть явлений, ранее необъяснимых. Как это было в случае открытия вирусов.
Но слава к первооткрывателю пришла только посмертно, почти через полвека – примерно на столько его открытие опередило время. И именно столько времени понадобилось, чтобы поверить в существование сложного и опасного микромира рядом с нами.
Масочный режим ХIX века
Самые опасные вирусы для человека
1. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Заражение происходит через кровь или биологические выделения. Смертность 100%, продолжительность жизни больного в среднем 11–15 лет.
2. Вирус бешенства. Источником является зараженное животное. Если не сделать прививку в течение первых 10 дней после укуса, вероятность летального исхода для человека составляет 99%.
3. Вирус Эбола (геморрагическая лихорадка). Передается контактным, инъекционным, половым путем. Уровень смертности 50%.
4. Вирус Марбург. Переносится тяжело: лихорадка, мышечная боль, высыпания по телу, понос, желтуха, панкреатит, вплоть до внутренних кровопотерь и галлюцинаций. Показатель смертности – от 25 до 85%.
5. Вирус оспы. Инфицирование происходит воздушно-капельным способом, при контакте. Характеризуется образованием гнойных пустул по всему телу – оспин. Смертность в разных странах составляла от 35 до 88%.
6. Испанка (испанский грипп). В начале XX века испанкой заразились 35% населения планеты. Характерным признаком является стремительное развитие геморрагической пневмонии – за несколько часов. Вероятность летального исхода составляет 95% именно в первые сутки болезни.
7. Вирус Денге (костоломная лихорадка, или финиковая болезнь). Опасный вирус попадает к человеку через укусы комаров. Локализован в Азии, Африке, Карибском бассейне. Ежегодная заболеваемость составляет около 50 миллионов человек, при геморрагической форме летальный исход – до 50%.
"Спасаясь от оспы, стала жертвой простуды": известные люди, проигравшие вирусам
С декабря прошлого года мир говорит только о вирусах — все остальные темы ушли на второй план. Но в эти весенние дни никто не вспомнил о русском ученом — основоположнике вирусологии. А ведь повод был — этот человек скончался ровно 100 лет назад. Его звали Дмитрий Иосифович Ивановский, и свое главное открытие он сделал в возрасте 28 лет, вскоре после окончания Санкт-Петербургского университета. Умер Ивановский 20 апреля 1920 года.
Есть ли жизнь после смерти
Последние 5 лет его жизни были очень тяжелыми. Он потерял свою лабораторию в Варшавском университете, переезжая из-за Первой мировой войны в Ростов-на-Дону, и восстановить её там полностью уже не смог из-за войн и революции.
Исследования проводились вслепую
Ивановский определил, что это какой-то очень маленький микроб, много меньший, чем хорошо известные тогда бактерии. Он пропустил сок листьев, пораженных мозаичной болезнью табака, через особый фарфоровый фильтр, имеющий очень мелкие поры и задерживающий все бактерии. А после этого собрал фильтрат, заразил им растения, и они заболели. Первая мысль его была о том, что через фильтр проходят токсины, которые потом и вызывают болезнь. Но с помощью дальнейших экспериментов он доказал, что в фильтрате содержится не токсины, а какая-то живая субстанция. Он посчитал, что это ещё неизвестные и особые очень мелкие бактерии.
Наука в стиле фэнтези
Метод фильтрования через фарфоровый фильтр, который первым использовал Ивановский, помог сделать много новых открытий в науке, которую позже стали называть вирусологией. В 1898 году немецкие ученые Пауль Фрош и Фридрих Леффлерс его помощью обнаружили вирус ящура — болезни крупного рогатого скота. Правда, они сначала посчитали его токсином. А в 1902 открыли первый вирус человека — возбудителя желтой лихорадки. Это сделали американцы Уолтер Рид и Джеймс Керрол. Дальше число фильтрующихся вирусов (так тогда стали называть эти неведомые существа) стало расти, их открывали все больше и больше. Но представления о них были очень туманные.
Реализм вместо фантастики
Новый прорыв случился только в 1935 году, когда американский химик Уэнделл Стэнли впервые выделил вирус табачной мозаики в кристаллической форме и доказал, что он имеет белковую природу. Это был большой прорыв, никто в глаза вирусы ещё не видел, но они обрели некую конкретику: стало окончательно ясно, что вирус является частицей, а не жидкой заразной формой жизни — кристаллы и белок жидкостью не бывают. И в этом плане Ивановский оказался правее Бейеринка. Напомним, ещё через 4 года вирус впервые увидели с помощью электронного микроскопа. А в 1946-м Стэнли получил за свое открытие Нобелевскую премию.
В отличие от бактерий, которых ещё в 1676 году описал основатель научной микроскопии Антони ван Левенгук, вирусы в световой микроскоп видны не были. А электронный создали лишь спустя 40 лет после открытия вирусов. Как же их вообще удалось заметить? Благодаря табаку, точнее, его болезни, которая была страшной проблемой для фермеров.
В современный световой микроскоп крупные вирусы увидеть можно. Они выглядят так же, как выглядели бактерии для Левенгука. Просто точки. Но бактерии при этом активно двигаются.
Некротические пятна на листьях табака резко снижали урожай, а главное, из таких листьев не получалось сделать сигары. Производители с подобным положением дел мириться не могли и спонсировали исследования патологии. В 1886 году немецкий агроном Адольф Майер доказал, что "мозаичное заболевание табака", как он окрестил эту напасть, легко передаётся с соком растения, а значит, тут замешан инфекционный агент. Поскольку прогревание при 80 ºС обеззараживало исходный биоматериал (Пастер, напомним, уже изобрёл пастеризацию), Майер решил, что возбудитель болезни - бактерия.
._4_t_310x206.jpg)
Российского ботаника Дмитрия Ивановского болезнь табака волновала ничуть не в меньшей степени. Полагая, что этот недуг вызывают бактерии, Ивановский планировал осадить их на специальном фильтре, поры которого меньше этих организмов. Такая процедура позволяла полностью удалить из раствора все известные патогены. Но экстракт заражённых листьев сохранял инфекционные свойства и после фильтрации!
Этот парадокс, описанный Ивановским в работе 1892 года, стал отправной точкой в развитии вирусологии. При этом сам учёный думал, что сквозь его фильтр прошли мельчайшие бактерии либо выделяемые ими токсины, то есть вписывал своё открытие в рамки существующего знания. Впрочем, это частности. Приоритет Ивановского в открытии вирусов не оспаривается.
Спустя 6 лет голландский микробиолог Мартин Бейеринк, не зная поначалу о работе Ивановского, провёл серию аналогичных экспериментов. То, что патоген проходит сквозь бактериальный фильтр и не может, подобно бактериям, размножаться в питательной среде, привело Бейеринка к выводу, что перед ним новый, неизвестный науке инфекционный агент. Учёный окрестил его "вирусом" (от лат. virus - яд), повторно введя это слово в научный оборот: прежде оно использовалось для обозначения всего агрессивного и токсичного.
Вирус табачной мозаики стал нашим проводником в абсолютно новую область биологии - вирусологию. И в знак признания особых заслуг перед человечеством был первым среди вирусов исследован на электронном микроскопе.
Вирус табачной мозаики до сих пор любим вирусологами: на его основе легко делать вакцины. Одну из них - от COVID-19 - сейчас разрабатывают на биологическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова.
Что мы знаем сегодня
Вирусы присутствуют во всех земных экосистемах и поражают все типы организмов: от животных до бактерий с археями. При этом учёные до сих пор спорят, являются ли вирусы живыми существами. Серьёзные аргументы есть и за, и против.
Конечно да! У вирусов есть геном, они эволюционируют и способны размножаться, создавая собственные копии путём самосборки.
Решительно нет! У них неклеточное строение, а именно этот признак считается фундаментальным свойством живых организмов. А ещё у них нет собственного обмена веществ - для синтеза молекул, как и для размножения, им необходима клетка-хозяин.
Впрочем, большинство учёных склонны рассматривать этот спор как чисто схоластический.
2. Как устроены вирусы
Самая суть: Вирус - это генетическая инструкция в белковом контейнере. Расшифровать строение вирусов удалось, превращая их в кристаллы.
История открытия
К началу 1930-х годов всё ещё оставалось непонятным, что такое вирус и как он устроен. И по-прежнему не было микроскопа, в который его можно было бы разглядеть. В числе прочих высказывалась гипотеза, что вирус - это белок. А структуру белков в то время изучали, преобразуя их в кристаллы. Если бы вирус удалось кристаллизовать, то его строение можно было бы изучать методами, разработанными для исследования кристаллов.
В 1932 году Уэнделл Мередит Стэнли отжал сок из тонны больных листьев табака и воздействовал на него разными реагентами. После трёх лет опытов он получил белок, которого не было в здоровых листьях. Стэнли растворил его в воде и поставил в холодильник. Наутро вместо раствора он обнаружил игольчатые кристаллы с шелковистым блеском. Стэнли растворил их в воде и натёр полученным раствором здоровые листья табака. Через некоторое время они заболели. Эти опыты открыли учёным путь к получению и изучению чистых препаратов вируса, а самому Стэнли принесли Нобелевскую премию.
Структуру вируса расшифровала Розалинд Франклин - та самая "леди ДНК", которая впервые получила чёткую рентгенограмму структуры ДНК и умерла за четыре года до вручения Нобелевки за это невероятно важное открытие. Рассматривая вирус табачной мозаики в рентгеновских лучах, Розалинд поняла, что он представляет собой белковый контейнер, к внутренним стенкам которого прикреплена спираль РНК.
Что мы знаем сегодня
Постепенно накопились данные, позволившие разработать классификации вирусов. Выяснилось, что вирусы различаются по типу молекул ДНК или РНК, на которых записана их генетическая программа. Другое различие - по форме белкового контейнера, который называется капсид. Бывают спиральные, продолговатые, почти шарообразные капсиды и капсиды сложной комплексной формы. Многие капсиды имеют ось симметрии пятого порядка, при вращении вокруг которой пять раз совпадают со своим первоначальным положением (как у морской звезды).
У некоторых вирусов капсид заключён в дополнительную оболочку, суперкапсид, которая состоит из слоя липидов и специфичных вирусных белков. Последние часто формируют выросты-шипы - ту самую "корону" коронавируса. Вирусы с такой оболочкой называют "одетыми", а без неё - "голыми".
Необходимость кристаллизовать вирусы для их изучения отпала лишь недавно с появлением атомных силовых микроскопов и лазеров, генерирующих сверхкороткие импульсы.
3. Кто такие фаги
Самая суть: Большая часть вирусов - "пожиратели бактерий", хоть никого и не жрут. Фаг может убить бактерию, а может сделать из неё зомби. Для нас это хорошо.
История открытия
В конце XIX века британский бактериолог Эрнест Ханкин, сражавшийся с холерой в Индии, изучал воды рек Ганг и Джамна, которые местные жители считали целебными. Ханкин, энтузиаст кипячения воды и теории Пастера о том, что болезни вызываются микроорганизмами, а не миазмами (вредоносными испарениями - так думали врачи ещё в середине XIX века), обнаружил, что суеверные индусы правы: какой-то неопознанный объект непонятным образом обеззараживает воду священных рек без всякого кипячения.
Лишь спустя двадцать лет неопознанному объекту придумали название: Феликс Д'Эрелль из Института Пастера предложил называть этих существ "бактериофагами", в переводе с греческого - "пожирателями бактерий". Он пришёл к выводу, что бактериофаги - вирусы, паразитирующие на бактериях.
Сейчас их нередко зовут просто фагами. Эти вирусы прикрепляются к стенкам бактерий и впрыскивают в них свой генетический материал. Попав внутрь, генетическая программа вируса запускает производство новых вирусов. В итоге одни ферменты бактерии создают копии вирусного генома, другие - строят по вшитым в него инструкциям белки, третьи - собирают мириады клонов. Порабощённая фагом бактерия превращается в фабрику по созданию его клонов, которые могут выходить наружу вместе с метаболитами или "взрывать" бактериальную клетку. Так или иначе полчища клонов освобождаются и отправляются заражать всё новые бактерии.
Для бактерии встреча с фагами не всегда заканчивается печально: бактериофаги бывают вирулентными и умеренными. Если клетке не повезёт и она повстречает вирулентного фага, то погибнет (у биологов этот процесс называется лизисом). Фаг использует такую клетку как ясли для своего потомства. Умеренные фаги обычно более дружелюбны. Они делают из бактерии зомби: она переходит в особую форму - профаг, когда вирус интегрируется в геном клетки и сосуществует с ней. Это сожительство может стать симбиозом, в котором бактерия приобретёт новые качества и эволюционирует.
Способность вирусов уничтожать вредоносные бактерии привлекла к ним внимание учёных. Впервые фагов, этих цепных собак биологов, натравили на стафилококк ещё в 1921 году. Их активно изучали в Советском Союзе. Основоположник этого направления грузинский микробиолог Георгий Элиава был учеником Феликса Д'Эрелля. По его инициативе в 30-е годы был создан Институт исследования бактериофагов в Грузии, а позднее фаготерапия в СССР получила одобрение на самом высоком уровне. Были разработаны стрептококковый, сальмонеллёзный, синегнойный, протейный и другие фаги.
Западные учёные отнеслись к фагам с меньшим энтузиазмом. Фаги очень чувствительные и в неподходящих условиях внешней среды теряют супергеройские способности. А тут как раз открыли и успешно применили первый антибиотик, и о фагах надолго позабыли.
Что мы знаем сегодня
В 2005 году биологи из Университета Сан-Диего показали, что вирусы - самые распространённые биологические объекты на планете, и больше всего среди них именно бактериофагов.
Всего на данный момент описано более 6 тысяч видов вирусов, но учёные предполагают, что их миллионы.
4. Как создали первую вакцину
Самая суть: Вакцинация - одно из величайших изобретений человечества, благодаря которому многие смертельные заболевания остались в истории. Но почему слово "вакцина" происходит от слова "корова"?
История открытия
Главное событие в истории вакцинации произошло в конце XVIII века, когда английский врач Эдвард Дженнер использовал коровью оспу для предотвращения оспы натуральной - одного из самых страшных заболеваний в истории, смертность от которого тогда достигала полутора миллионов человек в год.
Коровья оспа передавалась дояркам, протекала легко и оставляла на руках маленькие шрамы. Сельские жители хорошо знали, что переболевшие коровьей оспой не болеют человеческой, и эта закономерность стала отправной точкой для исследований Дженнера.
Предотвращение распространения Variola vera - натуральной оспы - главное событие в истории вакцинации Фото: iStock
Хотя идея была не нова: ещё в Х веке врачи придумали вариоляцию - прививку оспенного гноя от заболевшего к здоровому. На Востоке вдыхали растёртые в порошок корочки, образующиеся на местах пузырьков при оспе. Из Китая и Индии эта практика расходилась по миру вместе с путешественниками и торговцами. А в Европу XVIII века вариоляция пришла из Османской империи: её привезла леди Мэри Уортли-Монтегю - писательница, путешественница и жена британского посла. Так что самому Дженнеру оспу привили ещё в детстве. Вариоляция действительно снижала смертность в целом, но была небезопасна для конкретного человека: в 2% случаев она приводила к смерти и иногда сама вызывала эпидемии.
Но вернёмся к коровам. Предположив близкое родство вирусов коровьей и натуральной оспы, Дженнер решился на публичный эксперимент. 14 мая 1796 года он привил коровью оспу здоровому восьмилетнему мальчику, внеся экстракт из пузырьков в ранки на руках. Мальчик переболел лёгкой формой оспы, а введённый через месяц вирус настоящей оспы на него не подействовал. Дженнер повторил попытку заражения через 5 месяцев и через 5 лет, но результат оставался тем же: прививка коровьей оспы защищала мальчика от оспы натуральной.
Дженнеру потребовались годы, чтобы убедить коллег-врачей в необходимости вакцинации, - и эпидемии оспы в Европе наконец были остановлены. Идеи Дженнера развивал великий Луи Пастер: он ввёл термин "вакцина" (от латинского vacca - корова), описал научную сторону вакцинации, создал вакцины против сибирской язвы, бешенства, куриной холеры и убедил мир, что прививки необходимы для предотвращения многих болезней.
Что мы знаем сегодня
В 1980 году Всемирная организация здравоохранения объявила о полном устранении натуральной оспы. Это первое заболевание, которое победили с помощью массовой вакцинации.
После прививки в организме вырабатывается такой же иммунитет, как после перенесённого заболевания. При этом даже не нужно встречаться с живым патогеном. Обычно в вакцинах содержится его часть, например поверхностный белок, или сам вирус, но ослабленный или убитый. Такой агент, его называют антигеном, учит иммунную систему распознавать его как врага и уничтожать в будущем. В следующий раз, когда в организм попадёт настоящий вирус или бактерия, специфичные антитела - иммунные белки - "подсветят" его для клеток иммунной системы, которые тут же мобилизуются и уничтожат патоген.
Сейчас существует более сотни вакцин, защищающих от 40 вирусных и бактериальных заболеваний. Иммунизация спасает миллионы жизней, поэтому наши дети не умирают от столбняка, поцарапавшись на улице.
Современные вакцины, прошедшие все стадии клинических испытаний, безопасны - они могут вызвать сильную иммунную реакцию у некоторых людей, но никак не тяжёлую форму болезни с летальным исходом или тем более эпидемию.
5. Как вирусы поселились в нашей ДНК
Самая суть: В геноме человека затаились древние вирусы. Они составляют более 8% нашей ДНК. И мы им многим обязаны.
История открытия
В 1960-х годах учёные поняли, что некоторые вирусы могут вызывать рак. Одним из них был вирус птичьего лейкоза, угрожавший всему птицеводству. Вирусологи выяснили, что он относится к группе так называемых ретровирусов, внедряющих свой генетический материал в ДНК клетки-носителя. Такая ДНК будет производить новые копии вируса, но если вирус по ошибке встроился не в то место ДНК, клетка может стать раковой и начать делиться. Вирус птичьего лейкоза оказался очень странным ретровирусом. Учёные находили его белки в крови совершенно здоровых куриц.
Робин Вайс, вирусолог из Университета Вашингтона, первым понял, что вирус мог интегрироваться в ДНК курицы, стать её неотъемлемой и уже неопасной частью. Вайс и его коллеги обнаружили этот вирус в ДНК многих пород кур. Отправившись в джунгли Малайзии, они изловили банкивскую джунглевую курицу, ближайшую дикую родственницу домашней, - она несла в ДНК тот же вирус! Когда-то давно иммунная система куры-предка сумела подавить вирус, и, обезвреженный, он стал передаваться по наследству. Учёные назвали такие вирусы эндогенными, то есть производимыми самим организмом.
Вскоре выяснилось, что эндогенных ретровирусов полно в геномах всех групп позвоночных. А в 1980 году их обнаружили и у человека.
Что мы знаем сегодня
Согласно данным исследователей из Мичиганского университета, на долю эндогенных ретровирусов приходится более 8% нашего генома. При этом обнаружены далеко не все вирусные последовательности, которые осели в геноме человека. Искать их сложно: они встречаются у одного и отсутствуют у другого.
Некоторые эндогенные вирусы остаются опасными, но большинство уже неспособно запустить вирусную программу и захватить мир. До недавнего времени их считали "генетическим мусором". Но оказалось, что порой интеграция вирусов в ДНК ведёт к появлению полезных генетических программ. Например, многие участки ДНК, которые регулируют активность генов, участвующих во врождённом иммунитете, являются ретровирусами. А недавно российские учёные обнаружили у человека эндогенный ретровирус, регулирующий работу мозга и отсутствующий у других приматов, - получается, мы обязаны вирусам какими-то важнейшими своими особенностями! Правда, этот же вирус, возможно, привёл к возникновению шизофрении.
Друзья или враги нам эндогенные ретровирусы, сказать сложно, потому что нет уже деления на нас и них, - мы соединились в одно существо.
Пожалуй, в течение последнего года не было более обсуждаемых, волнующих население десятков стран мира тем, чем вирусология, иммунология, эпидемиология и, наконец, разработка вакцин от коронавирусной инфекции.
Именно этой теме – лидерству нашего государства в области эпидемиологии – было посвящено заседание круглого стола, которое состоялось в Доме Российского исторического общества 26 февраля. Открывая заседание, Председатель Российского исторического общества Сергей Нарышкин отметил, что связь времён в этой области знания очень важна.
На фото: Сергей Нарышкин
История противоэпидемических мероприятий в нашей стране очень продолжительна и объёмна.
– считает Анна Попова,
руководитель Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека
– главный государственный санитарный врач РФ.
На фото: Анна Попова
Например, в начале 2020 года для максимально полной организации противоэпидемических мероприятий российские специалисты обратились к учебнику выдающегося ученого прошлого века, заведующего кафедрой эпидемиологии Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова Ивана Ивановича Ёлкина.
Наша страна смогла достойно встретить угрозу распространения коронавирусной инфекции во многом благодаря тому, что в России созданы технологии, которые позволяют универсально реагировать на различные вызовы, независимо от их нозологии. Об этом заявил Александр Гинцбург, директор Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи Министерства здравоохранения РФ.
На фото: Александр Гинцбург
– сказал генеральный директор РФПИ.
Второй урок – примеры сложностей, которые были в прошлом на пути продвижения отечественных препаратов. Например, упомянутая ситуация с вакциной от полиомиелита в Японии.
На фото: Кирилл Дмитриев
Осмысление медицинских проблем в истории – это достаточно сложная тема. Такого мнения придерживается Михаил Швыдкой, специальный представитель Президента Российской Федерации по международному культурному сотрудничеству.
Читайте также: