Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

НЕТИПИЧНАЯ ПРОСТУДА

Кандидат химических наук О. Белоконева

Когда нет эффективных вакцин и лекарств, к болезням, передающимся воздушно-капельным путем, человечество должно относиться предельно серьезно. Вспомните, как много детей погибало в младенчестве от кори, пока не ввели всеобщую вакцинацию. Эпидемия гриппа в 1918 году унесла, по разным данным, от 20 до 40 миллионов жизней на всем земном шаре. Воздушно-капельная инфекция не знает границ. Единственный способ контроля заболевания - карантин. Конечно, с ним связано множество неудобств, но только полная изоляция инфицированных может прервать цикл эпидемии.

В конце 2002 года в Китае, в провинции Гуандонг, появилась новая вирусная инфекция, по симптомам напоминающая обычную простуду, если бы не одно маленькое "но": на "новорожденное" ОРЗ практически не действует ни одно известное лекарство, а смертность от такой простуды достигает 10%. Болезнь получила название: Severe acute respiratory syndrome (SARS), дословно: тяжелый острый респираторный синдром. В русском варианте недуг окрестили атипичной пневмонией, поскольку тяжелая форма воспаления легких часто является спутником новой вирусной инфекции.

SARS начал свое шествие по планете с Гонконга, затем случаи атипичной пневмонии были зафиксированы во Вьетнаме и в Канаде. К началу июня 2003 года, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 28 странах мира зарегистрировано почти 8,5 тысячи случаев болезни, около 800 из них закончились летально. Инкубационный период этой воздушно-капельной инфекции составляет обычно от 2 до 7 дней. Сначала у больного поднимается высокая температура, он чувствует сильную боль в мышцах, его знобит, болит голова, а через несколько дней начинается сухой кашель, появляется одышка. С этого момента возможны два варианта течения болезни. У большинства (около 90%) заболевших состояние медленно улучшается. У другой части больных развивается пневмония. Рентген показывает двусторонние изменения легких в виде внутритканевых инфильтратов (между участками легочной ткани накапливается жидкость), которые развиваются в множественные межтканевые "щели". На рентгеновском снимке легкие больных SARS словно испещрены пятнами. Такое тяжелое течение болезни требует искусственной вентиляции легких. Вероятность смертельного исхода на данной стадии заболевания очень высока. К группе риска относятся люди преклонного возраста, а также больные, страдающие лимфопенией и печеночной недостаточностью.

В марте 2003 года в Ханое от атипичной пневмонии скончался один из известных врачей-инфекционистов. Столь же печальным оказался итог деятельности нескольких других специалистов, работавших под эгидой ВОЗ в Гонконге и Китае. Медицинская общественность была в шоке. Впервые в истории человечества ВОЗ объявила сигнал "всеобщей тревоги", который означает, что каждая страна должна быть готова к возможной всемирной эпидемии и принять меры к тому, чтобы предотвратить появление заболевания в своей стране.


В США Центр контроля и профилактики заболеваний перевел около 300 ученых с долгосрочных научных проектов на работу, связанную с SARS. И хотя, по мнению ВОЗ, научным фондам Америки и других промышленно развитых стран не всегда хватало гибкости, чтобы оперативно переключиться на новую актуальную проблематику, ученым удалось добиться впечатляющих успехов. На то, чтобы идентифицировать ВИЧ - вирус, вызывающий СПИД, в 1980-х годах ушло почти два года. В 2003 году ВОЗ создала уникальный научный конгломерат из 13 лабораторий в 10 странах мира. Ученым из этого сообщества удалось выделить вирус атипичной пневмонии за две недели, а еще через две - определить полный состав его генома. Как же проводились эти исследования?

В третью неделю марта ученым из США, Канады, Германии и Гонконга удалось выделить ранее неизвестный вирус из крови пациентов, больных атипичной пневмонией. Результаты их исследований опубликованы в апрельских номерах журнала "The Lancet". Оказалось, что вирус, вызывающий симптомы SARS, принадлежит к хорошо изученной группе так называемых коронавирусов. Коронавирусы - большая группа вирусов, которые вызывают многие респираторные и кишечные инфекционные заболевания у человека и других позвоночных. Они - ретровирусы, то есть представляют собой молекулу РНК, заключенную в белковую оболочку. К ретровирусам относятся возбудители и других опасных болезней, например: вирус лейкемии (HTLV-1), вирус иммунодефицита человека (HIV-1), онковирусы. Геном коронавируса SARS составляет около 30 тысяч нуклеотидов - это самый большой геном из всех известных ученым РНК-вирусов. Существуют три группы коронавирусов: первая и вторая группы состоят только из вирусов, поражающих млекопитающих, третья группа патогенна только для птиц. Коронавирусы человека HCoV-229E и HCoV-OC43 относятся к первой и второй группам соответственно. Именно они являются причиной почти 30% всех простудных заболеваний. Однако вирус SARS не похож ни на один известный штамм коронавирусов.

Полдела было сделано, и ученые из 10 стран мира взялись за расшифровку генома нового коронавируса. Уже 1 мая 2003 года результаты их работы были представлены на страницах журнала "Science" и появились в свободном доступе Всемирной сети. Приоритет расшифровки генома вируса SARS-CoV (так сокращенно обозначают вирус атипичной пневмонии) принадлежит ученым из США, Канады, Германии и Нидерландов. Исследователи сделали вывод, что выделенный вирус действительно относится к группе коронавирусов, но является неизвестной их разновидностью. Канадские ученые считают его представителем новой, четвертой, группы коронавирусов. Причем маловероятно, чтобы источником SARS-CoV были какие-либо животные. Хотя некоторые ученые считают, что новый вирус - мутант какого-то известного вируса животного происхождения, но какого - пока неизвестно.

Исследователям из Германии удалось определить структуру белка, который регулирует размножение вируса атипичной пневмонии в клетке человека. С помощью методов молекулярного дизайна они нашли химические вещества, способные "выключать" этот белок. Без сомнения, эти соединения - кандидаты в новые противовирусные препараты.

Однако в настоящее время эффективных методов борьбы с новым тяжелым недугом нет, что в общем-то неудивительно. Ведь лечение любой вирусной инфекции - симптоматическое, настоящих противовирусных препаратов у человечества нет до сих пор. Исключение составляют лишь противогерпетические средства. Но все же для предотвращения развития пневмонии у больных SARS ВОЗ и американский Центр контроля и профилактики заболеваний рекомендуют антибиотики широкого спектра действия - b-лактамы, фторхинолоны, цефалоспорины, тетрациклины. В качестве противовирусного медикамента врачами в очагах заболевания используется известный препарат рибавирин, однако у некоторых больных он вызывает нежелательные побочные эффекты. В начале апреля в газетах появились сообщения о том, что гонконгские медики успешно использовали для лечения больных атипичной пневмонией плазму крови пациентов, уже благополучно перенесших инфекцию.

Контроль над эпидемией атипичной пневмонии требует быстрых и чувствительных методов диагностики заболевания. Самым простым является метод определения в плазме крови антител к SARS-CoV с помощью сыворотки вирусных антигенов - так называемый Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Для обнаружения комплекса антиген-антитело применяют ферментативные реакции, которые протекают с изменением окраски среды, а также (что намного более чувствительно) - флуоресцирующие молекулы. Но даже сверхчувствительный флуоресцентный метод выявляет антитела в крови только через десять дней после появления симптомов болезни. Самый серьезный недостаток метода - он требует больших количеств вируса SARS-CoV, которые можно получить только в условиях противочумной лаборатории. Да и флуоресцентный микроскоп есть далеко не во всех медицинских учреждениях. Гораздо более перспективны молекулярно-биологические тесты на наличие того или иного участка генома вируса в генетическом материале, полученном из различных тканевых и секреторных образцов больного на самых ранних стадиях инфекции. Для этого применяют метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). С его помощью по имеющимся "затравкам" - кусочкам ДНК вируса - прибор синтезирует великое множество молекул вирусного ДНК из препарата ДНК клеток больного. Затем вирусная ДНК выделяется, концентрируется, и ее наличие/отсутствие в геноме клеток больного определяется с помощью стандартной молекулярно-биологической процедуры.

В настоящее время во многих странах уже разработаны диагностические лабораторные системы для идентификации возбудителя SARS. Но достоверность этих тестов на практике пока не подтверж дена. Даже специфичные ПЦР-тесты еще недостаточно надежны, поскольку сами "затравки" - фрагменты генома вируса не всегда точны и уникальны. Поэтому пока диагностика атипичной пневмонии преимущественно основана на клинических проявлениях болезни.

В России живая культура вируса атипичной пневмонии и образцы РНК для ПЦР-анализа, полученные из Германии, находятся в Государственном научном центре вирусологии и биотехнологии "Вектор" (пос. Кольцово Новосибирской области) и Российском научно-исследовательском противочумном институте "Микроб" (г. Саратов). Именно там сейчас разрабатывают и совершенствуют методы лабораторной диагностики SARS.

Однако головокружительные темпы выделения нового вируса и расшифровки его генома дают надежду, что появление новых эффективных диагностических систем не заставит себя долго ждать. Прежде всего, должен быть и будет разработан экспресс-метод диагностики генетического материала на основе ПЦР. Можно быть практически уверенными, что к моменту выхода этого номера "Науки и жизни" генетическая диагностика атипичной пневмонии будет поставлена на поток. Кроме того, полученная информация о геноме нового вируса даст толчок к разработке препарата, содержащего антитела, нейтрализующие вирус, и антивирусной вакцины. Но это уже - дело будущего, надеемся, тоже недалекого.



Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Наука. Вести с переднего края»

Детальное описание иллюстрации

Филогенетическое древо коронавирусов, построенное для сравнения вируса атипичной пневмонии с другими коронавирусами. Длина "ветви" отражает степень родства вирусов: чем короче ветвь, тем вирусы ближе друг к другу по структуре.
Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) - самый быстрый и дешевый метод определения антител к вирусу при инфекционных заболеваниях. Дно пластиковой плашки покрывается белком-антигеном (1) (в случае вируса - препаратом вирусных белков). Затем к антигену добавляют образец плазмы крови или другой физиологической жидкости человека. Если в образце есть антитела к вирусу (2) (то есть человек болен), то они образуют прочный комплекс с белками-антигенами. Для определения этого комплекса в плашку добавляют конъюгат антител, выработанных в плазме крови какого-либо животного, против сыворотки человеческих белков (3), с неким ферментом (4). Образуется молекулярный "сэндвич" из четырех компонентов (5). Затем в систему добавляют какое-либо вещество (6), которое при взаимодействии с ферментом (4) меняет окраску. Поскольку количество фермента прямо пропорционально количеству антител к вирусу, изменение окраски вещества (6) - показатель наличия антител в крови больного. То есть если окраска изменилась (7) (например, из голубой в желтую) - значит, человек болен.
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) широко применяется при анализе ДНК с 1985 года. В 1993 году американский ученый Кэри Муллис за изобретение этого метода был удостоен Нобелевской премии. ПЦР используется для получения множества копий нужного фрагмента ДНК, например из препарата крови человека. Повторив цикл ПЦР 20-60 раз, можно наработать миллионы молекул вирусной ДНК за несколько часов. Такого количества ДНК вполне достаточно, чтобы определить ее наличие в образце с помощью стандартного молекулярно-биологического анализа. Суть метода заключается в том, что к исследуемому образцу ДНК добавляют "затравки" - кусочки ДНК, совпадающие по химическому составу с концевыми участками ДНК вируса, набор нуклеотидов (составляющих ДНК) и фермент полимеразу. При нагревании до 95<SUP>о</SUP>С исследуемая молекула ДНК распадается на две цепи. При охлаждении "затравки" прицепляются к соответствующим участкам одноцепочечных ДНК, и полимераза начинает нанизывать на строящуюся вторую цепь нуклеотиды, пользуясь первой нитью из ДНК образца как матрицей. Получается точная копия участка ДНК, соответствующая геному вируса. При повышении температуры двойные цепи снова расходятся, и цикл повторяется. Каждый раз количество молекул ДНК вируса удваивается.