руса обеспечила ему способность передаваться другому виду мос кита, который предпочитает питаться кровью лошадей и иных крупных млекопитающих. Мутация также привела к тому, что ви рус теперь легко передается лошадям и людям.
Витоге мы сталкиваемся со своего рода «гонкой вооружений»,
вкоторой микробы не отстают от борющихся с ними людей, а по рой и опережают их.
60
Глава 10
ОПУХОЛИ И ВИРУСЫ
Онковирусология – раздел вирусологии, изучающий опухоле родные вирусы, – зародилась в начале ХХ века. В 1907 году Чуффо (C. Ciuffo) показал, что бородавки можно переносить от человека к человеку с помощью бесклеточного фильтрата. В 1908 году Эллер ман и Банг (V. Ellerman и O. Bang) установили, что фильтрат плаз мы крови кур, больных эритромиелобластозом, способен вызы вать это заболевание у здоровых птиц. И наконец, в 1911 году Роуз (P. Rous) сообщил об успешной прививке куриной саркомы бес клеточным фильтратом.
Становление онковирусологии, как крупного раздела совре менной вирусологии, было связано не только с доказательством канцерогенных свойств ряда вирусов и не столько с открытием но вых опухолеродных вирусов, но преимущественно с исследовани ем молекулярных механизмов онкогенной трансформации клеток.
Конкогенным относят вирусы, способные превращать зара женную ими клетку в опухолевую. Онковирусы принадлежат к 4 (из
5)семейств ДНК содержащих вирусов (папова , адено , герпес , поксвирусы) и только к одному семейству РНК содержащих виру сов – ретровирусам.
Паповавирусы, вызывающие доброкачественные папилломы (бородавки) у человека и животных, в некоторых случаях могут вы зывать злокачественные опухоли. Именно поэтому паповавирусы являются объектами пристального исследования как возбудители рака мочеполовой системы, прежде всего – рака шейки матки. Кстати, в геноме клеток HeLa, которые имеются практически в каждой вирусологической лаборатории, обнаружен интегрирован ный паповавирус.
Кчислу паповавирусов относится вакуолизирующий обезья ний вирус – SV40. В экспериментальных условиях этот вирус вы
зывает лейкозы и саркомы у хомяков, опухоли у крыс. Вирус SV40 был открыт в 1960 году в культуре клеток почки зеленой мартыш ки, которые применяют для производства полиомиелитной вакци ны, но их использование было приостановлено только в 1963 году. К счастью, в период массового применения SV40 содержащих
61
вакцин повышение частоты возникновения опухолей у привитых людей не наблюдалось.
Аденовирусы в условиях эксперимента проявляют онкогенную активность. Среди аденовирусов человека (около 50 типов) выде ляют высокоонкогенные – 12, 18, 31 типы, слабоонкогенные – 3, 7, 11, 14, 16, 21 типы и неонкогенные. Онкогенность обнаружена также у вирусов обезьян и бычьего аденовируса 3 типа. Все эти ви русы индуцируют опухоли у лабораторных животных и способны к онкогенной трансформации клеточных культур. В то же время аде новирусы, по видимому, не имеют отношения к этиологии опухо лей, спонтанно возникающих у их естественных хозяев. Тем не ме нее аденовирусам уделяется большое внимание как объектам био технологии. Для генной инженерии аденовирусы стали удобным классическим вектором. Однако экологам следует обязательно учитывать, что в семействе аденовирусов имеются высокоонкоген ные вирусы, способные индуцировать механизмы злокачественно го перерождения клеток. (Всемирная организация здравоохране ния предостерегает от использования биотехнологических продук тов, полученных с помощью интегрирующих векторов, особенно геномов онкогенных вирусов.)
Герпесвирусы являются возбудителями ряда неопластических болезней животных и человека. Главные представители онкоген ных герпесвирусов – вирус болезни Марека и вирус Эпштей на–Барра. Вирус болезни Марека вызывает лимфоматоз у кур, что является серьезной проблемой ветеринарии, но она в значитель
ной мере решается с помощью вакцинопрофилактики. Вирус Эпштейна–Барра – это возбудитель инфекционного мононуклео за; предполагают также, что он вызывает лимфому Беркитта у аф риканцев и назофарингиальный рак у жителей Юго Восточной Азии.
Семейство герпесвирусов привлекает особое внимание клини цистов и вирусологов потому, что эти вирусы вызывают латентные инфекции. Герпесвирусы проникают в организм и не покидают его в течение всей его жизни. Манифестация герпесвирусной инфек ции наблюдается при некоторых заболеваниях, что нашло отраже ние в медицинской диагностике. Так, герпесные высыпания по межреберьям считаются верным симптомом преодоления кризиса при пневмониях. Однако рецидивы инфекции, как правило, указы вают на серьезные иммунологические сдвиги в организме, стиму лирующие выход вируса из его латентного состояния. Герпесвирус
ные пневмонии, являющиеся одной из главных причин смерти
62
больных СПИДом, – еще один пример перехода вируса из латент ного в активное, инфекционное состояние.
Ретровирусы – это (+)РНК вирусы, кодирующие ревертазу, о
которой говорилось выше.
Ретровирусы, включая вирус саркомы Рауса, занимают особое положение среди онкогенных вирусов и являются излюбленными объектами исследования. Это связано как с простотой их генома, так и наличием удобных экспериментальных моделей (мыши, цыплята, культуры клеток).
Большинство известных ретровирусов могут усиливать или приобретать онкогенные свойства вследствие рекомбинационных или некоторых иных событий (транспозиций) в клеточном геноме. Эти события сводятся к включению в геном вируса клеточных ге, нов, ответственных за митоз. В составе ретровирусного генома эти гены приобретают способность к транспозиции, уходу от механиз мов репрессии своей активности в метафазный период и нерегули руемой экспрессии. Продукты таких генов (так называемые факто ры роста) стимулируют процессы митоза в клетке, что приводит к ее неограниченному делению (иммортализация). Таким образом, опухолеродность не является свойством, необходимым для суще ствования онкогенных вирусов. Вирусные онкогены имеют кле точное происхождение. Поэтому вирусы не могут рассматриваться как единственная и универсальная причина возникновения опухо лей. Однако вирус, несущий онкоген, несомненно, является са мым мощным канцерогеном.
Говоря о ретровирусах, нельзя не остановиться на «чуме двадца того века» – синдроме приобретенного иммунодефицита (СПИД), первый случай заболевания которым официально был зарегистри рован в 1981 году. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) – это рет ровирус, обладающий высокой тропностью к Т4 лимфоцитам, ко торые обеспечивают хелперные фукции в клеточных кооперациях иммунокомпетентных клеток. Вирус вызывает функциональные на рушения или гибель Т4 клеток, что приводит к серьезному наруше нию механизмов иммунитета. Таким образом, вирус сам по себе не вызывает ни онкологичеких, ни иных смертельных для организма
изменений. Наиболее же частыми причинами смерти больных СПИДом являются пневмоцитарные или герпесвирусные пневмо нии, а также весьма редко встречающаяся у людей саркома Капоши.
ВИЧ имеет несколько серотипов, из которых доминирующее значение имеет ВИЧ 1, а также ВИЧ 2, распространенный преи мущественно в странах Западной и Центральной Африки.
63
СПИД – антропонозная инфекция, имеющая в Африке ха рактер пандемии. Из числа других регионов в наибольшей степени поражено население США, причем заболевание регистрируется преимущественно в больших городах. К сожалению, СПИД достиг и России, причем с каждым годом ареал его здесь возрастает.
Механизм передачи вируса – контактный; путь передачи – половой, однако возможен и парентеральный; факторами переда чи служат инфицированная кровь, семенная жидкость, влагалищ ный секрет, грудное молоко. ВИЧ устойчив к высушиванию, отно сительно мало чувствителен к УФ свету и ионизирующей радиа ции. Довольно долгое сохранение ВИЧ в жидких средах служит причиной заражения СПИДом при переливании крови. Много численные попытки выяснить эпидемиологическую роль различ ных насекомых и простейших положительных результатов не дали. Поэтому пока резервуаром и источником возбудителя продолжают считать больного человека в бессимптомной и клинической фазах заболевания.
64
СЛОВАРЬ
Адаптация – приспособляемость к существованию в новой или изменившейся среде, в том числе способность микроорганиз ма приспосабливаться к существованию в организме нового, нео бычного хозяина (или в новой тканевой культуре)
Аминокислоты – карбоновые кислоты с аминогруппой в α по ложении; составные элементы белков. Все природные аминокис лоты, т.е. входящие в состав белков, являются L стереоизомерами (глицин не имеет асимметрического атома).
Антибиотики – органические соединения, синтезируемые и выделяемые различными видами микроорганизмов и растений в окружающую среду. Антибиотики токсичны для других видов и выполняют, вероятно, защитную функцию.
Антиген – молекула, способная при парентеральном введении в организм вызывать образование специфических антител и спе цифично связываться с ними in vitro.
Антитело – защитный белок, синтезируемый иммунной сис темой высших организмов; он специфическим образом взаимо действует с чужеродной молекулой (антигеном), которая индуци ровала его синтез.
Антропонозы [греч. anthropos – человек + nosos – болезнь] – инфекционные болезни, резурвуаром возбудителя которых явля ется человек.
Бактерии [от греч. bakterion – палочка] – группа микроскопи ческих, преимущественно одноклеточных организмов. Относятся к «доядерным» формам – прокариотам, выделяемым в царство
Monera.
Белок – полимер, состоящий из одной или нескольких поли пептидных цепей, для каждой из которых характерны определен ная аминокислотная последовательность и способ укладки в структуру с минимальным уровнем свободной энергии.
Биосфера [от био... и сфера] – область активной жизни, охва
тывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы (живое вещество) и сре да их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с дру гом, образуя целостную динамическую систему. Термин «биосфера» введен в 1875 г. Э. Зюссом. Учение о биосфере как об активной обо
65
лочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организ мов (в том числе человека) проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и значения, создано В.И. Вернадским (1926).
Биоценоз [от био... и греч. koinos – общий] – cовокупность рас тений, животных и микроорганизмов, населяющих данный учас ток суши или водоема и характеризующихся определенными отно шениями между собой и приспособленностью к условиям окружа ющей среды (напр., биоценоз озера, леса).
Вакцина [от лат. vacca – корова] – препарат из живых (обез вреженных) или убитых микроорганизмов (а также из отдельных антигенных компонентов микробной клетки или вируса) и про дуктов их жизнедеятельности. Применяется с лечебными и профи лактическими целями.
Вектор (в молекулярной генетике) – автономно реплицирую щаяся в клетке хозяине молекула ДНК, к которой можно присоеди нить фрагмент ДНК (ген), чтобы обеспечить его репликацию или экспрессию. Вектор (в эпидемиологии) – переносчик возбудителя.
Виремия – циркуляция вируса в крови при естественной или экспериментальной инфекции.
Вирион – полноценная инфекционная вирусная частица. Виропексис [виро + греч. pexis – прикрепление] – слияние ви
русных и клеточных мембран.
Вирулентность – степень или мера патогенности микроорга низмов; в отличие от патогенности является фенотипическим
признаком.
Гемагглютинация (в вирусологии) – способность некоторых вирусов (гриппа, паротита, энцефалита) вызывать агглютинацию (склеивание) эритроцитов.
Гемагглютинин – один из компонентов белковой оболочки вируса, вызывающий гемагглютинацию.
Ген – участок хромосомы, который кодирует одну или нес колько полипептидных цепей или молекулы РНК.
Генетическая информация – наследственная информация, со держащаяся в нуклеотидной последовательности ДНК или РНК.
Геном – совокупность всех генов организма (вся генетическая информация организма).
Гидролиз – расщепление молекулы на две или несколько мень ших молекул в реакции с водой.
Главный комплекс гистосовместимости [или сокращенно
МНС от англ. major histocompatibility complex] – группа сцепленных
66
генов человека и животных, контролирующих совместимость тка ней. Кроме того, МНС играет важнейшую роль в контроле клеточ ных взаимодействий, лежащих в основе иммунных реакций.
Гликопротеид – белок, содержащий углеводную группу. Грибы – представители одного из царств живых организмов
(ранее относили к низшим растениям). Сочетают признаки как растений (неподвижность, верхушечный рост, наличие ригидных клеточных стенок и др.), так и животных (гетеротрофный тип об мена, наличие хитина, образование мочевины и др.).
ДДТ – дихлордифенилтетрахлорметан. Инсектицид.
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – полинуклеотид – носитель генетической информации. Состоит из чередующихся остатков фосфата и сахара дезоксирибозы, к которому прикрепле ны азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин и тимидин).
ДНК%полимераза – фермент, который катализирует на матрице материнской ДНК синтез дочерней ДНК из предшественников – дезоксирибонуклеозид 5' трифосфатов.
Животные – организмы, составляющие одно из царств орга нического мира (Animalia).
Зоонозы [от зоо... и греч. nosos – болезнь] – инфекционные и паразитарные заболевания животных. Зоонозами называют также болезни, которыми человек может заразиться от животных (антро позоонозы, напр. бешенство, бруцеллез, чума).
Зооспора – спора бесполого размножения у многих водорос лей и некоторых низших грибов, способная передвигаться в воде с помощью жгутиков.
Икосаэдр [от греч. eikosi – двадцать и hedra – грань] – один из пяти типов правильных многогранников; имеет 20 граней (тре угольных), 30 ребер, 12 вершин (в каждой сходится 5 ребер).
Имаго – стадия развития клеща.
Иммуноглобулин – белок, являющийся антителом, вырабаты ваемым к специфическому антигену.
Иммунизация – создание искусственного иммунитета – актив ного (при введении вакцин и анатоксинов) или пассивного (при введении сывороток и иммуноглобулинов). Применяют в лечеб
ных и профилактических целях.
Иммунитет [от лат. immunitas – освобождение, избавление] – cпособность живых существ противостоять действию повреждаю щих агентов, сохраняя свою целостность и биологическую инди видуальность; комплекс специфических защитных реакций орга низма, направленных на выведение (отторжение) чужеродных
67
объектов. Условно иммунитет подразделяют на гуморальный, кле точный и местный.
Иммунодефицит – иммунная недостаточность.
Интеграция – внедрение вирусной или иной последователь ности ДНК в геном клетки хозяина.
Инсерционный мутагенез – изменение гена, происходящее при вставке в последовательность его нуклеотидов необычных после довательностей, источниками которых являются, в частности, ви русы. Такие мутации могут частично или полностью инактивиро вать образование генного продукта или приводить к изменениям на разных уровнях синтеза белка.
Инфекция [от лат. infectio – заражение] – 1) Инфекционный процесс. 2) Нозологическая форма. 3) Конкретная инфекционная болезнь.
Канцероген – химический агент, вызывающий злокачествен ное перерождение клеток.
Киназа – фермент, катализирующий фосфорилирование мо лекулы акцептора при помощи АТР.
Клетки HeLa – клетки, происходящие из опухоли матки паци ентки Helena Lampert – самая распространенная культура переви ваемых клеток.
Клон – потомство одной клетки.
Комменсализм – тип биотических отношений, когда одна по пуляция получает выгоду от взаимоотношений, а другая не получа ет ни пользы, ни вреда.
Комплемент [от лат. complementum – дополнение] – в биоло гии – набор иммунных белков, содержащихся в свежей сыворотке крови животных и человека. Участвует в бактерицидном действии крови.
Конъюгация – процесс переноса ДНК при контакте клеток бактерий.
Кофактор – низкомолекулярное, термостабильное, неоргани ческое или органическое соединение, необходимое для проявле ния активности фермента.
Латентная инфекция – хроническая инфекция без каких ли бо клинических проявлений. Болезнь может проявиться в том слу чае, если некоторые факторы, например переохлаждение, лихо радка, новое инфекционное заболевание, гормональные сдвиги и пр., дадут импульс к активации вируса.
Лизис – разрушение клеток, в частности вследствие наруше
ния целостности наружных клеточных мембран.
68
Лизогения – одно из двух возможных состояний клетки хозяи на после заражения умеренным фагом. Лизогения наблюдается в том случае, если геном фага оказывается репрессированным (по
давленным) и реплицируется как составная часть ДНК хозяина. В какой то момент может произойти индукция генома фага, в ре зультате чего образующиеся фаговые частицы приводят к лизису клетки хозяина.
Лизоцим – фермент, гидролизующий β 1,4 связи в составе пептидогликана – структурного компонента клеточной стенки бактерий.
Лимфокины – белки и пептиды, не относящиеся к иммуногло булинам, которые выделяются преимущественно активированны ми Т лимфоцитами; функционируют как короткодистантные ме диаторы межклеточных взаимодействий в иммунном ответе.
Лимфоциты [от лимфа и ..цит] – одна из форм незернистых лейкоцитов. Принимает участие в образовании антител и других иммунных реакциях организма. Различают В и Т лимфоциты, от личающиеся по месту образования и функциям в иммунитете.
Липид – нерастворимое в воде вещество со свойствами жира или масла.
Липопротеид – сложный белок, содержащий липид. Личинка – стадия развития членистоногих.
Макромолекула – молекула с молекулярной массой от нес кольких тысяч до миллионов дальтонов.
Макрофаги – тканевые, подвижные и неподвижные фагоци ты – потомки моноцитов крови, участвующие в формировании гу морального и клеточного иммунных ответов.
Матрица – макромолекулярный шаблон для синтеза инфор мационной макромолекулы.
Метаболизм – обмен веществ, совокупность всех процессов катаболизма и анаболизма (от поступления веществ в организм, через все его превращения, до распада и/или выведения).
Метаболит – любое вещество, возникающее в процессе обме на веществ (метаболизма).
Микроорганизмы – мельчайшие, преимущественно однокле
точные организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, мик роскопические грибы, водоросли, простейшие. Иногда к микро организмам относят вирусы.
Мутаген – химический агент, способный вызывать изменения в гене, т.е. мутацию.
Мутация – наследуемое изменение в хромосоме. 69