откой наступают параллельно, так что этим дается возможность титровать сыворотку и токсин in vitro. Находка Рамона уже подтверждена другими исследователями (Рено).
Вопросы вирусологии
Фильтрующиеся вирусы
Глава первая. Область фильтрующихся вирусов
Открытие фильтрующихся вирусов явилось следствием, хотя и отдаленным, работ Пастера о произвольном зарождении. Для получения чистых, т. е. лишенных микробов, но по возможности неизмененных органических растворов им была применена фильтрация через изобретенные Шамберланом[13] свечи из фарфора, прокаленного при 1200°. Пропущенные через эти фильтры (или подобные им Беркефельда и др.) жидкости оставались неопределенно долго стерильными и, значит, не содержали микробов, которые задерживались фильтрацией.
Однако это общее правило задерживания на фильтрах, неизменно оправдывавшееся для сапрофитных бактерий, было нарушено в случаях возбудителей инфекций. Сначала Ивановский[127] (1892) для мозаичной болезни табачных листьев, а затем Лефлер и Фрош (1897) для ящура доказали, что эти инфекции передаются не заключающими видимых микробов фильтратами. Возбудители этих инфекций были названы сначала невидимыми микробами, а затем фильтрующимися вирусами, и это последнее название за ними утвердилось.
С течением времени область фильтрующихся вирусов значительно расширилась. В следующей таблице указаны болезни, приписываемые фильтрующимся вирусам.
Следует указать, что относительно некоторых из приведенных инфекций фильтруемость не доказана, но по общим свойствам они относятся к вирусам. Так, долгое время не было установлено прохождение через фильтры вируса вакцины, но было известно, что он является модификацией оспенного вируса, который фильтруется. Вопросительным знаком сменены инфекции, возбудителями коих, по мнению некоторых, являются бактерии.
Сделанный перечень показывает, что область фильтрующихся вирусов громадна и охватывает важнейшие инфекции всех видов живых существ. При таком чрезвычайном распространении фильтрующихся вирусов природа их продолжает оставаться такой же загадочной, как при первом знакомстве с ними, когда Бейерник отнес возбудителя табачной мозаики к contagium vivum fluidum. Более того, открытия последних лет, расширяя область фильтрующихся вирусов, еще более усложняют вопрос о сущности их.
Пейтон Роус[14] нашел, что веретеноклеточная саркома кур может передаваться здоровым курам высушенным саркоматозным соком, а также его фильтратом через беркефельдовскую свечу. Затем он и его сотрудники обнаружили еще другие злокачественные опухоли кур, вызываемые фильтрующимися вирусами.
Громадное значение этого открытия очевидно. Оно, казалось, открывает новый путь к выяснению этиологии рака, которая оставалась столь таинственной и которая вводилась находкой Роуса в хорошо знакомый класс инфекционных болезней. Это принципиальное значение саркомы Роуса не было допущено без сопротивления. Утверждали, что она – не злокачественная опухоль, а гранулема. Указывали, что в фильтрат, быть может, проскакивают саркоматозные клеточки, которые и размножаются в свежем организме. Но все возражения были опровергнуты, и саркома Роуса осталась представительницей заразной злокачественной опухоли, передающейся фильтрующимся вирусом.
Однако дальнейшее ее изучение повело к затруднениям в понимании природы вызывающего ее вируса. Оказалось, что злокачественная саркома может быть вызвана у кур не только введением саркоматозного материала. Морфи и Ландштейнер[15] воспроизводили ее, вводя здоровым курам эмульсию куриных зародышей и впрыскивая затем деготь в выросшие эмбрионы. Можно было думать, что саркома у кур появляется от дегтя, как рак у мышей, в результате длительного раздражения. В случае кур, однако, патогенез злокачественного роста иной, как особенно явствует из опытов Карреля[16]. Каррель также вызывал саркому у кур, вводя им различные вещества – деготь, мышьяк, индол. Получались саркомы, которые прививались в ряде переходов на курах (некоторые были очень злокачественные и вызывали быструю смерть) и были способны передаваться лишенными клеточек фильтратами, как первоначальная саркома Роуса. Затем Каррель нашел, что культивируемые in vitro нормальные макрофаги курицы приобретают злокачественность от прибавления фильтрата саркомы Роуса. Они начинают разжижать культурный субстрат, дегенерировать и умирать, но, кроме того, при прививке здоровым курам они вызывают у последних злокачественную саркому. Далее оказалось возможным искусственно вызывать злокачественность тканевых культур, не прибегая к саркоматозному соку. Как в организме здоровых кур заразная саркома развивается от различных веществ, так и в нормальных культурах макрофагов саркоматозное превращение моноцитов может быть вызвано, по опытам Фишера[17], действием на них слабых растворов пятиоки си мышьяка. Такие культуры ведут при прививке курам к прогрессивному саркоматозу, а Каррель нашел, что и фишеровская саркома передается фильтратами [18].
Эти опыты вызвали сомнение в живой природе саркоматозного вируса (Гамалея, Основы иммунологии, 1928, стр. 286–295). Каррель приходит к выводу, что появление агента Роуса и веретеноклеточной саркомы есть своеобразная реакция кур на такие несходные вещества, как мышьяк и индол, подобно тому как обычное воспаление есть единая реакция организма на разнообразнейшие вредности – кремнекислый, натрий, золотистый стафилококк и терпентин. Затем Морфи сообщил[19], что агент опухоли Роуса осаждается электродиализом у положительного полюса, что он может быть повторно осажден и растворен, не теряя своей опухолеобразовательной способности, и что он имеет все свойства нуклеоальбуминов. Кроме того, Морфи выделил из нормальных семенных желез петухов вещество, дающее злокачественную саркому у 90 % привитых здоровых кур.
Приведенные опыты способны были поколебать мнение о живой природе саркоматозного фильтрующегося вируса. Если клетки саркомы возникают из нормальных в организме курицы или в тканевых культурах без внесения вируса, а под влиянием стерильных веществ (мышьяка и пр.), то надо допустить, что саркоматозный вирус предсуществует в здоровых клеточках в скрытом состоянии или же что его совсем нет, а саркоматозное превращение вызывается действием химических продуктов, возрождающихся в саркоматозных клеточках.
Первое предположение может опираться на многие хорошо установленные факты скрытого нахождения разнообразных микробов в животном организме. Так, например, заражение крыс бартонелами чаете может быть обнаружено только после вырезания у них селезенки. Еще большее значение имеют опыты Олицкого и Лонга[20] с вакциной и Олицкого, Родса и Лонга[21]с полиомиелитом. Эти опыты показали, что скрытый вирус вакцины может быть открыт при посредстве катафореза у иммунного кролика через 114 и 133 дня после заражения. Точно так же при полиомиелите у обезьян, которая выздоровела после заражения и мозг которой через 23 дня после инфекции не заразителен до катафореза, он вызывает заболевания полиомиелитом другой обезьяны, будучи перенесен катафорезом на положительный полюс. Катафорез, таким образом, является новым методом, при помощи которого удается обнаружить присутствие находящихся в скрытом и связанном (антителами) состоянии вирусов. Применение его для обнаружения саркоматозного вируса поможет решить вопрос о природе последнего.
С другой стороны, существование химических веществ, самовозрождающихся в продуктах вызываемой ими реакции, весьма возможно, но пока недостаточно солидно установлено. Много лет назад я нашел, что осаждаемые уксусной кислотой и растворимые в слабой щелочи (аммиак) продукты растворения сибиреязвенных бацилл энергично в присутствии хлороформа растворяют живых свежих бактеридий и снова получаются в результате этого растворения, которое, таким образом, может многократно повторяться (Основы общей бактериологии, 1899, стр. 129–140). Но эти опыты до сих пор не подтверждены.
Следует прибавить, что повторение другими учеными вышеприведенных опытов Карреля, Фишера и Морфи, возбуждающих сомнение в живой природе саркоматозного вируса, приводит к отрицательным результатам, вследствие чего высказывается предположение о допущенных в этих опытах ошибках (недостаточная стерилизация посуды)[22].
Что касается химических исследований Морфи, то, даже если бы они и. подтвердились, в них все-таки нельзя видеть опровержения живой природы саркоматозного вируса. Фильтрующиеся вирусы часто зависят в своих реакциях от веществ, с которыми они связаны. Так, вирус ящура отличается чрезвычайной резистентностью по отношению к химическим веществам. Он в течение пяти месяцев сохраняет активность в однопроцентном растворе фенола. Он при осаждении 70–75 % спиртом остается 2–3 дня живым в высушенном осадке. Он в течение трех месяцев выдерживает насыщение хлористым натрием, сернокислыми натрием и магнезией. Он сопротивляется действию фтористого натрия, толуола, фенола, лизола, перекиси водорода, хлора, йода, хлорпикрина, хлороформа, эфира, ацетона в концентрациях, быстро убивающих обыкновенных бактерий. По исследованиям Олицкого[23], эта сопротивляемость зависит от того, что перечисленные вещества коагулируют белки, которые обволакивают вирус и предохраняют его от действия реактивов. Если же предупредить коагуляцию (например, посредством слабого раствора щелочи), то вирус ящура оказывается не более выносливым, чем, например, стафилококк.
Итак, мы видели, что, несмотря на все особенности патогенеза саркомы Роуса, ее фильтрующийся вирус должен быть скорее всего отнесен к живым микробам.
Еще большие затруднения представляет определение природы открытого д’Эррелем бактериофага. Несмотря на многочисленные исследования, посвященные этому вопросу, до сих пор существует большое разногласие мнений, ни одно из коих не может быть доказано.
Подробный анализ явления бактериофагии был сделан недавно Бронфенбреннером. Он перечисляет различные воззрения на механизм лизиса бактерий при посредстве фага. Большинство не видит в нем ультрамикроба. Многие думают, что два свойства фага – его регенерация и уничтожение видимого роста бактерий – зависят от нарушения нормального метаболизма бактерий и накопления их продуктов, которые снова извращают метаболизм и ведут к автолизу бактерий. Упомянутые продукты действуют как ферменты или гормоны или же видоизменяют хромосомы бактерий и т. п. Все эти гипотезы не имеют под собой достаточной фактической подкладки.
Некоторый свет на вопрос о способе действия фагов бросают следующие наблюдения.
Как нашел Бронфенбреннер, фаг диффундирует через агар даже при температуре 4°, когда бактерии не размножаются. Увеличение количества фагов совпадает не с растворением бактерий, а с их размножением. Перед лизисом и исчезновением бактерии разбухают и утолщаются. Указание д’Эрреля, что растворению бактерий предшествует проникновение в них мельчайших шариков – фагов, не могло быть никем подтверждено.
На II съезде микробиологов в 1930 г. Ермольева сообщила, что ей удалось очистить фагов катафорезом и получить их в не содержащем белка растворе. Даже несколько раз она добыла фага из бактерий, убитых тимолом и нагреванием в сахарозе при 63°. Этот последний факт в случае подтверждения явился бы сильным аргументом для трактования фага как неживого химического вещества. На том же съезде Штуцер излагал гипотезу, по которой фаг является существенной составной частью во всех бактериях наряду с белком, липоидом и углеводом.
Он основывался, вероятно, на Гедли (Hadley, 1927), который считает бактериофаг фильтрующейся стадией бактерий, вызывающей путем оплодотворения свежих бактерий их переход в ту же фазу. Сходная гипотеза была предложена мной (Профилактическая медицина, 1925, № 7, стр. 28).
Как бы то ни было, пока нет возможности достаточно определенно высказаться о природе бактериофага. Есть ли это паразитический ультрамикроб, или регенерирующееся растворяющее бактерий вещество, или, наконец, просто переход бактерий в невидимую и фильтрующуюся фазу? В пользу последнего толкования могут быть приведены недавно открытые фильтрующиеся формы обыкновенных бактерий.
Давно указывалось, что некоторые очень мелкие и подвижные бактерии, как, например, некоторые водные вибрионы, могут проходить через фильтры. Такая же способность отмечалась для особых стадий развития трипанозом и спирохет. Последние же годы принесли данные о фильтруемости многих обычно задерживаемых фильтрами, бактерий.
Особенное значение эти фильтрующиеся стадии приобрели по отношению к туберкулезному бациллу. Впервые на них было указано Фонтесом. Он фильтровал казеозный гной через свечу Беркефельда и привил его свинке. У нее не было шанкра на месте прививки, но припухли лимфатические железы. На вскрытии свинки ни туберкулезных поражений, ни бацилл не было найдено, но селезенка ее, привитая второй свинке, вызвала у последней легочной туберкулез с бациллами в легких.
Только много лет спустя фильтруемость туберкулезных бацилл была подтверждена Водремером (1923), Валтисом, Тогуновой и многими другими. Однако не все исследователи могли обнаружить эту фильтруемость.
Замечательно, что свинки, зараженные туберкулезными фильтратами (из туберкулезных культур, гноя и органов), никогда не заболевают классической формой туберкулеза: шанкром на месте прививки, прогрессивным набуханием желез, последовательным поражением селезенки, печени, легких. Обыкновенно у них не наблюдается патологоанатомических признаков туберкулеза и не находят бацилл, и только прививка их органов свежим свинкам устанавливает наличие туберкулезной инфекции. Другим доказательством служит туберкулиновая реакция, которая, однако, появляется поздно и держится короткое время.
Существование проходящих через фильтры туберкулезных возбудителей подняло вопрос о возможности их проникновения через плаценту от матери зародышу. Опыты Кальметта с сотрудниками[24] принесли экспериментальное (на свинках) подтверждение этой возможности. Вскоре после этого эти ученые описали клинические случаи перехода бацилл (обыкновенно в фильтрующейся форме) от туберкулезных матерей к зародышам, мертворожденным и новорожденным. При этом часто их влияние выражается в понижении питания и кахектизации при отсутствии туберкулезных поражений. Наличие туберкулезной инфекции доказывается в таких случаях положительным результатом прививки свинкам органов трупов. Нет сомнения, что эти факты бросают новый свет на вопрос о наследственности туберкулеза. Еще и другие бактерии способны существовать в фильтрующихся формах.
Как общее правило, бактериофагные лизаты дизентерийной бактерии, стафилококка и др., пропущенные через свечу Шамберлена и оставленные при комнатной температуре, через некоторое время мутнеют вследствие размножения в них соответственных бактерий. Однако полученные таким образом культуры часто значительно отличаются от первоначальных.
Но и помимо бактериофагии удается обнаружить фильтрующиеся формы различных бактерий. Так, были найдены фильтрующиеся формы стрептококков, дифтерийных бацилл и т. д.
Описанные фильтрующиеся формы бактерий обычно считаются совершенно отличными от фильтрующихся вирусов, что отражается в их номенклатуре. Так, первых называют протобактериями и артромикробами и противополагают ультравирусам или инфрамикробам.
Я думаю, однако, что отличия этих двух классов микробов не так велики и сглаживаются благодаря существованию промежуточных и переходных форм. Так как этот вопрос имеет большое значение для суждения о природе фильтрующихся вирусов, то на нем надлежит остановиться.
Микроб перипневмонии представляется мне именно такой переходной формой. Он имеет все свойства фильтрующегося вируса. Но он является единственным вирусом, полученным в чистой культуре на неживой среде, и в настоящее время относится к бактериям (см. Риверс, 1. с., стр. 5; Одюруа, 1. с., стр. 303). Ввиду его ничтожных размеров морфология и развитие долго не могли быть определенны. Но недавно это удалось сделать Новаку[25] при употреблении энергичной протравы. Развитие этого вируса представляется в следующем виде. Вначале он появляется, как комок протоплазмы – элементарное тельце, образующее почки. Эти почки вытягиваются в нити мицелия, ветвящегося и образующего причудливые формы. Внутри них появляются резко окрашивающиеся зернышки, а также кольца. Мицелярные нити окрашиваются частью сильно и частью слабо; сильно окрашенные части сливаются между собой и образуют скопления и шары. Затем мицелярная сеть распадается на кусочки и превращается в мелкие шарики – элементарные тельца, которые снова почкуются. Микроб в некоторых стадиях своего развития представляется массивным комком полужидкой густой протоплазмы гомогенного строения. Новак называет его Mycoplasma peripneumoniae.
К вирусу перипневмонии приближается, по-видимому, микроб заразной агалактии овец и коз (см. Одюруа, 1. с., стр. 309). Он также фильтруется и получен в культурах, где при окраске по Гимзе представляется в форме спирохет, вибрионов и колец.
Нельзя не видеть большого сходства описанных форм микробов перипневмонии с полученными под влиянием солей лития своеобразными изменениями различных бацилл и вибрионов. Эти опыты слитием (Основы иммунологии, стр. 167 и 170) доказывают, что бактерии способны превращаться в комки протоплазмы, принимающие затем самые причудливые формы: ветвистые, шары, кольца и т. д. В высокой степени вероятно, что в течение этого процесса они могут также расщепляться на субмикроскопические тельца, которые способны проходить через фильтры.
Класс фильтрующихся вирусов лежит, таким образом, на границе жизни. Вирус перипневмонии, способный к самостоятельному размножению на искусственной питательной среде, тесно примыкает к обычным микробам. Саркоматозный же вирус и в особенности бактериофаг близки по свойству к активным химическим веществам, каковы ферменты, бактериолизины, лизоцим. Между этими крайностями располагаются остальные вирусы, приближаясь к тому или другому пределу. Они имеют все атрибуты живых существ: ассимиляцию, размножение и изменчивость. Но эти свойства могут быть им приданы заключающими их клеточками. Бойкотт[26] видит в вирусах переход от живого к мертвому. Скорее, быть может, на них следует смотреть, как на прогрессивное преобразование мертвого, т. е. активного химического вещества, в живое. Можно предположить, что вирус герпеса, как вирус саркомы, как бактериофаг, не предсуществует в здоровых клеточках, а отщепляется или создается в них под влиянием определенных воздействий, как могут продуцироваться новые энзимы и токсины.
Этот вновь созданный агент накопляется иногда в результате и в продуктах своей работы. Так, лизоцим увеличивается, по некоторым данным, в количестве, растворяя бактерий. Приобретая дальнейшую самостоятельность, этот агент может, наконец, превратиться в фильтрующийся вирус и даже в независимого микроба.
Если выше изложенный взгляд есть только гипотеза, то уже возможность поставить и проверить ее вполне объясняет всю привлекательность исследований в области фильтрующихся вирусов. Сходную точку зрения высказывает Дмитриев в пробной лекции о фильтрующихся вирусах на получение звания приват-доцента (февраль 1929 г.).
Глава вторая. Морфология вирусов
Хотя фильтруемость явилась средством выделения вирусов в особый класс микробов, но самый процесс фильтрации долго оставался недостаточно изученным. Как указано, Шамберлан был первым, приготовившим удовлетворительно задерживающие бактерий фарфоровые фильтры. В настоящее время употребляются следующие их типы.
L1—пропускает всех микробов.
L1bis и L2 – задерживает крупных и пропускает самых мелких.
L3 – задерживает даже споры столбняка.
Затем L5, L7, L9, L11 и L13 имеют все более и более мелкие поры.
Фильтры из инфузорной земли Беркефельда имеются трех типов: N, V и W. Величина их пор:
W – около 3–4 μ (микронов)
N —» 5–7»
V —» 8 – 12»
Кроме того, существуют фильтры Мандлера (из смеси инфузорной земли, асбеста и гипса), Зейца (из асбеста), Кремера (из гипса) и т. д.
В последнее время особенное распространение получили ультрафильтры из коллодия, которые имеют свойство задерживать находящиеся в коллоидальном растворе вещества. Коллодийные фильтры могут быть приготовлены любой порозности и имеют форму мешочков или пластинок, лежащих на продырявленных дисках (см. Одюруа, 1. с., стр. 199).
Интересные опыты ультрафильтрации через коллодийные фильтры вирусов невровакцины, герпеса и бешенства были сделаны Дмитриевым и Чернохвостовым (печатается). Фильтруемость этих вирусов (суспензия в физиологическом растворе) соответствует проходимости ультрафильтров для протеинов сыворотки крови и мозгового, но превосходит тильтруемость гемоглобина и алексина. Невровакцина фильтруется легче герпеса и тем более легче бешенства. Эти результаты подтверждают в общем работу Левадити и Николо[27].
Для изучения вирусов применяется также электроультрафильтрация. Электродиализом называется пропускание тока высокого напряжения через желатину, заключенную в пергаментную перепонку, которая погружена в дистиллированную воду. Бехгольд (см. Мюдд, 1. с., стр. 61) и Бронфенбреннер (ibid) соединили электродиализ с ультрафильтрацией, что оказалось лучшим средством для удаления электролитов из коллоидальных препаратов. Замечательные результаты этот метод дал при изучении катафореза вирусов.
Порозность фильтров определяется по количеству пропускаемой ими воды, а также по сравнению с величиной частиц задерживаемых ими различных веществ. Эта величина указана для следующих коллоидальных растворов, расположенных в порядке ее уменьшения:
Берлинская синька
Коллоидальная плазма
Гидроокись железа
Коллоидальное золото – 40 μμ (микромикронов)
Коллоидальная окись висмута
Колларгол – 20 μμ
1 % раствор гемоглобина 2–5 μμ.
Фильтруемость, однако, зависит не только от величины пор в фильтрах, но и от адсорбции фильтрами, а эта последняя – от материала, из коего сделаны фильтры, от состава и реакции фильтруемой жидкости.
Фильтры Шамберлана, Беркефельда и асбестовые состоят из силикатов, которые имеют в водном растворе отрицательный электрический заряд и называются ацидоидами. Гипс имеет положительный заряд по отношению к водным растворам и принадлежит к базоидам. Ацидоиды составляются из солей растворимых металлических катионов с нерастворимыми силикатными анионами; последние электронегативны и образуют солеобразные соединения с катионами красок. Они поэтому поглощают щелочные краски (сафранин, метиленблау) и пропускают кислые (эозин). Базоиды действуют противоположно.
Что касается белков, ферментов, токсинов и вирусов, то они легче фильтруются в слабо щелочных растворах, чем в кислых. Это объясняется амфотерными свойствами протеинов, которые в растворах более щелочных, чем их изоэлектрическая точка, диссоциируют в форме анионов, а в кислых – в виде катионов. Вирусы же, вероятно, разделяют свойства белков, с которыми они соединены.
Очень часто вирусы (вакцины и др.) не проходят через фильтры, будучи взвешены в физиологическом растворе, и фильтруются, находясь в бульоне. Последний вообще способствует прохождению веществ через фильтры. Так, по Гринеллю[28] продигиозус и синька Виктория проходят через свечу Беркефельда, только если они эмульгированы в бульоне. Это способствующее фильтрации вещество имеется в щелочном экстракте бычьего сердца, в клеточках дрожжей, в эритроцитах. Оно осаждается при pH 4,6; растворимо в 80 % алкоголе, нерастворимо в абсолютном алкоголе и в эфире. Как оно действует, изменяя ли электрический заряд суспендированных частиц или же изолируя последние от контакта и адсорбции стенками фильтров?
Вирусы отличаются способностью легко адсорбироваться. Валле и Карре[29]систематически изучали адсорбцию вируса ящура. Они нашли. что при смешении его с красными кровяными шариками он так сильно приклеивается к ним, что не может быть удален повторным их промыванием, так что при впрыскивании их корове они вызывают заболевание. Точно так же он адсорбируется стафилококками, которые становятся вирулентными и вызывают у коровы ящур. Вирус этот адсорбируется также инертными веществами – каолином, животным углем, убитыми микробами. Это, однако, не подтверждено Олицким (см. Райверс, 1. с., стр. 212). Гильдеймейстер и Герцберг[30] адсорбировали бактериофага инфузорной землей и затем элюировали его из него подщелоченной аммиаком водой. Интересно, что по исследовании Люиса и Андервонта[31]вирусы вакцины и оспы кур адсорбируются измельченными фильтрами Беркефельда, каолином и животным углем, а вирус саркомы Роуса адсорбируется не силикатами, но гидратом алюминия.
Электрический заряд вируса ящура и его изоэлектрическая точка стоит высоко – при pH 8,0. Этим он отличается от обыкновенных бактерий, которые несут электроотрицательный заряд и имеют более низкую изоэлектрическую точку. Однако спирохеты (кроме сифилитической) и многие трипанозомы несут электроположительный заряд, а из белков фибрин и глиадин обладают высокой изоэлектрической точкой.
Явления адсорбции могут, таким образом, изменять фильтруемость вирусов, которая, следовательно, зависит не только от их величины. С другой стороны, прохождение через определенной величины поры фильтров не дает точного определения величины вирусов, так как последние не получены в совершенно чистом виде. Поэтому нельзя утверждать, что фильтруется чистый вирус, а не связанный с агрегатами протеина или распадом клеток. Определения величины вирусов очень приблизительны. По д’Эрелю и Одюруа (1. с., стр. 215), фаг, ящур, герпес, бешенство, энцефалит, вакцина имеют вирусы величиной от 20 до 30 μμ (микромикронов, т. е. тысячной части микрона или миллионной миллиметра); мозаичный вирус несколько больше – от 30 до 36 μμ, а самый маленький из всех – вирус птичьей чумы – всего 5 μμ. Интересно сравнить величины видимых и невидимых микробов, представленные в следующей таблице (см. Одюруа, стр. 216).
Однако указанные размеры вирусов определяются другими исследователями иными. Так, Бехгольд и Вилла (см. Райверс, стр. 11) дают размеры фага более 35μμ и менее 200 μμ. Дюггар и Каррер (там же) полагают, что вирус табачной мозаики имеет такую же величину, как коллоидальная частица свежего однопроцентного раствора гемоглобина – 300 μμ. Цинссер и Танс (та же) считают, что вирусы саркомы Роуса, герпеса и фаг более 20 μμ, и менее 100 μμ. Но существуют разногласия даже относительно величины молекул кристаллического яичного белка и кристаллического гемоглобина. Так, Бехгольд указывает, что агрегат 50 молекул яичного белка более 4 μμ и менее 10 μμ в диаметре. А по дю Нуи (там же) одна молекула яичного белка имеет 4,1 μμ в диаметре. Если так трудно определить величину сравнительно чистых кристаллических веществ, то как можно надеяться установить величину вирусов, которые не получены в чистом виде? Райверс (стр. 12) приходит к выводу, что; многие вирусы, вероятно, настолько велики, что могут существовать в живом состоянии, и что другие, вероятно, настолько малы, что подтверждают мнение тех, которые утверждают, что они неживые. Пробовали выделять вирусы центрифугированием. Так, Мак Каллум и Оппенгеймер применили для определения возбудителя вакцины дифференциальное центрифугирование. Приготовив из смеси глицерина с водой среды различной плотности – от 1,11 до 1,16, они центрифугировали в них детрит и убедились путем опытов на животных, что возбудитель вакцины имеет удельный вес, равный 1,12 – 1,13. Очистив таким образом вирус, они нашли, что он состоит из мельчайших круглых телец, располагающихся: часто рядами и окрашивающихся карболовым фуксином и по Гимзе.
Обыкновенным центрифугированием удается осадить фага и рабический вирус. Вирусы ящура, герпеса и энцефалита не осаждаются. Но к ним еще не были применены ни дифференциальное центрифугирование, ни очень мощные технические центрифуги (40–50 тысяч оборотов в минуту).
Фильтрующиеся вирусы настолько малы, что невидимы при обычном микроскопическом исследовании. Это объясняется тем, что наиболее короткие световые волны, различаемые глазом, имеют длину волны около 300 μμ. Пробовали фотографировать вирусы при помощи ультрафиолетовых лучей (длина волны 30 μμ), но пока не получили удовлетворительных результатов. Бехгольд[32] изобрел способ увеличения объема вирусов. Он обрабатывает их хлористым золотом, которое ими адсорбируется. После удаления избытка хлористого золота приготовляется препарат на стекле и фламбируется для восстановления металлического золота. Затем производится вторичная протрава посредством формальдегида и промывание железистосинеродистым калием, который оставляет только соединенное с вирусом золото. Затем препарат рассматривается в. ультрамикроскопе. Этим способом Бехгольд определил, как выше указано, величину фага – >35 μμ и < 100 μμ.
При усиленной окраске, особенно при помощи протравы Леффлера, удается сделать видимыми некоторые из вирусов. Так, Пашен[33] нашел при оспенной вакцине мельчайшие шарики, так называемые элементарные тельца. Они имеют круглую форму, иногда состоят из двух шариков, соединенных перетяжкой в виде гантелей. Боррель[34]подтвердил присутствие пашеновских телец при вакцине, описав их в виде правильных кружков, расположенных иногда диплококками и короткими цепочками. Тем же способом при помощи протравы Боррель окрасил фагов и вирус контагиозного моллюска. Фаг представляется в виде совершенно однородных грануляций, отличающихся своей однообразной величиной от бактериального распада.
Мы уже видели, что тот же принцип окраски позволяет проследить развитие микроба перипневмонии.
Замечательнейшей особенностью многих фильтрующихся вирусов является их способность вызывать развитие крупных внутриклеточных включений в поражаемых тканях. Эти включения могут находиться в плазме, в ядре или в них обоих. Соответственно этому они и классифицируются.
Относительно природы этих включений имеется три мнения. Первые- ученые, открывшие их, считали их паразитами. Так, Негри назвал включения при бешенстве Neurorhyctes hydrophobiae, а Гуарниери вакцинные включения – Cytorhyctes vaccinae и vaviolae.
Затем Провачек[35] высказал иной взгляд на эти образования. Они, по его мнению, являются не паразитами, но результатом реакции пораженных клеточек на возбудителей. Реакция эта заключается в выделении клеточками веществ, обволакивающих и окутывающих паразитов. Последние оказываются прикрытыми этим продуктом реакции как бы плащом или хламидой. Поэтому Провачек назвал возбудителей включений хламидозоями, а голых возбудителей, проходящих через фильтры, – элементарными тельцами.
Наконец, представители третьего взгляда думают, что включения не являются ни особыми паразитами, ни сочетанием ультрамикробов; с клеточными веществами, а просто продуктами реакции клеточки в ответ на раздражение, вызванное вирусами. При этом они опираются на следующие соображения. Во-первых, замечательно отсутствие разнородности со стороны включений. При старательном цитологическом анализе многие включения представляются аморфными и совершенно лишенными видимой внутренней организации, другие же состоят из различных частей, не похожих на какие бы то ни было организмы. Во-вторых, не все считают живыми вирусами элементарные тельца, находимые в вирулентных жидкостях. Известно, насколько белки и другие мелкораздробленные вещества симулируют своим видом микробов. До сих пор, однако, имеются приверженцы всех трех перечисленных теорий. Так, недавно еще указывалось, что тельца Негри являются панспоробластами микроспоридий.
Подробное описание включений[36] приводит к следующим общим выводам.
1. Точная химическая природа включений неизвестна. Тельца Гуарниери растворимы в слабой уксусной кислоте, что указывает на белковый состав. Но они не дают миллоновой реакции. Вообще, однако, химические исследования включений крайне недостаточны. Единственное исключение представляют фильтрующиеся вирусы насекомых, при которых включения могут быть выделены в чистом виде и подвергнуты химическому исследованию. Это именно так называемые полиэдровые инфекции[37]. Они поражают только гусеничные и личиночные стадии некоторых видов перепончатокрылых. Более тщательно эти инфекции изучены на шелковичном черве, монашенке и цыганке. У шелковичных червей полиэдровая болезнь носит название желтухи или ожирения. Шелковичные черви покрываются перед смертью лимонно-желтыми пятнами, делаются вялыми, перестают есть; кожа принимает желтый блестящий вид. Заболевшие монашенки стремятся к вершине деревьев, где погибают в громадных количествах, оставаясь прикрепленными к коре. Кровь больных гусениц приобретает белый или коричневый цвет вместо нормального желтого. Через несколько часов после смерти все ткани дезорганизуются и разжижаются. При микроскопическом исследовании жидкости из тела мертвых гусениц обнаруживаются элементы распавшихся тканей и мириады полиэдров. Полиэдры шелковичных червей имеют в среднем от 3 до 5 μ в диаметре, но доходят и до 15 μ, начиная с 0,5 μ. Их формы варьируют. У шелковичных червей они имеют по 5, 6, 7, 8 и более фасеток. Иногда они состоят из концентрических слоев, напоминая крахмальные зерна. Центральное их ядро отличается более твердой консистенцией. Полиэдры легко раскалываются на обломки. Они трудно окрашиваются, растворимы в крепких кислотах и слабых щелочах, а также в трипсине и пепсине. Они дают все красящие реакции белков.
Возникновение полиэдров хорошо изучено и представляет большой интерес. Они появляются внутри ядер клеточек кровяных, жировой и других тканей. Первое проявление заболевания клетки выражается в слиянии зернышек хроматина и нуклеолей. Вследствие этого образуются крупные хроматофильные массы, усеянные мелкими зернышками хроматина. Внутри светлого пространства, освобожденного слиянием ядерного материала, окраска по Гимзе обнаруживает присутствие мельчайших зернышек. Затем там же появляются очень мелкие полиэдры, которые постепенно вырастают, вполне заполняя ядро и распирая его оболочку до громадных размеров, причем хроматиновые массы исчезают.
Кровь больных червей заразительна даже при миллионном разведении. Беркефельдовские фильтраты также передают инфекцию. Следовательно, полиэдровая болезнь вызывается фильтрующимся вирусом. Но полиэдры, будучи тяжелее воды, легко могут быть изолированы центрифугированием и отмыты от всех других составных частей соков животного. Опыт показывает, что промытые таким образом полиэдры и их обломки не заключают в себе вируса. Быть может, однако, вирус в них уже уничтожен или только связан продуктами ядерной реакции и мог бы быть в последнем случае обнаружен катафорезом.
Чтобы не возвращаться более к насекомым, укажем, что, кроме полиэдровых, у них имеются и другие инфекции, обусловленные фильтрующимися вирусами – гнильца пчел, болезни гусениц капустницы. При них также находят такие включения – в протоплазме при гнильце, а у капустницы и в протоплазме, и в ядре.
Вирусные болезни насекомых представляют большой экономический интерес в двояком отношении. С одной стороны, они наносят вред таким полезным насекомым, как. пчелы и шелковичные черви. Но, с другой стороны, полиэдровые инфекции уничтожают паразитов лесов (монашенку и цыганку) в размерах, далеко превышающих все, что могут сделать все вместе их естественные враги и человеческие усилия.
2. Во многих случаях следы материала, служащего для образования включений, имеются в клеточках раньше действия на них вируса. Это отмечается для ядерных включений при герпесе, для телец вакцины, бешенства и др. Во всяком случае, не бывает включений, образованных вхождением извне вещества при отсутствии структурной клеточной реакции.
3. Не существует определенного отношения включений к каким-либо составным частям клеточек, как, например, к митохондриям или аппарату Гольджи. Они образуются в основном веществе плазмы или ядра.
4. Мало известно об изменении деятельности клеток под влиянием вирусов. В некоторых случаях обнаруживается цитолитическое или цитокинетическое действие вирусов. Так, иногда клеточки увеличиваются в размерах, часто при амитотическом делении ядра. Они растут и наполняются жидкостью. Это явление называется баллонирующей дегенерацией. Затем клеточки умирают и распадаются. Этот процесс называется колликвацией. Получается впечатление двух действующих на клеточку влияний – одного, возбуждающего клеточку, и другого, разрушающего ее. При различных инфекциях более выражен тот или другой процесс. Варицелла, ящур, герпес, оспа и бактериофагия – болезни, где преобладают деструктивные влияния. Саркома Роуса, заразная эпителиома, куриная лейкемия, бородавки обнаруживают цитокинетические, стимулирующие влияния. Замечательный пример вырастания клетки под влиянием вируса представляет лимфоцитоз рыб. Здесь клетка увеличивается от 5 до 500 μ. Эти размеры могли бы позволить исследовать заразность и другие свойства внутриклеточного сока.
5. Какие изменения испытывают включения внутри клеточек? Они, как указано, вырастают и при этом изменяются в своем составе. Особенно интересны изменения, происходящие во включениях при мозаичных болезнях растений. Эти включения были открыты Ивановским в том же году, когда Негри сообщил о тельцах при бешенстве. При табачной мозаике Ивановский наблюдал появление в клеточках амебовидных тел, никогда не встречающихся в здоровых растениях. Затем включения были найдены во многих случаях мозаики[38]. Кюнкель и др. нашли, что включения делятся при размножении клеточек. Они в некоторых случаях изменяют свою форму и положение, так что производят впечатление агрегатов живых организмов. Убедительное доказательство того, что включения (Х-тела, как их называют) делятся и распределяются последовательными делениями клеточек хозяина, были представлены Гольдштейн[39] при ее исследовании мозаичной болезни далий. То же было найдено для включений при болезни сахарного тростника и табачных листьев. Констатирование деления включений является лучшим доводом в пользу трактования их как представляющих циклы развития живых существ. Но окончательного доказательства их живой природы не имеется.
6. Замечательно, что до сих пор специфические клеточные включения не могли быть вызваны ничем иным, кроме фильтрующихся вирусов. Хотя они, таким образом, специфичны для вирусов, но не патогномоничны для отдельных возбудителей. Так, внутриядерные включения при герпесе, вирусе III и ветрянке очень сходны, а тельца Гуарниери при вакцине, паравакцине и оспе одинаковы.
Глава третья. Физиология вирусов
Сопротивляемость вирусов различным вредным влияниям довольно велика. Особенно важное значение имеет устойчивость большинства вирусов по отношению к глицерину, который гораздо быстрее убивает обыкновенных бактерий. Вследствие этого глицерин служит для сохранения вирулентного материала и предохранения его от загрязнения и гниения. Вирус полиомиелита сохраняется годами (8 лет), также герпеса и др. Однако эта сопротивляемость вирусов действию глицерина имеет исключения. Мной доказано, что сыпнотифозный вирус иногда чувствителен к глицерину и убивается даже малыми концентрациями последнего (Русский врач, 1917, т. 16, стр. 270). Также вирус III, вирус слюнных желез и еще некоторые другие довольно скоро погибают в 50 % глицерине. С другой стороны, имеются бактерии, выдерживающие более месяца 50 % глицерин. Райверс (1. с., стр. 17) объясняет сохраняющее вирусы действие глицерина тем, что они очень чувствительны к продуктам автолиза тканей, который задерживается высушивающим ткани глицерином. На основании опытов с оспенной вакциной я думаю, что глицерин препятствует окислительным процессам, которые инактивируют вирусы.
Все вирусы убиваются высокой температурой. Смертельная температура колеблется от 45 до 80°, в зависимости от вирусов. Высокая сопротивляемость приписывается вирусу мозаики. Однако известно, что больные мозаикой отводки сахарного тростника могут быть излечены горячей водой, а именно сначала 30 минут при 45–50°, а затем 30 минут при 50–53°, что не убивает отводков. На сопротивляемость вирусов влияют их концентрация, ядовитость, сопутствующие вещества. Большинство вирусов не страдает от низкой температуры. Даже температура жидкого воздуха (180°) выдерживается вирусами, как и многими бактериями. Однако и здесь имеются исключения. Я нашел, что вирус сыпного тифа убивается замораживанием. Замечательна сопротивляемость многих вирусов высушиванию. Оспенный вирус сохраняется годами в высушенном состоянии. Высушенный вирус вакцины не инактивируется в течение 2–8 дней хлороформом, ацетоном, алкоголем и толуолом. Вирус табачной мозаики, даже будучи влажным, не убивается этими агентами. Он в соке табачных листьев выдерживает брожение и годичное пребывание при комнатной температуре. Полиэдровый вирус не убивается гниением неопределенно долгое время. Таким образом, многие вирусы могут быть приравнены по своей сопротивляемости высушиванию и другим вредным влияниям к спорам бактерий. Другие же вирусы, как коревой, сыпнотифозный, напротив, очень нестойки.
Приводятся примеры еще большей устойчивости вирусов. Так, вирус заразной эпителиомы не инактивируется в течение суток однопроцентным раствором едкого кали. Трехпроцентный раствор фенола не инактивирует вируса африканской болезни лошадей. Сухая кровь пчелиной гнильцы теряет в 5 % феноле заразительность только через три недели. По поводу всех этих примеров инактивации вирусов следует иметь в виду сказанное в первой главе о влиянии сопутствующих веществ на сохраняемость микробов. Мы не имеем вирусов в чистом виде. Все опыты с ними делаются поэтому в присутствии заключающих их тканей и соков организма, которые, разумеется, предохраняют их от; различных вредных влияний. Это особенно относится к высушиванию, при котором микробы, очевидно, облекаются плотной белковой оболочкой, защищающей их от действия кислорода, особенно вредного, как я думаю (см. Учение об инфекции) для микробов.
Культуры вирусов в искусственных средах получены только для иного вируса перипневмонии, который к тому же многими относится бактериям. Утверждение Олицкого[40] об удачной культуре табачной мозаики пока не подтвердилось. Флекснер и Ногучи[41] изолировали при полиомиелите «шаровидные тела» и получили их в чистой культуре, Большинством ученых эти тела не считаются паразитами, так как такие же тела получаются и при отсутствии вируса. Но, быть может, они заслуживают большего внимания (см. Амосс у Райверса, 1. с., стр. 171). Эти культуры получаются следующим образом. В пробирку помещается среда Ногучи (стерильная человеческая асцитическая жидкость с кусочком свежей стерильной почки кролика), заражается вирусом полиомиелита (тканью или фильтратом), покрывается парафиновым маслом и помещается в строго анаэробных условиях в атмосфере водорода при 37°. Через 5 дней появляется слабая опалесценция вокруг тканей на дне пробирки. Через 10–12 дней муть проясняется и образуется осадок из мелких неправильных частичек, которые могут быть успешно пересеяны. При микроскопическом исследовании окрашенных по Гимзе препаратов наблюдаются синие и лиловые тельца величиной 0,2–0,3 μ, расположенные попарно или в короткие цепочки. Успешное заражение обезьян могло быть вызвано прививкой первым, четвертым, пятым, восемнадцатым и двадцатым пересевом. Флекснер, Ногучи и Амос вызвали типичный экспериментальный полиомиелит культурами глобоидов восьмой генерации на твердой среде, остававшейся 13 месяцев при 37°. Опыт показал, что в этих условиях при отсутствии роста вирус выживает не более 20 дней. Подобные же тела были найдены в тканях умерших от полиомиелита. Однако глобоидов нельзя найти в высокозаразных фильтратах, и не существует иммунологической связи глобоидов с вирусом полиомиелита. Возможно, что шаровидные тела, образующиеся за счет стерильной среды, адсорбируют вирус и сохраняют его жизнедеятельность.
Многие вирусы могут расти и размножаться в тканевых культурах. Основой этих культур служит свернутый фибрин, получаемый из плазмы различных животных. Лучшие результаты получаются с куриной плазмой, дающей прозрачный и не выжимающий сыворотку сгусток, который, однако, должен промываться жидкостью Тироде для предупреждения ядовитого действия сыворотки. На этой основе растут различные клеточки – фибробласты и макрофаги внутри сгустка, а эпителиальные клетки по поверхности (см. Каррель у Райверса, 1. с., стр. 97). Таким образом были получены культуры вирусов вакцины, саркомы Роуса и др.
Так, Райверс и Каррель размножают вирус вакцины в кашице из куриных зародышей, сея в них вакцину из семенных желез кроликов. Эта кашица, засеянная 25 – 250 единицами вируса в 1 см3, заключает через восемь дней от 10 до 100 тысяч единиц в 1 см3. Райверс, Гааген и Мюккенфус[42] недавно получили в тканевых культурах развитие включений, специфических для вакцины и герпеса. Культуры делались из кроличьей плазмы с прибавлением экстракта селезенки кролика и кусочков роговицы, зараженных вирусами вакцины или герпеса. В качестве посуды применялись широкие пробирки, в которые кусочки зараженной роговицы помещались между двумя слоями плазмы. Исследование через сутки или 48 часов показывало при вакцине образование типичных телец Гуарниери в размножающихся эпителиальных клеточках, после чего эти клетки подвергаются распаду. При заражении герпесом в эпителиальных клетках появляются ядерные включения, характерные для этого вируса.
Независимо от этих ученых Андрюс[43] наблюдал появление характерных ядерных включений в культурах ткани семенных желез, зараженных вирусом III.
Очень интересные результаты получены при действии фильтрованного экстракта саркомы Роуса на чистые культуры макрофагов и фибробластов. При заражении последних вирусом Роуса они не подвергаются никаким изменениям, и вирус быстро исчезает. Напротив, зараженные таким же способом культуры макрофагов начинают переваривать свою основу и вызывают появление большого количества вируса в жидкой среде. Вирус, однако, может также размножаться в макрофагах, не обнаруживающих морфологических изменений. Таким образом, хотя опухоль Роуса есть веретеноклеточковая саркома, злокачественностью обладают не фибробласты, а макрофаги. В настоящее время культуры эмбриональной кашицы и лейкоцитов служат Каррелю для массового приготовления вируса Роуса, причем ежедневно получается 1 см3 чрезвычайно вирулентной жидкости.
Тканевые культуры являются ценным методом изучения свойств и природы вирусов. Так, действуя на кусочки эксплантированной селезенки мышьяком, Фишер получил злокачественную саркому, которая в свою очередь продуцировала вирус Роуса. Вследствие этого возникло предположение, что этот вирус не живой микроб, а особое злокачественное вещество, порождаемое клеточками.
Неспособность вирусов расти в искусственных культурах доказывает, что они – облигатные паразиты, нуждающиеся в живых клеточках. Зависит ли это от потребности вирусов в каком-либо особом питательном веществе или от неполноты их метаболизма, неизвестно.
Вирусы, по-видимому, нуждаются не только в живых, но именно в размножающихся клеточках. Так, бактериофаг может растворять микробы и размножаться только при условии размножения соответственных бактерий.
То же наблюдается при мозаике растений. У взрослых растений поражения отмечаются только на молодых частях, на концевых ростках, на боковых почках. Если отрезать эти больные части, то растение кажется некоторое время свободным от болезни, которая снова обнаруживается, когда развиваются новые ростки.
У насекомых также поражаются вирусами только быстро растущие гусеницы и энергично перестраивающиеся личинки. Взрослые насекомые, как и заканчивающие рост растения, не болеют от вирусов.
Вакцина локализуется на поврежденной коже, как это известно со времени опытов Кальметта и Герена. Левадити обратил внимание, что размножение вируса в коже совпадает с усиленным митозом кожного эпителия. Этим сродством вируса к растущим тканям объясняется элективная локализация вакцины в яичках и яичниках и в эпителиальных опухолях.
Повреждения тканей играют важную роль при заражении вирусами потому именно, что они вызывают усиленное размножение клеточек для возмещения дефектов. Метастазы саркомы Роуса в яичниках отмечаются во время кладки яиц, так как при этом появляются молодые клеточки, участвующие в восстановлении расхода.
На основании этих фактов, а именно преимущественного поражения вирусами размножающихся клеток, неспособности их расти в искусственной питательной среде, а только в живых клеточках и, наконец, их исключительного свойства вызывать внутриклеточные включения, возникает предположение об их особенной локализации – внутри клеточных ядер. Эта гипотеза объясняла бы преимущественное поражение селящихся клеточек, когда ядра теряют свою оболочку, чем облегчается заражение ядерного вещества. В присутствии микробов изменяется обмен веществ в ядре, что объясняло бы появление включений из веществ, откладываемых в самом ядре или выбрасываемых в протоплазму. Для проверки этой гипотезы следовало бы изучить инфекции ядер видимыми паразитами (см. также Основы иммунологии, стр. 290).
Замечательной особенностью фильтрующихся вирусов является их изменчивость, ведущая к возникновению стойких и часто необратимых разновидностей, что подало повод к сравнению их с мутациями.
Следует различать двоякого рода изменчивость вирусов: во-первых, приспособление к жизни в новом организме и, во-вторых, приспособление к иной ткани в том же организме.
Эти оба вида «мутаций» хорошо известны у вируса оспы.
Всемирное значение приобрело превращение оспы в вакцину. Пройдя, как мы теперь знаем, через организм коровы, вирус оспы совершенно и бесповоротно меняет свои свойства, так что вызывает затем у человека болезнь – вакцину, чрезвычайно отличающуюся от натуральной оспы. Эта последняя есть болезнь с так называемым летучим контагием, заражающая на расстоянии; вакцина же передается только соприкосновением. При оспе поражаются все органы – это есть общая болезнь; при вакцине только места внесения вируса – болезнь местная. Оспа ведет к высокой смертности – в среднем в 20 %; вакцина же в нормальных условиях совершенно безопасна.
Приспособившись к организму овец, вирус вариолы превращается в них в новую разновидность, отличающуюся от оспы или вакцины. Оспа овец имеет высокую смертность, но совершенно не заразительна для человека или коров. Только путем сложных опытов удается доказать, что вызывается эта оспа тем же вирусом, что и человеческая, но сильно изменившимся в своих свойствах. Еще одно видоизменение вируса ведет к болезни поросят.
Недавно описана модификация вируса оспы, создавшая новую болезнь – оспу кроликов (Николо и Копчевская)[44]. Она начинается острым насморком. Появляется сначала гнойное, затем кровянистое истечение с черными корками на ноздрях. На сбриваемых местах образуются папулы. Смерть наступает на 5 – 11-й день. Наблюдалось это заболевание с насморком, папулами, а также с конъюнктивитом и орхитом на 34 кроликах. На вскрытии находят очень увеличенную селезенку, гнойную пневмонию, спаянные оболочки мозга. Вирус обнаруживается в мозгу, в папулах, в семенных железах. Он дает перекрестную иммунизацию с вакциной.
Даже в пределах одного вида вирус оспы может давать различные болезни. Так, у человека он причиняет, кроме натуральной оспы и вакцины, еще молочную оспу, или аластрим, во многих отношениях отличающийся от предыдущих.
Описанная изменчивость присуща не одному оспенному вирусу, а еще многим другим, как, например, вирусу заразной эпителиомы кур и голубей, мозаичной болезни табака и огурцов и бактериофагу.
Заразная эпителиома кур и голубей называется иначе куриной оспой ввиду многих аналогий с человеческой. При той и другой сходная экзантема, оба вируса одинаково устойчивы по отношению к высушиванию и глицерину, фильтруются, вызывают включения в клеточках, оставляют после себя прочный иммунитет. Но они тем не менее различны, и заразная эпителиома более родственна другой человеческой болезни – контагиозному моллюску. Заразная эпителиома поражает, кроме кур, еще голубей, индеек, гусей, фазанов и, вероятно, попугаев. Но замечательно, что вирус голубя заражает курицу, а обратное заражение от курицы голубя не удается. Кроме того, переходом через курицу вирус голубя теряет свою вирулентность для голубя, как человеческая оспа аттенуируется на корове.
Новейшие исследования заразной эпителиомы показывают (Гудпастюр у Райверса, 1. с., стр. 250) интересное развитие включений в клеточках эпидермиса. Еще Боррель[45] обнаружил присутствие в них мельчайших кокков – элементарных телец. Гудпастюр и его сотрудники нашли, что включения распадаются на слизистые массы, внутри которых имеются многочисленные однообразные шарики. С большой вероятностью в них можно видеть живой вирус эпителиомы. Прибавим, что человеческая болезнь – заразный моллюск – представляет громадное сходство с птичьей оспой по типу включений и содержанию в них элементарных телец.
Ящур также дает пример мутации. Существуют три его разновидности, которые дают одинаковую болезнь животных, но которые иммунологически совершенно различны, так как не вызывают иммунитета одна к другой. Совершенно сходный во многих отношениях с ящуром везикулярный стоматит лошади отличается, однако, тем, что не дает перекрестной иммунизации на свинках. Кроме того, лошади совершенно невосприимчивы к ящуру.
Интересное изменение свойств вируса отмечено при мозаичной болезни. Так, вирусы мозаики томатов и вишни совершенно одинаково относятся к высушиванию, нагреванию, разведению и действию алкоголя. С другой стороны, вирус огурца не способен так противостоять всем этим воздействиям, как два предыдущих. Однако если привить вишню соком больного огурца, то развившийся в ней вирус будет иметь те же реакции, что и нативный вирус вишни. С другой стороны, свойства вируса огурца будут одинаковы, независимо от происхождения болезни от мозаики ли огурца или от болезни вишни. Таким образом, свойства вируса определяются растением, в котором он находится. Бактериофаг, приспособляясь к новому виду бактерий, может утратить способность размножаться в своем первоначальном хозяине.
Далее вирусы изменяются, приспособляясь к различным тканям хозяев. Так, вакцина, кроме обычной кожной формы, или дермовакцины, существует еще в нервной и яичковой разновидностях – так называемые невровакцина и тестовакцина.
Некоторые условия, определяющие локализацию вирусов, выяснены недавними исследованиями Дюран – Рейнальс[46] и Стюарт[47]. Так, экстракт семенных желез нормальных кроликов обладает чрезвычайной способностью усиливать заразность дермо- и невровакцины. Он не имеет такого влияния на тестикулярный вирус, который усиливается почечным экстрактом. Это усиливающее действие направлено не на вирус, а на ткани животного, что видно из того, что введенный в кровь вирус преимущественно локализуется в участке кожи, куда был предварительно введен тестикулярный экстракт. Кролики, подвергнутые заражению с усиливающим действием экстракта, заболевают общими расстройствами и в 25 % погибают от генерализованной вакцины. Другие экстракты – селезенки, крови, лимфатических желез и костного мозга – имеют, напротив, способность подавлять кожное развитие вакцины.
При генерализации вакцины от совместного действия вируса и тестикулярного экстракта у погибших кроликов наблюдаются поражения в половых железах, надпочечниках, печени, селезенке, легких, лимфатических железах и костном мозгу. Замечательно, что тестикулярный экстракт усиливает действие невровакцины только при кожной прививке и не оказывает никакого влияния при впрыскивании смеси в кровь.
Для вирусов вакцины, герпеса, а также в еще более редких случаях кори и варицеллы отмечено также свойство приобретать способность локализации в центральной нервной системе. Таким путем возникают энцефалиты, из которых наибольшую известность приобрел поствакцинальный. Его появление в последние годы объясняется употреблением для прививок детрита, измененного пассажами (через семенные железы или мозг) на кроликах. Этот модифицированный вирус приобрел способность вызывать некрозы при кожной прививке, генерализоваться и вести к заболеванию энцефалитом. Из различных гипотез, предложенных для объяснения его патогенеза, наиболее вероятна только что изложенная, приписывающая его действию измененного вакцинального вируса. За нее говорит благоприятное влияние, которое оказывает на поствакцинальный энцефалит впрыскивание сыворотки вакцинированных (см. Гамалея, 1929).
Глава четвертая. Иммунология вирусов
Иммунология фильтрующихся вирусов имеет много интересных особенностей.
Как общее правило, выздоровление от болезни, вызванной вирусом, оставляет стойкий и длительный иммунитет. Так, например, переболевшие корью или ветрянкой обыкновенно остаются на всю жизнь невосприимчивыми к соответственной болезни. Прочный иммунитет влекут за собою также сыпной тиф, полиомиелит, чума рогатого скота, перипневмония, ящур и многие другие инфекции. Нередко кровь (оспа), сыворотка переболевших сохраняют десятки лет превентивные свойства. В других случаях она становится вирулицидной при новом введении специфического или даже неспецифического антигена (Основы иммунологии, стр. 112, 199). Объясняется это тем, что в клеточках имеются сидячие рецепторы, которые выбрасываются в кровь при раздражении антигеном. Но клеточки тела постоянно сменяются. Значит ли это, что они передают по наследству своим потомкам содержащиеся в них рецепторы? Интересны в этом отношении опыты Левадити и Николо с невровакциной (Гамалея. Оспопрививание, Изд. 2-е, 1924, стр. 66). По этим опытам, иммунитет при невровакцине основан на способности невосприимчивых тканей уничтожать оспенный вирус. Это приобретенная тканевыми клеточками невосприимчивость передается ими по наследству своим потомкам. Но при этой передаче она слабеет, чем Левадити и Николо объясняют большую или меньшую продолжительность иммунитета, в зависимости от скорости размножения тканевых клеточек. Поэтому иммунитет кожи утрачивается раньше иммунитета мозга. Кроме того, всякие факторы, вызывающие усиленное размножение вакцинированных клеточек, способны тем скорее уничтожать иммунитет, чем более быструю пролиферацию они причиняют. Это доказывается результатами ассоциации ультравирусов (например, вакцины с заразной эпителиомой) и культурой вакцины в эпителиальных опухолях. В том и в другом случае приобретенный вакцинацией иммунитет быстро исчезает. В соответствии с этим дети (продукт огромного числа делений клеточек) иммунных родителей становятся восприимчивыми уже через несколько месяцев после рождения, когда выделяются переданные через плаценту и молоко антитела.
Продолжительное сохранение иммунитета переболевшими объясняется в некоторых случаях его постоянным поддерживанием путем так называемой неприметной вакцинации. При обширном распространении в населении заразы кори, дифтерии, брюшного тифа некоторые количества ее, постоянно поступающие в иммунный организм, могут служить к укреплению его иммунитета. Но такое объяснение не применимо к мало распространенным болезням, как, например, нынешняя оспа или полиомиелит, которые также оставляют стойкий иммунитет. В случаях полиомиелита, правда, надо иметь в виду здоровых носителей инфекции, которые в широких размерах осуществляют неприметную иммунизацию населения. Но и это объяснение не применимо ко всем случаям продолжительного сохранения иммунитета.
Возникло мнение, что длительный иммунитет зависит от неизменного пребывания вируса в раз зараженном организме. Тифозный бацилл десятки лет гнездится в слизистой желчного пузыря. Туберкулезный имеется почти у всех взрослых, остающихся тем не менее часто клинически здоровыми. Сифилитическая трепонема нередко в течение всей жизни не покидает люэтика, вызывая вместе с тем шанкерный иммунитет (Учение об инфекции). То же в еще более широких размерах наблюдается при инфекциях, вызываемых вирусами. При очень многих из них. вирус надолго остается в выздоровевшем и невосприимчивом организме. Было доказано, что кровь лошади, переболевшей заразной анемией, вызывала заражение через 7 и через 14 лет после выздоровления. Вирус вакцины был находим непосредственной прививкой лимфатических желез животного через 28 дней после вакцинации и через 22 дня после того, как кожа его стала невосприимчивой. При заразной эпителиоме отмечается продолжительная скрытая инфекция, а по Липшюцу иммунный организм навсегда остается носителем заразы. Вирус слюнных желез свинок может быть когда угодно получен из иммунных животных, которые неопределенно долго остаются носителями его, несмотря на свой иммунитет. Зараженные мозаикой растения обыкновенно навсегда сохраняют вирус. Теряя его и выздоравливая, они никогда не приобретают иммунитета. С другой стороны, растения могут оставаться здоровыми, неся в себе вирус мозаики. Так, например, вирус табачной мозаики может заключаться в других растениях, которые не обнаруживают никаких симптомов болезни. Отводки естественно невосприимчивого вида абутилон (см. Купель, 1. с., стр. 342), привитые больному растению восприимчивого вида, остаются здоровыми, но здоровые отводки восприимчивого вида, прикрепленные к кажущимся здоровыми растениям иммунного вида, заболевают. Хотя, таким образом, иммунные растения абутилон не обнаруживают симптомов заболевания, они тем не менее заключают вирус. Точно так же резистентные к бактериофагу бактерии являются носителями вируса.
В первой главе были приведены опыты, которые показывают, что при помощи катафореза можно обнаружить при вакцине и при полиомиелите присутствие в иммунных тканях скрытого живого вируса. Из этих опытов, кроме того, следует, что вместе с окончательным исчезновением вируса утрачивается иммунитет.
Такое нахождение вируса в скрытом состоянии, когда он не может быть открыт обыкновенным приемом прививки восприимчивому животному, а только после освобождения его катафорезом, проливает свет на некоторые явления патологии вирусов.
Так, например, наблюдаются случаи так называемой самостерилизации инфекции. Животное погибает от бешенства, но в мозгу его тем не менее вируса бешенства не находят. Предполагается, что в этих случаях вирус нейтрализуется антителами, не успевшими, однако, предотвратить вызванных им смертельных поражений. Такое же объяснение было применено к эпидемическому энцефалиту, при котором обыкновенно не находят вируса в мозгу умерших. Пердро (Основы иммунологии, стр. 311) нашел, что головной мозг умерших от энцефалита людей, сначала недеятельный, вызывает затем энцефалит у кроликов, если его продержать достаточно долго в глицерине, который, по мнению Пердро, разрушает иммунные тела, препятствующие действию вируса. Здесь, как я думаю, происходит не уничтожение достаточно в сущности стойких антител, а расторжение их связи с вирусом, который освобождается, как при катафорезе.
Связанное состояние вирусов у иммунных объясняет также, почему они при кори, оспе, ветрянке, будучи носителями заразы, тем не менее, однако, не распространяют ее вокруг себя. В отличие от них носители свободного вируса, как в ранее упомянутых болезнях растений или при заразной анемии лошадей, являются источниками инфекции.
Если для вирусных инфекций подтвердится утверждение, что с исчезновением явного или скрытого вируса исчезает и иммунитет, то этот последний при вирусах должен быть отнесен к так называемому лабильному или инфекционному, т. е. невосприимчивости к суперинфекции. На этом вопросе следует остановиться.
Раньше всего по отношению к сифилису было установлено, что люэтик не может получить вторично твердого шанкра, пока не излечится от сифилиса. Затем нечто сходное было обнаружено при туберкулезе. Туберкулезное животное обнаруживает иммунитет по отношению к малым суперинфицирующим дозам бацилл (Основы иммунологии, стр. 246). При протозойных инфекциях существует лабильный иммунитет переболевших «просоленных» животных, которые заражают свежих, сами вновь не заражаются, но могут без нового заражения заболевать после различных вредных воздействий, провоцирующих инфекцию.
Из вирусных болезней большое сходство с протозойными имеет заразная анемия лошадей (Опперманн и Циглер[48]). При этой инфекции, характеризующейся, между прочим, разрушением и уменьшением числа этих эритроцитов, вирус долго не исчезает у выздоровевших животных. Опперман[49] указывает, что скрытую инфекцию при этой болезни нельзя установить прививкой крови другой здоровой лошади, так как эта последняя также может быть в состоянии скрытой инфекции и, значит, иммунной. Если же она реагирует, то это может быть вызвано провокацией ее скрытой инфекции, а не заразными свойствами крови первой лошади. Решается вопрос прививкой голубя или курицы, которые восприимчивы к этому вирусу.
Объяснение состояния инфекционного иммунитета довольно затруднительно. Отчего организм, невосприимчивый к новому заражению, не в состоянии справиться с имеющимся? Почему иммунитет теряется при исчезновении вируса?
Для трипанозойных и спирохетных инфекций было установлено Эрлихом образование в зараженном организме новых резистентных рас, сопротивляющихся антителам, выработанным против первоначальных возбудителей. По отношению к туберкулезу и фильтрующимся вирусам такие превращения микробов не отмечены.
У носителей брюшнотифозных бацилл последние содержатся в утолщенных воспалением складках слизистой и, вероятно, недоступны воздействию сывороточных антител. Туберкулезные бациллы, закупоренные в фиброзных очагах, перестают вызывать реактивное воспаление.
Во всех этих случаях защитная сила организма, ограничивая распространение микробов, не в состоянии, однако, окончательно уничтожить их. При таком лабильном иммунитете не только задерживается размножение возбудителей, но, очевидно, парализуются их токсины, так как они не вызывают никакого заболевания. Выть может, именно эта атоксичность носимых микробов не создает условий для возбуждения разрушающей их реакции. Поэтому впрыскивания туберкулина, вызывая очаговую реакцию, способствуют рассасыванию туберкулезных поражений.
Не ведя к интоксикации, инфицирующие микробы иммунизируют, однако, организм и выделяют, следовательно, вакцинирующие вещества. Тем не менее инфекционный иммунитет является недостаточным не только потому, что он не устраняет окончательно первоначальной инфекции. Он, как это доказано для сифилиса, не предотвращает и нового заражения. Он только препятствует новому возникновению первичного поражения – твердого шанкра, но не проникновению трепонем. При суперинфекции кроликов поступившие в организм трепонемы не уничтожаются на месте, а могут быть найдены в региональных лимфатических железах.
Я полагаю, что то же происходит и с детьми, вакцинированными BCG, так как с возрастом среди них увеличивается число реагирующих на туберкулин (Учение об инфекции).
Насколько эти данные, добытые при изучении сифилиса и туберкулеза, приложимы к инфекциям, вызываемым вирусами, не может быть определено за малым знакомством с последними.
Недостаточность разбираемого иммунитета объясняет, наконец, и его исчезновение вместе с прекращением скрытой инфекции. Вакцинирующие вещества уходят вместе с микробом из организма, не оставляя длительного изменения состояния последнего. Этим свойством инфекционный иммунитет приближается к инфекциям, не оставляющим после себя невосприимчивости. Рожа, герпес склонны к рецидивированию вследствие кратковременности приобретаемого после выздоровления иммунитета.
Значение живых вирусов для приобретения иммунитета повело к утверждению, что только ими создается невосприимчивость. Это мнение, однако, опровергается удачной вакцинацией убитыми вирусами от оспы, бешенства, сыпного тифа, желтой лихорадки и чумы собак. Первые три вакцинации описаны в другом месте (Основы иммунологии, главы 11–13), а здесь я остановлюсь на двух последних.
Недавно найден способ вакцинировать от желтой лихорадки (Гиндль[50]). Это явилось результатом открытия Стоксом восприимчивых к вирусу желтой лихорадки обезьян Старого света (Macacos rhesus). Благодаря этому открылась возможность экспериментального изучения желтой лихорадки и ее вируса. Этот последний, оказалось имеет неодинаковую величину в крови больного и в комаре. В последнем случае он задерживается даже наименее плотными фильтрами. Убитыми вытяжками тканей удавалось вакцинировать обезьян и создавать прочный иммунитет, сохраняющийся без изменений в течение 51/2 месяцев. Была также приготовлена достаточно сильная сыворотка на лошадях.
Недавно также найдены предохранительные прививки от чумы собак[51]. А именно к ее вирусу оказались чувствительными хорьки, у которых легко удалось установить прочный иммунитет. Селезенка погибших хорьков, эмульгированная в 20 % концентрации в физиологическом растворе с прибавлением 0,1 % формалина и введенная в количестве 2 см3 хорьку, вызывает у него иммунитет. По такому же методу была предпринята вакцинация собак. Но собаки могут быть вакцинированы только вытяжками из органов собак, а не хорьков. Химическая вакцинация, несомненно, таким образом, установленная для вирусов, не всегда дает, быть может, такой стойкий иммунитет, как вакцинация живыми, но имеет преимущество полной безопасности (Учение об инфекции).
После вакцинации сыворотка иммунных приобретает более или менее выраженные антивирусные свойства. Кровь выздоровевших, как, например, после кори, применяется для предохранения находящихся в инкубационном периоде детей. Она дает также благоприятные результаты при лечении полиомиелита (Амосс, 1. с., стр. 187). Кровь вакцинированных от оспы может служить для купирования поствакцинального энцефалита. Вирулицидные свойства иммунизированных вакциной животных прочно установлены. Во многих инфекциях вирулицидные свойства не приобретаются кровью естественно невосприимчивых животных, несмотря на повторное введение живого вируса. Это, возможно, зависит от того, что в невосприимчивых животных вирус не может размножаться и, значит, действует на них в слишком малых количествах.
У иммунных животных появляются в крови и другие антитела, кроме превентивных и вирулицидных. Так, сыворотка вакцинированных агглютинирует зернышки (пашеновские элементарные тельца) при вакцине. Недавно Гордон[52] показал, что реакция преципитации сыворотки больного с детритом может служить для установления диагноза оспы.
Имеются вирусы, вызывающие инфекции, которые оставляют после себя иммунитет, но при которых искусственная вакцинация не удается. Сюда относятся полиомиелит, ящур и некоторые другие. Есть и такие, которые совсем не создают иммунитета. Уже говорилось о не знающих иммунитета мозаичных болезнях растений (см. ниже). Не иммунизируют также энзоотический энцефалит лошади (болезнь Борна), заразная анемия лошадей, птичья чума, денге, миксома кроликов (всегда смертельна), герпес у человека, часто рецидивирующий. Но это не значит, что при этих инфекциях не может быть искусственно создан активный иммунитет. Лучшим примером служит всегда смертельное бешенство, иммунитет которого был открыт Пастером. Так, и при герпесе возможно вакцинировать животных. В некоторых инфекциях вакцинация удается только совместным действием живого вируса и антисыворотки. Так, при овечьей оспе, от которой вакцинировали прежде прививкой вируса к хвосту, теперь употребляется сенсибилизированный (антисывороткой) вирус. При африканской горячке лошадей также производится симультанная вакцинация вирусом и сывороткой.
Некоторые вызываемые вирусами инфекции отличаются постоянным присутствием определенных сопутствующих бактерий. Из таковых прежде всех стала известной чума свиней. При ней всегда находят особого микроба, который долго считался возбудителем болезни, пока не было доказано, что она вызывается фильтрующимся вирусом.
Сыпной тиф обнаруживает определенное отношение к одной разновидности бактерий гниения, а именно протею X19. Сыворотка людей, больных сыпным тифом, имеет свойство агглютинировать этих бактерий. Между тем протей не способен вызвать ни у человека, ни у морской свинки заболевание, сколько-нибудь похожее на сыпной тиф. Этиология этой инфекции осложняется еще тем обстоятельством, что переносчики сыпного тифа, платяные вши, неся в себе его заразу, обнаруживают размножение в клетках кишечника особых микробов, которые имеют все признаки истинных возбудителей сыпного тифа. Высказывалось предположение, что фильтрующиеся формы протея, изменяя свои патогенные свойства, превращаются в вирус сыпного тифа. Но это предположение недостаточно фактически обосновано (Основы иммунологии, стр. 220). С другой стороны, новейшие исследования доказывают постоянное присутствие риккетсий у больных сыпным тифом свинок и людей.
По аналогии с чумой свиней и сыпным тифом указывается, что, быть может, стрептококк при скарлатине является только сопутствующей неизвестному вирусу бактерией. При этом для объяснения специфического действия скарлатинозного стрептококка ссылаются на свойства вирусов адсорбироваться бактериями.
Интересны случаи смешанной инфекции двумя вирусами. Бывает, что в вакцине примешивается вирус ящура вследствие употребления для приготовления детрита зараженного ящуром животного. Белен и Гуйон[53]нашли, что вирус ящура аттенуируется при совместном развитии с вакциной, и предложили вакцинировать коров смешанным материалом, полученным путем заражения оспенной вакцины вирусом ящура и подвергнутым еще стерилизации йодом, формалином или нагреванием до 60°. Однако Вальдман и Траутвейн[54] указывают на непостоянство получаемых результатов.
Интересное изменение инфекции получается при совместном заражении томатов двумя мозаичными вирусами. Вирусы мозаики картофеля и мозаики табака вызывают – каждый в отдельности – обычный хлороз томатов. Но при смешанной инфекции обоими получается тяжелый некроз томата – болезнь, давно известная под именем зимней ржавчины (Winter blight, см. Кюнкель, 1. с., стр. 339). Способность к «мутациям» вирусов отражается и на их иммунологических отношениях. Так, например, существуют три разновидности вируса ящура, которые вызывают совершенно идентичные болезни, но не иммунизируют одна от другой. Поэтому обычный критерий для утверждения или отрицания родственных отношений между микробами – перекрестная иммунизация – здесь неприменим. Вследствие этого возникают большие затруднения при определении генетической связи между вирусами.
Так, например, заразная эпителиома птиц, или птичья оспа причислялась некоторыми к классу оспенной вакцины (Гудпастюр, 1. с., стр. 262). Ван Гильсберген переходами на кроликов превратил будто бы птичью оспу в вакцину. Затем, однако, были указаны существенные гистологические отличия обеих инфекций. Андервонт при прививке курса вакцины нашел типичные тельца Гуарниери, которые не имеются при оспе кур. Кроме того, он подтвердил, что прививка вакцины вызывает появление в крови куриц вирулицидных свойств, действующих на вирус вакцины и не действующих на вирус эпителиомы. А в результате инфекции кур эпителиомой в крови их не образуется совсем антител – ни против вируса вакцины, ни против вируса эпителиомы. С другой стороны, большое сходство с оспой кур представляет заразный моллюск человека. Особенно поразительно сходство специфических клеточных включений. Кроме того, Липшюц нашел в мазках и в клеточках заразного моллюска мелкие тельца, совершенно сходные с ранее открытыми Боррелем при эпителиоме кур. Чокору удалось даже вызвать материалом моллюска у кур образование, идентичное папуле заразной эпителиомы. Санфеличе, однако, получил с моллюском отрицательные результаты на голубях, а Пфейфферу и Юлиусбергу не удались прививки эпителиомы человеку. Кроме того, фильтруемость обоих вирусов неодинакова: только вирус моллюска проходит через фильтр Шамберлена F. Но фильтруемость изменчива у одного и того же вируса. Таким образом, вопрос о связи этих двух вирусов должен быть оставлен открытым.
Подобным же образом не может быть окончательно установлена связь между герпесом-цостер и ветрянкой, вирусами вакцины и простого герпеса и т. п. В других случаях, как, например, в родственных вакцине болезнях (человеческая оспа, овечья оспа, оспа поросят, кроликов аластрим), удается доказать тесную родственную связь инфекций превращением их одна в другую, перекрестной иммунизацией, идентичностью образуемых включений.
Имеются, наконец, болезни, представляющие промежуточные отношения между ящуром с необратимыми разновидностями, с одной стороны, и вакциной, у которой эти разновидности генетически между собой связаны, – с другой. Так, Тейлер[55] показал, что существуют три разновидности африканской чумы лошадей, которые только отчасти взаимно иммунизируются между собой.
Выше было указано, что при мозаичных болезнях не существует иммунитета. Но на кроликах могут быть получены специфические прецицитирующие и литические антитела по отношению к мозачным вирусам. Они отличны от антител, вызываемых нормальным соком соответственных растений Пюрди[56]. Эти исследования обещают выяснить генетическую связь мозаичных вирусов между собой.
Сыпной тиф у морских свинок не оставляет, по-видимому, прочного иммунитета. По моим исследованиям (Основы иммунологии, стр. 223), повторные заражения вакцинированных свинок не только не увеличивают их резистентности, но, напротив, часто вызывают, наконец, их заболевание. Сходные результаты получены Барыкиным, Компанеец, Захаровым и Барыкиной[57].
Глава пятая. Эпидемиология вирусов
Ввиду длительного пребывания вирусов в однажды зараженном организме носители вирусов должны играть важную роль в распространении инфекций и иммунитета. Замечательный пример этой роли являет эпидемиология полиомиелита (Амосс, 1. с., стр. 177). По опытам Флекснера и Льюиса вирус, поступающий через нос у обезьян, распространяется по лимфатическим путям обонятельных нервов к обонятельным буграм и затем по головному, продолговатому и спинному мозгу (по мнению других исследователей, заражение полиомиелитом происходит через кишечник).
Недавние исследования Кларка[58] показали, что всасывание из обонятельной слизистой носовой полости идет через периневральную оболочку обонятельных нервов. Жидкость, введенная в полость носа, через час достигает поверхности мозга. Вероятно, в таком направлении происходит нормальное движение жидкости. Эти экспериментальные данные были подтверждены случаем у человека. Вследствие эпистаксиса в нос был положен тампон с хлористым железом. Через несколько дней больной умер от менингита и на вскрытии было найдено, что обонятельные бугры окрашены в коричневый цвет и дают реакции на железо. Распределение вируса в центральной нервной системе происходит при помощи цереброспинальной жидкости. Поэтому впрыскивание иммунной сыворотки в субарахноидальное пространство предотвращает заболевание после внутривенозного введения вируса.
Распространяется полиомиелит передачей от человека к человеку, причем абортивные (непаралитические) формы инфекции принимают очень большое участие в его рассеянии, а во многих случаях передают заразу и здоровые промежуточные носители.
Вирус входит в человеческий организм через носоглотку и этим же путем выходит из него (капельная инфекция). В случае выздоровления вирус обыкновенно исчезает недели через две после острого приступа. Как долго продолжается носительство у здоровых контактов, не определено. Однажды вирус был найден в носу за 6 дней до заболевания. Этим полиомиелит сходен с корью, где также изоляция не предотвращает распространения инфекции.
Полиомиелит поражает главным образом детский возраст. Так, например, в нью-йоркскую эпидемию 1916 года 97 % заболеваний было между детьми до 16 лет и 73 % падали на возраст от 2 до 5 лет.
Даже в большие эпидемии при обширном распространении вируса процент заболевающих очень невелик. Так, в 1916 г. заболело 3,8 % всего населения. Эта малая восприимчивость зависит от нескольких условий (Амосс, 1. с., стр. 181). Было найдено, что промывные воды носовой полости взрослых и части детей заключают вещества, которые нейтрализуют вирус полиомиелита или мешают его заразительности для обезьян. Этот нейтрализующий агент отсутствует у лиц с хронической дыхательной инфекцией или острым насморком. Таким образом, вирус, попадающий на слизистую, защищенную нейтрализующим веществом, обезвреживается. Вторая защитная линия заключается в здоровых слизистых оболочках. Проходимость носовой слизистой обезьян повышается от действия химических раздражителей, обычно применяемых для носовых душей. Третий защитный барьер состоит в неповрежденном менингохориоидальном комплексе. При внутривенном заражении даже большими дозами редко получается экспериментальный полиомиелит. Но достаточно при этом вызвать асептическую воспалительную реакцию впрыскиванием в мозговые оболочки сыворотки или соляного раствора, чтобы произошло заболевание. Точно так же если поместить в ноздри обезьяны комок ваты, смоченной вирусом, то она заболеет только в том случае, если накануне вечером ей было произведено интраспинальное впрыскивание сыворотки или раствора соли.
Иной еще механизм, влияющий на восприимчивость к полиомиелиту, заключается в присутствии иммунных тел в сыворотке крови. Они были найдены в сыворотке 66 % лиц, бывших в тесном контакте с больными полиомиелитом, но не заболевших. На восприимчивость влияют еще иные условия, как видно из того, что большие дозы Х-лучей повышают ее у обезьян и что положительная реакция Шика наблюдается вдвое чаще у детей, больных полиомиелитом, чем у здоровых того же возраста.
После выздоровления вирус не остается долго на слизистых носоглотки. Это, быть может, стоит в связи с ранним появлением иммунных тел в сыворотке. Однако в некоторых случаях его находили у обезьян через 5 недель и через 61/2 месяцев после наступления заболевания. У обезьян, пассивно иммунизированных, он быстро исчезает, не вызывая заболевания, а у нормальных обезьян долго остается. Можно поэтому думать, что у здоровых носителей вирус остается значительно дольше, чем у выздоровевших.
Действительно, его находили у здоровых контактов. Шведские исследователи доказали, что скрытая инфекция и здоровые носители играют громадную роль в иммунизации населения по отношению к полиомиелиту (Учение об инфекции).
При полиомиелите перенос вируса насекомыми (Stomoxys calcitrans) не мог быть подтвержден и опровергается существованием зимних эпидемий. Но вообще эти посредники являются очень частыми распространителями вызываемых вирусами инфекций. Известна роль платяной вши при сыпном тифе, клещей при пятнистой лихорадке Скалистых гор и т. д.
Особенное значение имеют насекомые в распространении мозаичных болезней растений.
Некоторые из них могут быть перенесены механически соком больных растений. Вирус табачной мозаики чрезвычайно заразителен и может передаваться уколом тонкой иголки. Мозаика сахарного тростника, кюрли топ (завитушка) свекловицы, некоторые болезни картофеля также могут вызываться втиранием заразного сока в ранки здоровых растений. Но обыкновенно в этих опытах только незначительный процент привитых заражается. Многие болезни могут быть переданы только прищепкой, т. е. прививкой отводки больного растения к здоровому подвою. В природе же распространение этих болезней происходит, вероятно, при посредстве насекомых.
Хотя вирус табачной мозаики имеется в корнях, стеблях, листьях и цветах, но он не передается семенами. Тоже отсутствие вируса в семенах отмечается и в большинстве остальных мозаичных болезней. Поэтому новый посев дает свободные от болезни растения. Имеются только редкие исключения, главным образом у бобовых. Но часто болезни уменьшают плодовитость и вызывают даже стерильность. Ни одна из мозаик не распространяется через почву и не переносится дождем с больных на здоровые растения.
Наиболее важный фактор в распространении вирусных болезней растений есть передача их сосущими насекомыми. Все они, вероятно, распространяются таким способом. В некоторых случаях насекомые играют чисто механическую роль. Поэтому в распространении некоторых болезней принимают участие по нескольку различных видов насекомых. Но в других случаях болезнь переносит только один определенный вид. Есть виды, которые служат переносчиками для нескольких болезней. Так, персиковая тля распространяет мозаику шпината, табака, латука, сахарной свекловицы и картофеля. Во всех этих случаях роль насекомого, вероятно, только механическая.
Но в других имеется более тесная связь насекомого с переносимой, им инфекцией. Завитушка сахарной свекловицы распространяется только одним энтеттисом и никаким другим насекомым. Мозаика же свекловицы этим насекомым не переносится, а только персиковой тлей. Во многих других болезнях также имеются специфические распространители, что указывает на существование тесной биохимической зависимости между инфекциями и их носителями. Это подтверждается еще иными фактами.
Известны четыре случая, в которых насекомые, носители вирусов, не в состоянии заражать непосредственно после первого кормления на больном растении. Должен пройти определенный период прежде чем они передадут вирус, который заключают. Это созревание вируса в насекомом, инкубация заразительности, изменяется в продолжительности в зависимости от температуры, в которой содержатся насекомые. Так, например, период инкубации вируса желтухи астр в цикодуле не менее десяти дней. Двадцать семь растений послужили для определения продолжительности инкубации. Сто взрослых насекомых кормились один день на больном растении. Затем ежедневно их помещали по одному дню на двадцать восемь следующих. Снятая через несколько недель фотография показывает, что одиннадцать первых растений, на которых насекомые кормились одиннадцать первых дней, остались здоровыми, а все последующие заболели.
Продолжительность сохранения насекомыми заразительности также указывает на специфическую связь. Так, вирус желтухи астр остается в цикодуле в течение двух месяцев, даже если все это время она находится на листьях ржи, иммунной к этому вирусу. Весьма вероятно, что в этих случаях вирус размножается в насекомых, хотя они не обнаруживают никаких признаков заболевания. Ржавчина шпината переносится разными насекомыми, но один вид последних специфичен для этой болезни, и вирус ее удерживается им при жизни на невосприимчивых растениях и передается по наследству до четвертого поколения партеногенетически рождаемых особей. Но ни один вирус не переходит в яйца насекомых, и неизвестно случаев передачи его от зараженных насекомых нормальным.
Таким образом, вирусные болезни растений теснейшим образом связаны с жизнью различных насекомых.
Изложенные интересные эпидемиологические данные, относящиеся к вирусам у растений, способны, быть может, послужить выяснению темных сторон истории вирусов у высших организмов.
Так, например, эпидемиология ящура далеко не вполне определена. Вопрос о носителях еще находится в периоде экспериментальной разработки. Вирус может оставаться в копытах более 30 дней после выздоровления. Описан случай, когда бык оказался заразным через 21/2 года после заболевания. У свинок вирус был найден в крови через сто девяносто восемь дней после заражения. В тушах, присылаемых через океан, находили вирус ящура. Однако опыты с контактом здорового скота с выздоровевшими от ящура животными не ведут к его заболеванию. Ни один способ искусственного заражения не дает столь опасного заболевания, как естественная инфекция. Замечателен следующий опыт Валле (Одюруа, 1. с., стр. 288). Он прививает быкам чрезвычайно активный вирус ящура, который убил сотни животных в течение эпидемии. Ни одно животное не заболевает. Тогда устраняются все предохранительные меры – изоляция, дезинфекция и т. п. Немедленно все животные инфицируются и погибают. Не напоминает ли это вышеприводимых случаев болезни растений, которые не воспроизводятся никаким способом непосредственного заражения, а только уколом определенного насекомого?
Однако никаких передатчиков ящура не могло быть пока найдено, несмотря на усиленные поиски.
Загадочен также способ распространения заразной эпителиомы. Замечательно, что контактное заражение здоровых кур или голубей от сидящих с ними в одной клетке больных птиц не происходит, хотя узелки обильной высыпи и высохшие корки, падающие с них, заключают громадное количество вируса. В этих условиях удается заразить голубей, выщипывая у них на большом пространстве перья, вследствие чего образуются многочисленные поверхностные кожные ранки для вхождения вируса. Иногда кормление зерном, насыщенным вирусом, вызывает заболевание голубей. Однако ни один метод искусственного заражения не пригоден для объяснения быстрого и обширного распространения болезни при естественных условиях.
Колебания восприимчивости организма играют важную роль в некоторых вирусных инфекциях.
Такова история герпеса. Вирус его хранится в скрытом состоянии у людей, не вызывая никаких симптомов. Однако при самых разнообразных поводах (пневмония, менструация и т. п.) он активируется и дает поражения в виде кожных пузырьков на определенных участках тела. У некоторых лиц он обнаруживает склонность к упорным рецидивам. Замечательно, что высыпание герпеса считается благоприятным симптомом в течение пневмонии. Не является ли герпетический вирус антагонистом пневмококков?
Более определенные указания на изменения восприимчивости имеются для патогенеза насморка. Загадочность этого самого распространенного и обычного недомогания теперь выясняется, так как найдена возможность его экспериментального изучения. Дочец, Шибли и Е. Миль открыли, что антропоидные обезьяны заболевают насморком или крайне сходным с насморком страданием. Можно думать, что оно является вследствие случайного заражения от людей. Заболевание начинается истечением слизи из обеих ноздрей с временными приступами чиханья, во время которого вылетает значительное количество слизи. Несколько позже ноздри закупориваются, и слышится сопение. Через три – пять, дней нередко появляется кашель, который может тянуться до двух недель. В некоторых случаях носовое истечение делается гнойным и продолжается в течение трех недель. Имеется слабость, потеря аппетита и иногда понос. Температура редко, да и то незначительно повышается.
Ввиду обнаружения существования насморка у обезьян были сделаны опыты воспроизведения его у них при помощи фильтратов промывных вод носовой полости людей, страдающих типичным насморком. Действительно, при введении этих фильтратов в нос обезьян в половине всех случаев у них получился настоящий насморк. Во всех опытах с положительным результатом были получены культуры грамотрицательных анаэробов типа пневмосинтеза Олицкого и Гэтса. Но они не имеют этиологического значения. Контрольные опыты с промывными водами здоровых давали постоянно отрицательные результаты. Этими исследованиями доказывается, что насморк вызывается фильтрующимся вирусом. Этот вирус, присутствующий в организме в скрытом состоянии активируется так называемой простудой.
Механизм простуды очень темен, несмотря на многовековое изучение этого процесса. Я в свое время (Основы общей бактериологии, стр. 81, 116) высказал следующую гипотезу. Простуда обыкновенно проявляется воспалительными процессами в определенных местах, а именно на миндалинах, пейеровых бляшках, в очагах скопления лимфоидной, аденоидной ткани. Здесь нормально совершается обильное выхождение лейкоцитов на поверхность слизистой оболочки. Какое значение имеет этот усиленный диапедез лейкоцитов? Я думаю, что этим способом выбрасываются из организма поглощенные фагоцитами ненужные и вредные вещества. Таким же образом выносятся и микробы. Внезапное действие холода парализует лейкоцитов и вгоняет их обратно в слизистую, где вследствие повреждения фагоцитов микробы (и вирусы) начинают беспрепятственно размножаться, вызывая болезненные явления на месте или при переносе лимфой и кровью в другие участки.
Существуют вирусы, которые отличаются чрезвычайной заразительностью. Оспа и еще более ее разновидность – аластрим – заражают без всякого соприкосновения при прохождении через комнату, где находится больной. Оспенный больной сидит у открытого окна, а этажом ниже лежащий у соответственного открытого окна хирургический больной заболевает оспой; или человек смотрит, как переносят оспенного больного, и сам заболевает оспой. Оспенный контагий называется поэтому летучим. Такова же заразительность кори. Об оспе поросят рассказывают, что она распространяется по направлению ветра на отдаленно расположенные стада. Летучесть контагия вирусов совершенно естественна ввиду их минимальных размеров и устойчивости по отношению к высушиванию. Таким образом, они легко превращаются в мельчайшие пылинки, которые могут неопределенно долгое время плавать взвешенными в воздухе. Исследования показывают (Учение об инфекции), что взвешенные в воздухе очень мелкие частицы передвигаются при ничтожных движениях воздуха и обладают способностью проникать через самые узкие щели, как, например, через закрытые двери.
Возможно, таким образом, что воздух играет в распространении вирусов гораздо более выдающуюся роль, чем при инфекциях, вызываемых обычными бактериями.