Borrelia burgdorferi с мелкоклеточной формой Coxiella burnetii, патогеном, вызывающим Ку-лихорадку; он тоже похож на цисту, но его подхватывают голландские ветры, перенося по стране от только что окотившихся коз. Никто не утверждает, — по крайней мере, пока, — что болезнь Лайма тоже переносится ветром. И сферопласты B. burdgorferi, и мелкоклеточная форма C. burnetii лишь дают нам понять, что даже в эпоху антибиотиков бактерии бывают хитрыми и стойкими. Эти микробы напоминают нам, что не обязательно быть вирусом, чтобы вызвать тяжелые, неподатливые, таинственные вспышки зоонозных заболеваний даже в XXI в.
Глава 6 Вирусы идут
54
Вирусы оставались невидимой тайной, подобной темной материи или Десятой планете, даже в середине XX в. Их деятельность несла за собой серьезнейшие последствия, но найти их не удавалось — как нейтрино. Вирусов не было среди микробных открытий Антони ван Левенгука, не обнаружили их и первопроходцы-бактериологи Пастер и Кох два столетия спустя. Да, Пастер работал с бешенством как болезнью и даже разработал вакцину, но он никогда не видел самого вируса бешенства и не совсем понимал, как действует болезнь. Точно так же и Уильям Горгас в 1902 г., истребив на Кубе комаров, избавил остров от желтой лихорадки, но так и не узнал, что же за патоген эти комары переносили. Они работали подобно охотникам с завязанными глазами, которые стреляют по уткам, ориентируясь по их кряканью. Даже вирус гриппа 1918—1919 гг., который убил почти 50 миллионов человек по всему миру, оставался призрачной загадкой, невидимой, не опознанной в то время. Вирусы невозможно было увидеть в оптический микроскоп, вырастить их в культуре с химическими питательными веществами или поймать, как бактерии, с помощью фарфорового фильтра. Их существование можно было лишь гипотетически предполагать.
Почему вирусы так неуловимы? Потому что они миниатюрны, просты, но изобретательны, аномальны, экономичны, а в некоторых случаях чудовищно хитры. Мнения экспертов расходятся даже по вопросу, являются ли вирусы живыми существами. Если нет, то по самой крайней мере они — механистическое упрощение самих принципов жизни. Они паразитируют. Конкурируют. Атакуют, избегают нападения. Борются. Они подчиняются тем же базовым императивам, что и другие живые существа — выживать, размножаться, сохранять свой вид, — и используют для этого сложнейшие стратегии, основанные на дарвиновском принципе естественного отбора. Они эволюционируют. Вирусы на современной Земле хорошо приспособлены к тому, что делают, потому что выжили только наиболее приспособленные.
У самого слова «вирус» намного более долгая история, чем у тех сущностей, что мы сейчас изучаем под этим названием. Оно происходит непосредственно от латинского virus, которое означало «яд, сок растений, вязкая жидкость». Где-то вы даже могли видеть латинское слово как обозначение для «ядовитой слизи». Самое первое известное упоминание слова «вирус» в английском языке в значении «болезнетворный патоген» датируется еще 1728 г., хотя в течение остального XVIII в., всего XIX-го и нескольких десятилетий XX-го не было четкого разделения между «вирусом» как расплывчатым термином, который означает любой болезнетворный микроб, и очень конкретной группой сущностей, которых мы называем вирусами сейчас. Еще в 1940 г. даже Макфарлейн Бёрнет иногда в разговорах называл микроб, вызывающий Ку-лихорадку, «вирусом», хотя к тому времени уже отлично знал, что это бактерия.
Деятельность вирусов была заметна задолго до того, как были открыты сами вирусы. Оспа, бешенство и корь были мучительно знакомы врачам в течение сотен и тысяч лет, а вот патогены, которые их вызывали, — нет. Острые заболевания и эпидемии объяснялись самыми разнообразными и изобретательными способами: в разное время их причинами называли миазматические испарения или «эффлювии», разлагающуюся материю и грязь, бедность, капризы Бога, злую магию, холодный воздух, мокрые ноги, а вот идея о заразных микробах проявилась в общественном сознании очень медленно. Примерно в 1840 г. немецкий анатом Якоб Хенле заподозрил существование заразных частиц — существ или веществ, — которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть в световой микроскоп, но тем не менее могут передавать определенные болезни. Доказательств у Хенле не было, и его идея закрепилась далеко не сразу. В 1846 г. датский врач Петер Панум наблюдал эпидемию кори на Фарерских островах, далеком архипелаге к северу от Шотландии, и сделал несколько весьма проницательных выводов о том, как недуг передается от человека к человеку: между контактом с заболевшим и появлением первых симптомов была примерно двухнедельная задержка (сейчас мы называем это инкубационным периодом). Роберт Кох, учившийся у Якоба Хенле в Гёттингене, продвинулся дальше наблюдений и предположений в своих экспериментах 1870-х и 1880-х гг., открыв микробы-возбудители сибирской язвы, туберкулеза и холеры. Открытия Коха, Пастера, Джозефа Листера, Уильяма Робертса, Джона Бёрдона-Сандерсона и других подвели эмпирическую базу под вихрь идей конца XIX в., которые сейчас часто объединяют под названием «микробной теории» болезней, которая заместила собой прежние идеи о вредных испарениях, передающихся между людьми ядах, дисбалансе влаг, заразном гниении и колдовстве. Но микробы, с которыми работали Кох, Пастер и Листер (не считая гениальной догадки Пастера о бешенстве), были бактериями.
А бактерии вовсе не так непостижимы. Их видно в нормальный микроскоп. Их можно вырастить в чашке Петри (изобретении Юлиуса Петри, ассистента Коха), содержащей питательную среду — агар-агар. Они были больше в размерах и понятнее, чем вирусы.
Следующее важнейшее озарение пришло из агрономии, а не медицины. В начале 1890-х гг. русский ученый Дмитрий Ивановский из Санкт-Петербурга изучал мозаичную болезнь табака, которая вызывала немало проблем на табачных плантациях Российской империи. «Мозаичные» пятна на листьях, в конце концов, приводили к замедлению роста и увяданию, что снижало и производительность, и доходы табачников. Предыдущие работы показали, что это инфекционная болезнь — она передается от одного растения другому, если его смазать соком из зараженных листьев. Ивановский повторил эксперимент с заражением, но добавил еще один шаг. Он пропустил сок через фильтр Шамберлана, устройство, сделанное из неглазурованного фарфора с маленькими порами, которое очищает воду, не пропуская бактерии. Сообщение Ивановского, что «сок листьев, зараженных мозаичной болезнью табака, сохраняет инфекционные свойства даже после фильтрации»[153], стало первым в истории определением вирусов: заразные, но «фильтрующиеся», то есть настолько маленькие, что проходят даже там, где не могут пройти бактерии. Вскоре после этого голландский ученый Мартин Бейеринк независимо от Ивановского получил тот же самый результат, а потом пошел еще дальше. Разбавив отфильтрованный сок зараженного растения и обработав этим раствором другое растение, Бейеринк обнаружил, что зараза, чем бы она ни была, сохраняет полную силу даже после разбавления. Это означало, что она размножается в живых тканях второго растения, а это, в свою очередь, значит, что она не токсин — не ядовитое выделение, которое, например, производят некоторые бактерии. При уменьшении объема токсина уменьшается и его действенность — он не может спонтанно восстановить силу. А эта штука восстанавливала, но при этом в контейнере с фильтрованным соком сама по себе не росла. Ей нужно было что-то другое. Само растение.
В совокупности работы Дмитрия Ивановского, Мартина Бейеринка и еще нескольких коллег показали, что мозаичная болезнь табака вызывается некой сущностью, которая меньше бактерии, не видна в микроскоп и способна размножаться внутри — и только внутри — живых клеток. Собственно, это и есть самое простое описание вируса, хотя к тому моменту вирусов никто еще так и не увидел. Бейеринк предположил, что патоген мозаичной болезни табака жидкий и назвал его contagium vivium fluidum («заразной живой жидкостью»). Дальнейшие работы, в том числе проделанные с помощью электронного микроскопа, изобретенного в 1930-х гг., доказали его неправоту. Вирус — это не жидкость, а твердые, пусть и очень мелкие частицы.
Пока что мы говорили о растениях. Первый вирус животных обнаружили при изучении ящура, еще одной неприятнейшей проблемы сельского хозяйства. Коровы и свиньи легко передавали его друг другу, и их приходилось либо забивать, либо они умирали сами. Фридрих Лёффлер и Пауль Фрош, работавшие в университете на севере Германии, доказали в 1898 г., воспользовавшись тем же методом фильтрации и разбавления, что и Бейеринк, что возбудитель ящура тоже может проходить сквозь фильтры и размножается только в живых клетках. Лёффлер и Фрош даже отметили, что это может быть лишь один представитель целого класса патогенов, пока еще не открытых, и которые, возможно, даже заражают людей, вызывая такие болезни, как оспа. Но первой человеческой инфекцией, которая была признана вирусной, стала не оспа, а желтая лихорадка в 1901 г. Почти в то же самое время, когда Уильям Горгас решил практические проблемы с желтой лихорадкой на Кубе, уничтожив комаров, Уолтер Рид и его небольшая команда микробиологов доказала, что возбудитель заболевания действительно переносится комарами. Увидеть его, впрочем, они тоже не смогли.
Тогда ученые начали использовать термин «фильтрующийся вирус» — неуклюжее, но при этом более точное применение для старого слова, означавшего отраву. Ханс Цинссер, например, в своей книге «Крысы, вши и история» (1934), классической летописи медицинских поисков и открытий, заявил, что «его вдохновляет изучение так называемых фильтрующихся вирусных патогенов»[154]. Многие эпидемические болезни, писал Цинссер, «вызываются этим таинственным “чем-то”, например, оспа, ветрянка, корь, свинка, полиомиелит, энцефалит, желтая лихорадка, лихорадка денге, бешенство и грипп, не говоря уже о множестве важнейших недугов, поражающих царство животных». Цинссер понимал и то, что некоторые из этих болезней животных могут пересекаться с первой категорией — человеческими эпидемиями. Он высказал очень важное соображение: «Здесь, как и в случае с бактериальными болезнями, наблюдается оживленный обмен паразитами между людьми и животным миром»