Эта процедура оказалась успешной, но, как и подозревал Гайдузек, требовался инкубационный период от нескольких месяцев до нескольких лет. Следующим шагом было документировать непрерывное распространение болезни от одного животного к другому, и он сделал это, используя мозг больных или вскрытых приматов для заражения других приматов. Результаты показали, что скрепи и куру очень похожи по своей способности передавать болезнь и вызывать деструктивные поражения головного мозга.
Сходство патологии куру и скрепи с болезнью Крейцфельдта – Якоба, ранее известной как быстро прогрессирующая деменция людей со смертью обычно через 1–2 года после появления симптомов, включающих тремор и несбалансированную походку, привело к появлению концепции относительно того, что это может быть целая группа заболеваний, включающих прогрессирующую деменцию и повреждение нервных клеток. За исследования этих смертельных заболеваний, называемых губчатой энцефалопатией, Гайдузек был удостоен Нобелевской премии в 1976 году. Как отмечалось в его нобелевской лекции 13 декабря 1976 года:
Куру была первой хронической дегенеративной болезнью человека, которая, как было показано, представляла собой медленную вирусную инфекцию с инкубационными периодами, измеряемыми годами, и с прогрессирующей накопительной патологией, всегда приводящей к смерти. Это доказало, что вирусные инфекции человека могут, после длительной задержки, вызывать хроническое дегенеративное заболевание и заболевание с явными наследственно-семейными паттернами возникновения и без каких-либо воспалительных реакций, постоянно связанных с вирусными инфекциями.
Но куру привела нас к более интересному рубежу в микробиологии, чем просто демонстрация нового патогенного механизма инфекционного заболевания, а именно распознавания новой группы вирусов, обладающих нетрадиционными физико-химическими свойствами и биологическим поведением, значительно отличающимися от таковых любой другой группы микроорганизмов. Тем не менее эти вирусы все же демонстрируют достаточно классическое поведение, характерное для других инфекционных микробных агентов, так что мы могли сохранить, возможно, с опасениями, название «вирусы» (см. главу 2).
Сходной со скрепи, куру и БКЯ является редкая патология, семейное заболевание синдром Герстмана – Штраусслера – Шейнкера (СГШШ). У этих пациентов проявляется атаксия (потеря координации) и в конечном итоге развивается деменция и они умирают. Симптомы похожи на семейную смертельную бессонницу, которая проявляется в неспособности спать, что приводит к потере координации, деменции и смерти.
В лабораторных условиях эти болезни овец и людей передавались через пищу или путем или инокуляции, имели сходную патологическую картину и инкубационные периоды, варьирующие от нескольких месяцев до нескольких лет, в зависимости главным образом от дозы и штамма инокулята, а также от генетики хозяина. Инфекционный фактор имел по крайней мере один аспект вируса – то есть он проходил через фильтры, достаточно мелкие, чтобы задержать все организмы, кроме вирусов, – но отличался от вирусов своей устойчивостью к инактивации с помощью методов, о которых известно, что они убивают вирусы, например кипячение, применение 70 % этанола, ионизирующего, ультрафиолетового излучения и автоклавирования, и, самое главное, отсутствием идентифицируемой нуклеиновой кислоты.
Несчастные случаи доказали, что такие заболевания способны передаваться. Например, трансплантация роговицы от пациентов с БКЯ и повторное использование игольчатых электродов в нейрохирургии привели к передаче этого заболевания от одного человека к другому8-11. Аналогично, гормон роста, используемый в медицинских целях и извлеченный из гипофизов, полученных при вскрытии, вызвал из-за загрязнения тканями БКЯ у пациентов, у которых БКЯ ранее не диагностировалась. Сопоставимая передача вируса от человека человеку происходила в результате ритуального каннибализма, повлекшего гибель тысяч людей от куру, и при введении гормона роста, извлеченного из человеческих трупов, в результате чего погибли 180 детей и молодых людей, и, возможно, около 100 человек, умерших после хирургических процедур трансплантации или исследований с помощью игл. Недавно сообщалось о передаче через переливание крови, когда кровь здорового донора, инфицированного и инкубирующего вариант БКЯ, была введена здоровым реципиентам. Несчастные случаи такого рода в настоящее время в значительной степени устранены: ритуальный каннибализм больше не практикуется людьми народа форе, используемые для трансплантации ткани роговицы глаза проверяются путем тщательного сбора анамнеза, и полученные от больных пациентов уничтожаются, и проводимый скрининг исключает использование крови от доноров, живших в Англии, когда там было распространено коровье бешенство. Биотехнологические компании в настоящее время производят рекомбинантный гормон роста, поэтому его экстракция из тканей человека больше не требуется; а электродные иглы, применяемые для исследования тканей мозга, теперь одноразовые и повторно не используются.
В 1985–1986 годах губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (ГЭ КРС) была впервые выявлена у крупного рогатого скота на юге Англии, и в течение двух лет обнаружилось более 1000 голов зараженного крупного рогатого скота в более чем 200 стадах11. Это была явно новая болезнь крупного рогатого скота. И к 1996 году Министерство сельского хозяйства, рыболовства и продовольствия Великобритании сообщило о более чем 160 000 подтвержденных случаев заболевания в 59 % молочных стад в Соединенном Королевстве. В целом, более 2 миллионов коров в Соединенном Королевстве и Европе, как полагают, имели ГЭ КРС12. Однако, когда в 1988–1996 годах появились эти данные, доступ к ним был ограничен британским правительством, и они стали недоступны неправительственным независимым исследователям. Когда эта информация, наконец, стала доступна для анализа другим лицам за пределами Министерства, то в отчетах13-15 было установлено, что количество больных коров значительно выше, чем признавалось ранее.
Эпидемиологические исследования показали, что вероятным источником этой инфекции было добавление мясной и костной муки в качестве белковой добавки к корму крупного рогатого скота. Эти исследования также дали основание полагать, что причиной могут быть изменения, внесенные в процесс обезвреживания в начале 1980-х годов. Почему же процесс изменился? Частично за это были ответственны трудности в покупке нефти и высокая цена на нее из-за политики Организации стран – экспортеров нефти (ОПЕК) и арабского бойкота. Поставщики, готовившие корма, просто прекратили использование продуктов на основе нефти, инактивировавшие возбудителей болезней. Таким образом, возбудитель скрепи овец и/или, возможно, нераспознанные возбудители ГЭ КРС выжили.
Эпидемиологическими исследованиями установлено, что обычный инкубационный период развития заболевания у крупного рогатого скота составляет от четырех до пяти лет с диапазоном от двух с половиной до более чем восьми лет. Этот интервал совпадает с первоначальным воздействием на крупный рогатый скот, предположительно, загрязненного корма, с конца 1979 по 1989 год, когда в Соединенном Королевстве был запрещен корм, не проходивший обработку, инактивирующую возбудителя болезни. Тем не менее к 1993 году количество случаев ГЭ КРС, или коровьего бешенства, достигло максимума в более, чем 1000 случаев в неделю (по данным Министерства сельского хозяйства, рыболовства и продовольствия Великобритании; эти цифры также могут быть заниженными). Общая заболеваемость достигла около 97 000 случаев в Великобритании, 856 в Северной Ирландии, 37 в Швейцарии и 5 во Франции. Скот, экспортируемый из Англии, переносил коровье бешенство в такие отдаленные районы, как Аравия, Фолклендские острова и Дания.
Несмотря на запрет использования загрязненных кормов, по данным британского Министерства сельского хозяйства, рыболовства и продовольствия, более 30 000 животных, родившихся после июля 1988 года, заболели ГЭ КРС. Теоретически этот крупный рогатый скот никогда не должен был контактировать с загрязненным кормом. Тем не менее либо зараженная мясокостная мука все еще использовалась в кормлении, хотя и в меньших масштабах, чем раньше, либо заболевание может передаваться горизонтально (от животного к животному) и/или вертикально (от матери к потомству) в стадах.
В дополнение к контролю эпидемии ГЭ КРС были разработаны процедуры для определения того, представляет ли это заболевание угрозу здоровью человека, и для защиты населения от потенциального риска передачи ГЭ КРС. В качестве меры защиты в 1990 году в Соединенном Королевстве было создано национальное подразделение по надзору за БКЯ для мониторинга изменений в патологии заболевания БКЯ, которые могут указывать на передачу ГЭ КРС людям. Задача этой комиссии состояла в том, чтобы выяснить, преодолевало ли бешенство коров видовые барьеры, заражая людей, и проявлялось ли оно как БКЯ у людей, которые ели зараженную говядину и другие продукты крупного рогатого скота (например, полученный из костей крупного рогатого скота желатин) или работали с больными коровами (например, работники молочных ферм, мясники, ветеринары). Тем не менее длительный инкубационный период плюс низкая частота БКЯ означали, что может пройти много лет, прежде чем такое наблюдение даст результаты.
Более быстрый путь получения таких ответов – лабораторные исследования. Поскольку вводить материал из головного мозга крупного рогатого скота людям было неэтично, использовались два альтернативных экспериментальных подхода. Один из них состоял в том, чтобы превратить больной мозг коровы в инокулят, который будет вводиться самым разным видам приматов помимо человека. Второй – это генетически изменить мышей, чтобы они несли человеческий прионный белок, вовлеченный в развитие губчатой энцефалопатии и необходимый для нее, а затем заражать таких мышей препаратом мозга больных коров. Оба типа экспериментов требовали времени, поэтому обеспокоенная страна не могла даже предсказать, когда можно ждать результатов. Соединенное Королевство затаило дыхание, и, к счастью или к несчастью, результаты вскоре появились.