Профессор-вирусолог Анатолий Бойко: «Нам нужно быть готовыми не только к птичьему гриппу...»

Ученые бьют тревогу: болезни вирусного происхождения распространяются все стремительнее и приобретают угрожающие формы. Более того, вирусы ве­дут себя очень агрессивно, это связывают с нарушением экологического равновесия в природе, усилением антропогенной нагрузки на окружающую среду.
Любопытно, что на протяжении последних ста лет ученые неоднократно меняли свое представление о природе вирусов, считая их сначала вредными веществами, потом — одной из форм жизни, со временем — биохимическими соединениями. Сегодня преобладает мнение: вирусы занимают особую нишу между живым и неживым мирами и являются активными (если не основными) участниками эволюции.
— Удивительный микромир вирусов человеку постичь пока не удается, — считает профессор Анатолий БОЙКО. — Полагаю, они являются носителями информации, которую еще предстоит понять и оценить. В частности, вирусы имеют уникальную особенность — из них можно получать биологические кристаллы. В мире сейчас в этом направлении очень плодотворно работают. В скором времени их будут применять в компьютерных системах, приборах ночного видения, медицинском и другом оборудовании. Думаю, дальнейшие исследования биологических кристаллов будут открывать новые их свойства.
Мы научились создавать вирусные конструкции, имеющие своеобразную форму и свойства. Скажем, если к белковым субединицам вируса табачной мозаики подобрать комплементарный геном (РНК) другого вируса (любой вирус состоит из нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК, закутанной в белковую рубашку), то такая конструкция «работает», то есть воспроизводится в инфекционном процессе. Это дает возможность исследователям создавать, например, новые стабильные вакцины. Вообще же основной объединяющей идеей исследований вирусологов Украины является диагностика и профилактика вирусных инфекций.
Вероятность эпидемии ученые предвидели
— Сегодня весь мир обеспокоен небывалой эпизоотией птичьего гриппа. Ученые говорят о возможности мутации вируса и распространении его среди людей. Ваша кафедра на протяжении многих лет занималась исследованием вируса гриппа, в частности наблюдениями за перелетными птицами как переносчиками инфекции. Насколько нынешняя ситуация является угрожающей для Украины?
— Очень угрожающая. Вирус гриппа способен к гибридизации в природе. И тогда возбудитель инфекции становится еще опаснее. Мы к этому, нужно сказать откровенно, не готовы.
В связи с глобальным потеплением изменились обычные маршруты миграции перелетных птиц (раньше вектор перелета у них был иной). Собственно, резервуар существования этого вируса — дикие птицы, которые чаще лишь переносят вирус, но сами болеют меньше. Однако от них возбудитель легко может передаться домашним. Если у диких птиц за длительное время общей эволюции с этим вирусом выработался надежный иммунитет, то домашние птицы, лишенные влияния естественного отбора и вынужденные жить в искусственно созданной среде, утратили этот иммунитет и стали очень уязвимыми по отношению к инфекции. Вирус тоже эволюционирует, возникают новые и новые его штаммы, причем высокопатогенные.
— За рубежом известны случаи заражения человека птичьим гриппом, в частности работников птицеферм. Но ведь от человека к человеку он не передается?
— Вот здесь у меня имеются определенные сомнения. Судя по всему, этот вирус очень изменчив. Его «рубашка» (белковая оболочка) сохраняется, а геном видоизменяется. И потому он «неуловим». Через определенное время может произойти гибридизация вирусов, появятся его новые варианты, и тогда человек может стать одним из доноров возбудителя инфекции. Такой сценарий развития событий вполне возможен.
— Вы однажды сказали, что вирус птичьего гриппа у перелетных птиц был обнаружен еще в конце 70-х годов. Следовательно, он был и раньше, все это время где-то дремал, и вот какие-то стрессовые факторы его разбудили?..
— В Украине вирус гриппа у птиц начала исследовать профессор Н.Корнюшенко, сейчас уже покойная, возглавлявшая тогда кафедру вирусологии Киевского университета. Позже это направление исследований закрыли, аргументируя тем, что в условиях вуза иметь дело с инфекцией опасно. Когда я стал заведующим кафедрой, то эту тематику частично сохранил. Возбудитель гриппа у перелетных птиц мы выделяли и изучали. Это была латентная форма инфекции. И уже тогда мы предвидели такую ситуацию, которую имеем сегодня. К сожалению, это никого не заинтересовало, кроме научных работников.
Хотя это, возможно, звучит и страшно, но от этого никуда не деться — мы живем в условиях экологической катастрофы. Полагаю, неблагоприятная экологическая ситуация, климатические изменения и привели к тому, что появились подобные вирусы. Хотя нельзя исключать и их лабораторное происхождение...
Карты патогенов
и безвирусных зон
— Анатолий Леонидович, вирусные заболевания сегодня приносят значительные убытки в агропромышленном комплексе. И не только в Украине остро стоит эта проблема, но и во всем мире. Несколько лет тому назад вместе с украинскими специалистами мне пришлось побывать в известных научных и биотехнологических центрах США, и американские ученые высказывали серьезную озабоченность в связи с опасностью вирусной инфекции для растений и здоровья человека. Насколько у нас сельскохозяйственные культуры поражены вирусными инфекциями?
— Начиная с 60-х годов, мы исследуем вирусы и вирусные болезни зерновых, зернобобовых и эфиромасличных культур, хмеля. Так, ячмень, пшеница, фасоль, соя в условиях Украины инфицируются вирусами на 50 —65 %. А это приводит не только к значительным потерям урожая, но и к уменьшению ценных компонентов в семенах. Исследования показали: в тех агроценозах страны, где инфицированность достигает 70 —75%, более чем на 60% уменьшается процесс фиксации азота бобовыми растениями. Но ведь азот — необходимый компонент не только для растений, но и для человека. Нарушение азотного баланса может иметь катастрофические последствия.
Патогены вирусной природы наносят также огромный вред разным видам животных, выращиваемых в агропромышленном комплексе Украины. Большое количество свиней в разных регионах страны поражены парвовирусом, что вызывает мумификацию плодов, выкидыши, мертворождения. Вместе с научными сотрудниками Украинского института ветеринарной медицины разработаны методы диагностики, профилактики этих и других вирусных болезней животных и иммунокорекции больных.
Мы провели мониторинг вирусных инфекций растений и животных АПК Украины, создали карты патогенов и безвирусных зон совместно с учеными Института агроэкологии и биотехнологии УААН. Имея под рукой такую карту, легко ориентироваться, где, например, можно биотехнологию внедрять, а где — нет, поскольку там много вирусов в почве, остатках растений. Кроме того, проведена оценка на вирусоносительство более чем 170 сортов и клонов сельскохозяйственных культур: хмеля, подсолнечника, пшеницы и др.
— От ваших коллег-генетиков приходилось слышать, что такой карты в Европе пока нет.
— Действительно, нет. Исследования проводились на основе современных методов диагностики вирусных инфекций, в том числе и разработанных нашими учеными. Необходимо отметить, в этом направлении вирусологии мы были во многом первыми. Эти исследования начаты еще в 70-е годы профессором Семеном Московцем, который в то время был директором Института микробиологии и вирусологии. Наконец, должен сказать, что уровень работ у нас не ниже, чем у западных коллег — в свое время я как эксперт ЕС от Украины оценивал проекты по программам INTAS, Коперникус.
— Сохранились ли у нас чистые, то есть безвирусные территории?
— Такие территории, конечно, есть. Как показали анализы, сегодня меньше всего вредных вирусов в почвах Волынской области. Пожалуй, сыграло свою роль то, что здесь антропогенная нагрузка незначительная. А вот Запорожская, Харьковская — очень неблагополучные в этом отношении области.
Меня очень беспокоит сейчас другое. Нельзя продавать землю невеждам, которые из года в год выращивают на ней одну и ту же культуру, например, подсолнечник. Кроме колоссального истощения почвы, это приводит к размножению патогенов. Это зараженные, больные земли...
— А поддается ли контролю вирусологическая ситуация в Украине?
— Два-три десятка вирусов мы контролируем в агропромышленном комплексе (на растениях и некоторые совместно с институтом ветеринарной медицины на животных).
— Есть ли у нас соответствующая лабораторная база для проведения анализов на наличие вирусной инфекции?
— Сегодня в Украине работает только шесть лабораторий, где можно провести подобные анализы. Этого, конечно же, маловато.
— Как можно предотвратить распространение вирусных болезней растений и животных?
— Прежде всего — профилактика. Пока не существует надежных лекарственных средств борьбы с вирусными инфекциями, что обусловлено особенностями биологии их возбудителей. А потому наиболее действенным средством против экспансии вирусов можно считать современную диагностику и проведение предупредительных профилактических мероприятий.
Кстати, когда-то с трибуны партсъезда президент Академии наук СССР Александров заявил: «Мы изобрели атомную бомбу против вируса гриппа» (то есть вакцину). Я и мои студенты долго смеялись над этой заявкой академика...
Бактерия плюс вирус — «любовь» до гроба
Еще одна ситуация дает повод для серьезного беспокойства. Сегодня закваски для молочнокислой продукции и производства сыров мы завозим из-за границы. Как показывают опыты, полезные бактерии могут контаминироваться (поражаться) бактериофагами (вирусами). Контроль этой продукции на вирусы у нас не ведется. Это не меньшая, а возможно, даже большая угроза, чем птичий грипп.
Однако природа наделила некоторые вирусы и положительными качествами. Исследования, проводимые нами в течение ряда лет (на нашей кафедре есть лаборатория вирусов бактерий), дали очень интересные результаты.
В природе, как известно, все процессы сбалансированы. Так вот, если есть определенный тип бактерий, то существуют и родственные этим микроорганизмам вирусы. То есть каждый тип бактерий имеет в природе «свои» вирусы (фаги). Встретив бактериальную клетку, фаг с помощью специального отростка впрыскивает в нее нуклеиновую кислоту. В «оплодотворенной» клетке формируются новые вирусы, наконец, ее оболочка лопается, бактерия гибнет, а вирусы ищут другие клетки для своего воспроизведения. Но нередко эти фаги ведут себя недостаточно активно. По-видимому, такое нехарактерное поведение вирусов бактерий связано с резкими изменениями экологической обстановки. Мы нашли способ, как усиливать эту «любовь» между вирусом и бактерией.
— Любопытно, что это за «приворотное зелье»?
— Как показывают наши лабораторные и производственные опыты, вирусные препараты против бактерий — биотехнологическая реальность. Использование таких биопрепаратов (а это наше отечественное ноу-хау) при выращивании, например, сахарной свеклы дает возможность получать урожай в полтора-два раза выше. При обработке растения вирус включается в процесс ликвидации бактерий на основе лизиса (уничтожения). После этого гибнет и вирус, поскольку он адаптирован только к определенным видам бактерий, которые уничтожают сахарную свеклу, пшеницу, подсолнечник и прочие культуры.
В прошлом году я побывал в Голландии, куда меня пригласили прочитать лекцию на тему «Вирусы и их использование в биотехнологии». Где-то полтора часа я рассказывал о том, что мы знаем и уже делаем. После лекции в аудитории воцарилась мертвая тишина, а потом зарубежные коллеги бросились меня приветствовать, пригласили в институт растений. Там похвастались, что начинают переходить на бактериофаги. Когда я рассказал о наших исследованиях в этом направлении, они были удивлены, просили продать разработку. Я же предложил создать совместный международный проект. Увидим, что из этого получится...
— Вирус против рака — это не фантастика?.. Какова судьба ваших исследований в этом направлении?
— Полагаю, это очень перспективное направление исследований. Так, если ввести геном определенного вируса в опухолевые клетки, то они погибают. Мне посчастливилось найти штаммы растительных вирусов, способные работать как «чистильщики» таких клеток, забирая у них белки. В результате клетка отмирает. То есть рак можно лечить с помощью нуклеиновых кислот некоторых вирусов. Исследования мы проводили совместно с научными сотрудниками Института онкологии и радиологии им. Кавецкого и Института микробиологии и вирусологии им. Заболотного. Имеем публикации на эту тему. Кроме того, в международном банке вирусов, находящемся в Великобритании, мы зарегистрировали штаммы, которые очень хорошо себя зарекомендовали в этих исследованиях. Конечно, финансовые затруднения не дают нам возможность развернуть эти работы, однако есть надежда, что их удастся продолжить.
Мы живем в эпоху биотерроризма
— Насколько мне известно, вы исследовали, что происходит с вирусами при повышенном радиационном фоне. Каковы результаты этих исследований?
— С научной точки зрения, они чрезвычайно любопытны, а для жизни все это не столь привлекательно. Чернобыльская катастрофа породила новые варианты вирусов. Мы даже регистрируем их в уже упомянутом международном центре. Для науки этот материал просто-таки бесценен. И очень обидно, что мы так бездарно и неразумно распорядились Чернобылем с точки зрения вирусологии. Это же огромная лаборатория под открытым небом. Там есть и новые микроорганизмы, которые могут быть продуцентами антибиотиков, биологически активных веществ, и неизвестные раньше варианты вирусов. Мы обнаружили несколько вариантов вируса табачной мозаики. Сегодня этот вирус поражает около 400 видов растений, а также вызывает изменения в клетках млекопитающих. Высокая изменчивость штаммов в условиях радиации приводит к инфицированию все более широкого спектра растений. Вообще до аварии существовало намного больше чистых территорий для выращивания безвирусных культур.
Сегодня вирусы Рабдогруппы — а это, в частности, возбудители таких болезней, как бешенство у животных, краснуха карпа, вазикулярный стоматит у млекопитающих — находим у 60 видов растений (пшеница, сахарная свекла, хмель, малина, черная смородина и т.д.) Да-да, вирус краснухи карпа очень похож на вирус желтой карликовости картофеля и вирус бешенства. А вирусы, которые находим на подсолнухе, по своей физико-химической структуре подобны Бунья-вирусам, поражающим чернокожее население Африки. Я сам спрашиваю себя: когда и почему произошел перекос в эволюции и к чему это может привести?.. Единственное, что нас спасает, — геном растительных вирусов устроен иначе. Но где гарантия, что из-за каких-то стрессовых факторов такие вирусы от растений не перейдут на животных или человека?
— Неутешительная перспектива...
— Нужно смотреть в глаза реальности — сейчас все уязвимые ниши в нашей действительности занимают вирусы. Антропогенные факторы и техногенные катастрофы порождают новые варианты вирусов. И мы должны быть к этому готовы.
— Мы живем в эпоху биотерроризма. И в то же время поражает абсолютная незащищенность людей перед подобной угрозой. За рубежом в этом направлении ведутся серьезные исследования, создаются программы противодействия биотерроризму. А у нас?..
— Если бы можно было собрать все докладные, написанные мной в соответствующие органы за последние годы, то вышел бы, наверное, целый том. Я говорил прямо, что нас может ожидать, если мы не будем контролировать ситуацию. Сегодня необходимо осуществлять контроль не только сельскохозяйственных растений, но и мяса, рыбы, молочной продукции. Вирусы — это такие популяции, с которыми только медики не справятся. Считаю, сейчас курс вирусологии нужно читать и инженеру, и архитектору, и журналисту... И крайне необходимо создать централизованный государственный орган по проблемам биобезопасности, в который бы вошли авторитетные и высококвалифицированные специалисты, а не те, кто будет транжирить бюджетные средства и заниматься политической трескотней.