• Профилактика вирусных инфекций. Вирусные инфекции наносят огромный вред здоровью человека и значительные убытки животноводству, растениеводству и микробиологической промышленности. Поэтому вирусологи ищут пути предотвращения развития вирусных инфекций и эффективные средства лечения пораженных организмов. Поскольку вирусы являются внутриклеточными паразитами, то лекарств, которые были бы действенными против них и в то же время безопасными для всех клеток организмов хозяев, пока еще не найдено. Следовательно, в наше время главным направлением антивирусной стратегии является предотвращение (профилактика) вирусных инфекций. Все средства профилактики можно разделить на три основных категории:

- ликвидация источников распространения возбудителя (например, изоляция больных);

- прерывание механизма передачи возбудителя от инфицированных особей к здоровым: применение респираторов, средств гигиены, препаратов, уничтожающих кровососущих членистоногих — переносчиков вирусов и т. п.;

- создание специфической невосприимчивости населения (иммунизация) посредством массовой профилактической прививки.

Вы уже знаете, что после открытия Э. Дженнером вакцины против вируса оспы и исследований Л. Пастера стала возможной массовая вакцинация населения. Это способствовало резкому снижению заболеваемости определенными вирусными инфекциями. Так, в 1981 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила, что благодаря массовым прививкам и другим средствам профилактики вирус оспы в биосфере исчез, а эта болезнь перестала существовать как угроза человечеству.

• Механизмы создания устойчивости к вирусным инфекциям. Если ввести в организм вакцину - ослабленную или неактивную культуру определенного вируса, то иммунная система мобилизуется, то есть становится готовой к борьбе с высокопатогенными штаммами этого возбудителя. Сейчас существуют вакцины против большинства известных высокопатогенных вирусов.

Выясним подробнее процессы, происходящие во время выработки иммунитета в результате введения в кровь человека вакцины, на примере вируса оспы коров. Когда вирус появляется в организме, некоторые виды белых кровяных клеток (лимфоцитов) распознают его поверхностные белки как несвойственные человеку (инородные), то есть антигены. В ответ эти В-лимфоциты производят специфические белки — антитела, или иммуноглобулины, которые нейтрализуют (делают неактивными) антигены. Антитела, в свою очередь, приводят в действие механизмы так называемой иммунной памяти. Она проявляется в том, что при повторном попадании в организм определенного антигена быстро образуется большое количество антител, прекращающих развитие заболевания.

Установлено, что смертельно опасный вирус оспы человека очень подобен вирусу оспы коров, в частности их поверхностные белки практически одинаковы. Введение вируса оспы коров в составе вакцины в организм человека вызывает образование антител, эффективных и против человеческой оспы. Таким образом, благодаря «иммунной памяти» вакцинированный человек огражден от заболевания оспой. Все современные антивирусные вакцины действуют по такому же принципу: в организм вводят ослабленный вирус или вирусный белок, в ответ на который вырабатываются антитела и развивается «иммунная память». Следовательно, вакцинация делает организм устойчивым к данному вирусу на многие годы или на всю жизнь.

Рис. 33.1. В результате полиомиелита человек становится инвалидом

Благодаря иммунизации человечество практически избавилось от еще одной страшной болезни — вирусного полиомиелита. Еще к середине прошлого столетия это заболевание считалось одним из самых опасных. Вирионы попадали в организм человека через кишечный тракт, а в дальнейшем поражали нейроны. У человека развивался паралитический полиомиелит в ре

зультате блокирования нервных импульсов к двигательным скелетным мышцам (рис. 33.1). Как видно из рисунка 33.2, применение вакцинации в течение тридцати лет практически свело проблему полиомиелита на нет. На сегодня созданы и применяются эффективные вакцины против вирусов желтой лихорадки, бешенства, клещевого энцефалита, кори и др. Вакцина против вируса гепатита В одновременно предотвращает некоторые раковые заболевания, так как именно этот вирус приводит к развитию злокачественной опухоли печени.

Ученые и врачи, зная биологические свойства вируса гриппа, эффективно проводят профилактические мероприятия для предотвращения распространения инфекции. Это, в частности: изоляция больных (постельный режим при клинических проявлениях гриппозной инфекции), избежание больших скоплений людей, применение марлевых повязок для снижения риска передачи вирионов с капельками слизи и слюны. Из-за высокой изменчивости вируса гриппа до сих пор не удалось создать надежную вакцину против его разновидностей, хотя часто успешно осуществляют иммунизацию населения к тому или иному прогнозируемому штамму.

Рис. 33.2. График частоты заболеваний полиомиелитом за последние десятилетия

Профилактические мероприятия, высокоэффективные против вируса гриппа, не могут быть применены для предотвращения эпидемии ВИЧ/СПИДа. В отличие от вирусов полиомиелита, ветрянки или кори, эффективной вакцины против вируса иммунодефицита человека пока еще не существует. Это связано с огромным количеством изменений, которые происходят в наследственном материале ВИЧ. Поэтому, чтобы оградить себя от инфицирования ВИЧ, следует вести здоровый образ жизни. А это в первую очередь воздержание от беспорядочных половых контактов и употребления наркотиков, поскольку именно такими путями вирус сегодня распространяется среди молодежи.

Следовательно, иммунитет развивается, когда организм выздоровел от инфекционного заболевания или в него был искусственно введен антиген - вакцина. Такой иммунитет получил название специфического (или приобретенного). Иммунитет может быть и неспецифическим (врожденным, или естественным). Его суть - в сочетании действия гуморальных (лизоцим, интерферон и др.) и клеточных (лимфоциты, макрофаги и т. п.) факторов. Неспецифический иммунитет помогает бороться с любым вирусом, независимо от видовой принадлежности возбудителя (отсюда и название). Обычно для заболеваний с коротким скрытым (латентным) периодом, во время которого симптомы еще не проявляются, неспецифический иммунитет служит главным барьером для развития болезни.

Для создания специфического иммунитета применяют вакцины нескольких типов. Живыми называют вакцины, содержащие ослабленные вирусные частицы, способные проникать в клетки организма, но потерявшие патогенность (рис. 33.3). Убитыми, или инактивированными, называют вакцины, в составе которых есть вирусы, обработанные токсичными веществами (например, формалином) или рентгеновским излучением; вирусная нуклеиновая кислота при этом становится неспособной к реализации генетической информации. В состав субъединичных вакцин входят не целые вирионы, а только отдельные вирусные белки. Следовательно, общим для всех вакцин является наличие вирусного белка, распознаваемого иммунной системой хозяина как антиген, стимулируя выработку соответствующих антител.

К вакцинам будущего, которые в настоящее время только разрабатывают, относятся синтетические вакцины (антигены для них синтезируют химическим путем) и ДНК-вакцины. При применении ДНК-вакцин в организм вводят генетическую информацию об антигене в виде участка двухцепочной ДНК; в результате этого антиген синтезируется в клетках человека.

Рис. 33.3. Схема получения живой вакцины: 1 - патогенный вирус; 2 - ряд повторных искусственных заражений обезьяны; 3 - получение культуры клеток; 4 - контрольное, заражение обезьяны для проверки активности вируса; 5 - выделение и очищение вируса; 6 - создание препарата

В состав вакцин также входят консерванты (вещества, обеспечивающие длительное хранение вакцины), усилители иммунного ответа организма, буферный раствор. В нашей стране осуществляют обязательные вакцинации детей против некоторых вирусных заболеваний (гепатита В, полиомиелита, ветрянки, кори, паротита). Часто вакцинируют не все население, а лишь ту его часть, для которой риск заражения наиболее высок. Например, против клещевого (таежного) энцефалита прививают людей, работающих в тайге (геологи, охотники и др.). Против желтой лихорадки вакцинируют туристов, направляющихся в некоторые страны Африки или Латинской Америки. Запомните: против некоторых возбудителей вирусных болезней вакцинация обязательна, для большинства — только в случае риска заражения.

• Противовирусные лекарства. Если иммунная система организма неспособна противостоять вирусной инфекции, начинается заболевание. Почти все болезни бактериального и грибкового происхождения излечивают с помощью специфических лекарств (антибиотиков и фунгицидов). Но на возбудителей вирусных заболеваний лекарственные препараты влияют недостаточно эффективно. Для борьбы с ними используют или естественные соединения (в частности, интерферон), или близкие по действию к естественным синтезированные препараты. Интерферон подавляет размножение большинства вирусов в клетках организма-хозяина. Задача создания антивирусных лекарств очень сложная, ведь они должны подавлять возбудителя инфекции, не влияя на структуру и обмен веществ клетки. В настоящее время разработаны и эффективно используются немало препаратов, которые действуют на разные этапы жизнедеятельности вирусов. Ознакомьтесь с основными мишенями действия самых распространенных антивирусных веществ (не для запоминания) (рис. 33.4).

Рис. 33.4. Основные мишени действия антивирусных препаратов на примере вируса гриппа

Рис. 33.5. Модель активного центра фермента (протеазы) ВИЧ и ее ингибитора: красные и синие линии — две субъединицы протеазы, белая молекула — ингибитор, присоединенный к активному центру протеазы

Важным шагом к созданию эффективных антивирусных лекарств стал химический синтез так называемых угнетателей (ингибиторов) вирусных ферментов. Такие препараты способны связываться исключительно с активным центром белка-фермента вируса и угнетать его активность. Применение угнетателя фермента, обеспечивающего синтез белков вируса иммунодефицита человека, позволило продлить жизнь больным на многие годы (поэтому такие новейшие лекарства получили название высокоэффективной антиретровирусной терапии - ВАРТ).

Развитие современной науки, сочетание достижений синтетической химии, вирусологии и биоинформатики позволяют надеяться на создание высокоэффективных антивирусных препаратов (таких как ингибитор протеазы ВИЧ) уже в ближайшее время (рис. 33.5).

Ключевые термины и понятия. Специфический и неспецифический иммунитет, ингибитор.

Кратко о главном

• Главным направлением борьбы с распространением вирусных заболеваний является профилактика инфекций. Изобретение антивирусных вакцин создало условия для массовых профилактических прививок населения. Это способствовало резкому снижению заболеваемости многими тяжелыми вирусными инфекциями.
• Когда вирус появляется в организме, иммунная система распознает поверхностные белки его вирионов как инородные (антигены). В ответ клетки производят антитела (белки иммуноглобулины), нейтрализующие антигены. Антитела, в свою очередь, приводят в действие механизмы «иммунной памяти». Она проявляется в том, что при повторном попадании в организм определенного антигена быстро образуется большое количество антител, которые подавляют развитие заболевания. Иммунитет, или невосприимчивость организма, к заболеванию бывает приобретенным и врожденным. При приобретенном (специфическом) иммунитете соответствующие антитела появляются в результате перенесенного заболевания (естественный иммунитет) или вакцинации (искусственный иммунитет).
• Неспецифический (врожденный, или естественный) иммунитет основывается на подавлении жизнедеятельности разных видов вирусов действием свойственных организму хозяина гуморальных (лизоцим, интерферон и т. п.) и клеточных (лимфоциты, макрофаги и др.) факторов.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается профилактика вирусных инфекций? 2. Какова роль вакцинации в борьбе с вирусными инфекциями? 3. Какие антивирусные вакцины вам известны? 4. За счет чего вирусы способны избегать защитных механизмов организма-хозяина? 5. Какие виды иммунитета направлены против вирусных инфекций? 6. Что вам известно об антивирусных лекарствах?

Подумайте

Что общего и отличительного между вирусными и бактериальными инфекциями?