Шестой месяц на западе африканского континента буйствует эпидемия лихорадки Эбола. Что представляет из себя эта хворь, какие научные выработки были изготовлены в исследовании болезни и в способах борьбы с ним, каковой вклад русских ученых в исследования филовирусов и почему на данный момент отечественные изыскания в данной области переживают не лучшие времена, ведает доктор био наук, профессор-вирусолог Александр Чепурнов.
От городка Марбург до реки Эбола
В 1967 году партия обезьян из Уганды поступила в европейские исследовательские центры Белграда, Франкфурта и Марбурга. Через некое время ряд исследователей, работавших с этими животными и их тканями, заболели, практически все потом погибли. Были зарегистрированы болезни и у контактировавших с ими лиц. В Институте вирусологии Университета Филиппа городка Марбург, памятного россиянам как место учебы Михаила Ломоносова, был изолирован возбудитель появившейся хвори, названный по имени городка — вирусом Марбург. Зафиксированная в той эпидемии летальность составила 27 процентов. Важно увидеть, что хворь не отличала способность к многократной передаче от жителя нашей планеты к человеку. Одна — максимум две передачи, при этом люди, инфицированные от жителя нашей планеты, выздоравливали. Морфология выявленного вируса была неповторима и ранее не встречалась. Это были длинноватые нитевидные структуры, время от времени ветвящиеся, время от времени завитые в виде бублика. Форма отдала заглавие новенькому семейству вирусов — филовирусы(от латинского filium — нить).
В 1976 году сразу в Судане и Республике Конго(тогда — Заир)произошли большие вспышки безызвестного болезни. Почти все заболевшие погибли. Исследование позволило выделить вирус, морфологически схожий на вирус Марбург. Выделенный возбудитель данной инфекции получил заглавие вируса Эбола по наименованию маленький реки в Заире, близко от деревни Ямбуку, где была отмечена эпидемия. Вспышки в Судане и Заире, невзирая на условную близость территорий, отличались по уровню летальности. В эпидемию в Судане было вовлечено 284 жителя нашей планеты, из их умерло 151(53 процента), в Заире заболело 318, а умерло 280(88 процентов). Отличия в уровне летальности и в неких иных био свойствах позволило выделить два подвида: Эбола-Судан и Эбола-Заир.
Болезнь распространялась в веской ступени внутригоспитально, потому что вирус Эбола передается людям при узком контакте с кровью, выделениями и иными жидкостями организма нездоровых жителей нашей планеты и животных. Одна из вспышек в Габоне началась с того, что охотники подстрелили и употребили в еду больного гамадрила. Затем заболели их родственники и односельчане, ухаживавшие за заболевшими охотниками, также люди, участвовавшие в погребении. В Африке документально доказаны случаи инфицирования жителей нашей планеты в итоге обращения с мертвыми или нездоровыми животными: шимпанзе, гориллами, хищными летучими мышами, мортышками, лесными антилопами и дикобразами. Затем вирус Эбола распространяется в обществах жителей нашей планеты методом передачи от жителя нашей планеты к человеку при узком контакте(через нарушения кожного покрова или слизистую)с органами, кровью, выделениями или иными жидкостями организма инфицированных жителей нашей планеты, также при косвенном контакте со средами, загрязненными таковыми жидкостями. Врачи и медсестры, в том числе из европейских государств и США, работающие Африке, часто гибли, заражаясь от нездоровых.
Гамадрилы Фото: Vincent Jannink / AFP
В 1990 году в карантине для импортированных приматов в городке Рестон(США)началась массовая погибель обезьян. Электронная микроскопия органов павших животных выявила отличительные эболоподобные структуры. Первое воспоминание: в центре США буянит вспышка лихорадки Эбола!Пока лишь посреди приматов, но что далее?Однако ход событий показал, что люди, даже близко контактировавшие с мортышками, не заболели. У неких из их были обнаружены антитела к вирусу Эбола. Стало понятно, что данный вирус(получивший название Рестон), завезенный с приматами с Филиппин, не владеет патогенностью для жителя нашей планеты, желая и высоко вирулентен для приматов. На Филиппинах вирус был выделен также и от свиней, не имевших клинических признаков хвори. Среди тружеников, имевших контакты с мортышками и свиньями, инфицированными вирусом Эбола Рестон, записанно несколько случаев вирусоносительства, которые протекали клинически бессимптомно.
Позднее в Африке было выявлено еще два подвида вируса Эбола: Бундибуджи(летальность — 51 процент)и Тай Форест, ранее называвшийся Кот-д'Ивуар(единый заболевший выжил). Подробнее список эпидемий Эбола можнож поглядеть на ресурсе Координационного центра по инфекционным болезням США. Правда, в таблице отсутствуют случаи лабораторных заражений в Гамбурге, Форт-Детрике, Сергиевом Посаде и Новосибирске.
И в конце концов, в 2002 году от летучих мышей в пещерах Испании был выделен эболаподобный вирус, названый позже Лловиу. Он, так же как и Эбола Рестон, не показал случаев инфецирования жителя нашей планеты. Таким образом, всего знаменито 6 подвидов вируса Эбола, из которых более вирулентным(летальность до 90 процентов)является Эбола-Заир, виновник нынешней эпидемии в странах Западной Африки.
Механизмы Эбола
Механизм патогенности вируса Эбола, по-видимому, многоплановый и, невзирая на веские исследования, не совершенно понятен. Однако установлено, что он имеет несколько способов угнетения иммунной охраны. Поверхностный белок вируса владеет способностью подавлять размножение лимфоцитов. Еще два структурных белка этого вируса с молекулярным весом 24 и 35 килодальтонов владеют способностью подавлять выработку организмом собственного интерферона и реагировать на введение такового. Уже в 1-ые часы опосля инфецирования блокируется система комплемента. Кроме того, первичной мишенью вируса являются моноциты/макрофаги. Заразив клеточки, призванные оберегать организм, вирус распространяется в их током крови по всему организму, генерализуя инфекцию. Далее инфекция развивается или в сторону коагуляционных нарушений, давая геморрагическую картину, или в сторону полиорганной недостаточности в итоге массивного поражения жизненно главных органов.
Нынешняя эпидемия началась в феврале 2014 года в Гвинее и далее распространилась в Либерию, Сьерра-Леоне, Мали. Сейчас стало знаменито о завозе вируса в Нигерию. Число жертв вспышки лихорадки Эбола в Западной Африке теснее превысило тыщу человек, еще около 2-ух тыщ заразились опасным болезнью.
В столице Либерии — городке Монровия — безжизненное тело жителя нашей планеты, которого местные обитатели считают инфицированным вирусом Эбола Фото: Abbas Dulleh / AP
Важной необыкновенностью данной вспышки представляется болезнь и погибель квалифицированного мед персонала, взыскательно соблюдающего верховодила био охраны при работе и с пациентами, и с взятыми от их для анализов жидкостями. Это подталкивает к недоверию о способности аэрозольной передачи инфекции. В прошлых вспышках часто отмечалось неимение оснований для догадок о воздушно-капельной передаче. Однако лабораторные опыты демонстрируют высшую способность вируса Эбола к аэрозольному инфецированию: о этом можнож подробнее выяснить тут и тут. Теперь, по-видимому, нужно позаботиться о более надежных средствах охраны органов дыхания.
Борьба с вирусом Эбола
Традиционными средствами борьбы с вирусными инфекциями являются вакцины и для экстренной обслуживания — иммуноглобулины. Наиболее прыткий и обычный метод творения вакцин — это инактивация вируса, другими словами получение убитых вакцин. К таковым, к примеру, относится вакцина против клещевого энцефалита. Нарабатываются веские количества возбудителя, очищаются от примеси посторониих белков и убиваются формалином. Прототип убитой вакцины против вируса Эбола был сотворен творцом данной статьи поначалу 1990-х годов. Исследования проявили, что таковой тип вакцины к Эбола не применим из-за денатурации означаемых антигенных детерминант не имеет значения при каком методе инактивации. Однако в истиннее время разработаны и проявили эффективность три макета рекомбинанных вакцин. Одна сконструирована на базе аденовируса, иная — на базе парамиксовируса и 3-я — на базе вируса везикулярного стоматита. Все три вакцины разработаны разными группами профессионалов в США(вообщем, в 2-ух заключительных заметное роль эмигрировавших профессионалов из новосибирского Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор»). Последняя показала не совершенно лишь способность к профилактике, но и к экстренной профилактике, другими словами, сходственно вакцине против бешенства, может оберегать даже опосля инфицирования. Вакцины пока не прошли нужного цикла клинических испытаний, но в настолько экстренной ситуации могли бы применяться в порядке исключения. Собственно, такое исключение теснее было изготовлено при лабораторном инциденте в Гамбурге.
Другим средством противодействия вирусу в случае инфецирования являются иммуноглобулины. Так, активно используются иммуноглобулины против клещевого энцефалита. Поскольку сбор сывороток крови от переболевших Эбола практически невероятен, использован метод гетерологичных препаратов. Для этого животных-доноров(козы, лошадки)иммунизируют вирусом Эбола и опосля нескольких иммунизаций отбирают сыворотку крови и выделяют из нее иммуноглобулины. Важно отметить, что нейтрализующие иммуноглобулины удается получить лишь в случае введения веских количеств «живого»(не «убитого»)вируса Эбола. При этом Эбола-Заир вызывает хворь лишь у жителя нашей планеты и приматов. Введение веских количеств вируса иным видам животных не вызывает хвори. Препарат отлично применялся для обслуживания лабораторных заражений.
В СССР продукт изготовлялся маленькими партиями в Новосибирске(козий)и в Сергиевом Пасаде(лошадиный). Во время вспышки 1995 года партия из 100 ампул лошадиного иммуноглобулина передавалась Всемирной организации здравоохранения(ВОЗ). Серьезным изъяном продукта является реакция пациентов на чужеродный белок, каковым является для жителя нашей планеты лошадиный или козий иммуноглобулин. Тем не наименее он часто употреблялся в случае лабораторных инцидентов и предотвращал развитие хвори.
Микробиолог Синтия Голдсмит, сотрудница лаборатории Центра по контролю и профилактике болезней, с поддержкою просвечивающего электронного микроскопа воспроизвела ультраструктурную морфологию вируса Эбола Изображение: Cynthia Goldsmith / CDC / Reuters
В США пробуют идти иным методом, проэктируя создание биотехнологических иммуноглобулинов против Эбола. Это позволило бы недопустить трудности чужеродного белка. По-видимому, таковой продукт и был использован с разрешения ВОЗ в истиннее время к трем клиентам, два из которых показали улучшение. Однако 3-ий погиб. Этот продукт —
ZMapp™ — представляет из себя смесь 3-х моноклональных антител, другими словами антител(иммуноглобулинов)против отдельных означаемых фрагментов белков вируса Эбола, приобретенных биотехнологическим методом в растительном субстрате с техникой «очеловечивания», а конкретно большего сходства с человечьими иммуноглобулинами(подробнее: тут и тут). Наработка продукта чрезвычайно трудоемка, но обязана поддаваться масштабированию. Пока продукт, названный ZMapp™, произведен в маленьком количестве приватной калифорнийской компанией Mapp Biopharmaceutical, Inc. из Сан Диего в сотрудничестве с LeafBio(Сан Диего)и Defyrus Inc.(Торонто).
Следующим многообещающим способом является внедрение малых интерферирующих РНК(siRNA). Малые интерферирующие РНК представляют собой краткие(как верховодило, длиной 21 нуклеотид)двухцепочечные РНК. Они могут быть искусственно введены в клеточки для выключения определенного гена. Данное свойство делает краткие интерферирующие РНК комфортным прибором для исследования функций генов и исследования мишеней лечебных средств. Но в нашем случае главнее, что теснее выявлены последовательности малых интерферирующих РНК, способных перекрыть экспрессию генов, нужных для проникания вируса Эбола в клеточку или иных шагов взаимодействия вирус-клетка. Этот метод активно развивают в США, где в истиннее время проходят доклинические тесты многообещающих препаратов.
Современная диагностика вируса Эбола была превосходно разработана еще в 1990-е годы. В середине 2000-х была сотворена экспресс-тест система для безаппаратурной диагностики антигена и антител Эбола. Процедура занимает 5—10 минут не просит никакого оборудования. Коммерчески набор не производился из-за неимения спроса, но нужные составляющие доступны.
Эбола в России
В России и Советском Союзе наука о особо опасных инфекциях была превосходно развита. Это исторически вызвано наличием на местности еще Российской империи великого количества естественных источников чумы, туляремии, сибирской язвы. Созданная в русское время система противочумных институтов обеспечивала не совершенно лишь эпидемиологический контроль источников по всей стране, но и развитие науки и средств обслуживания на передовом для того медли уровне. В 1974 году было принято решение усилить внимание к развитию молекулярной биологии, и теснее к концу 1980-х годов в стране возникло несколько чрезвычайно мощных НИИ с благородным уровнем науки.
С вирусом Эбола так же проводились удачные исследования в Белорусском научно-исследовательском институте эпидемиологии и микробиологии(Минск), Иркутском научно-исследовательском противочумном институте Сибири и Дальнего Востока, Государственном научном центре вирусологии и биотехнологии «Вектор»(под Новосибирском)и Вирусологическом центре(Сергиев Посад). Сотрудники «Вектора» первыми депонировали структуру генома вируса Эбола в банке геномов, выявили иммуносупрессивный домен в этом геноме, разработали и применяли при ряде лабораторных инцидентов гетерологичные иммуноглобулины. Многие из этих ученых, выехав на работу за предел, стали руководителями водящих исследовательских обществ. Например, Виктор Волчков первым создал систему обратной генетики для вируса Эбола и предоставил некие сборки для макета вакцины на базе вируса везикулярного стоматита(лаборатория филовирусов Лионского института I имени Клода Бернара, Франция). Другой ученый-выходец из России, Александр Букреев, сконструировал макет вакцины Эбола на базе парамиксовируса(Национальная лаборатория Галвестона, США).
Коллектив лаборатории особо опасных вирусных инфекций Новосибирского вирусологического центра «Вектор»(2-ая справа — Антонина Преснякова, погибшая в итоге инфецирования Эбола при шприцевой травме). 2004 год Фото: собственный архив Александра Чепурнова
Несмотря на отъезд ряда водящих ученых на работу за предел удавалось поддерживать благородный уровень исследований. В 2000—2005 годах лаборатории особо опасных вирусных инфекций Центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» принадлежало 5 процентов научных публикаций в более цитируемых журнальчиках в данной области познания. Однако тенденция на переход НИИ данного профиля под юриспунденцию Роспотребнадзора привела поначалу к прекращению исследований с филовирусами и ликвидации их коллекции в Иркутском противочумном институте, а с переходом в 2005 году в Роспотребнадзор «Вектора» одна из самых удачных в мире лабораторий, исследовавшая лихорадку Эбола, была распущена.
Алесандр Чепурнов