Вирусология: В 3-х т. Том 1 - Филдс Б.Н.
ISBN 5-03-000283-9
Скачать (прямая ссылка):
История методов и концепций в вирусологии
Системы животного-хозяина
Чтобы осознать происходящий в XX столетии 'Прогресс в понимании того, что такое вирусы, следует подробно обсудить методы, используемые в вирусологии с конца XIX в. и до настоящего времени, а также рассмотреть концепции, которые сыграли роль в этом понимании.
Пастер был первым, кто начал (1881 г.) систематически использовать лабораторных животных в работах по изучению вируса бешенства [22]. Его исследования по инокуляции материала, полученного от больных бешенством, в мозг кролика были провозвестниками более поздних экспериментов, в которых вирусные агенты стали вводить непосредственно в высоковосприимчивый к заболеванию орган или ткань. Другая важная веха на рубеже столетия — это опыты Военной комиссии США по желтой лихорадке, которыми руководил Уолтер Рид [23]. В них было установлено, что вирус желтой лихорадки — первый обнаруженный вирус человека —присутствует в крови больного в течение первых трех дней лихорадки, что вирус может передаваться при укусе комара и что прежде, чем комар приобретает способность передавать инфекцию, должно пройти определенное время. Так появилось представление о внешнем инкубационном периоде. После этого прошло более 30 лет, когда Макс Тейлор, положивший начало современному этапу работ над желтой лихорадкой, усовершенствовал и ввел в систему использование в качестве восприимчивых животных-хозяев мышей [32]. Развитие его подхода в конечном итоге привело к получению других вирусов, причем кульминацией в этом цикле работ стало выделение Далдорфом и Сайклзом в 1948 г. группы вирусов эпидемической млалгии «а мышах-сосунках [7]. В начале тридцатых годов кроме мышей стали использовать также куриные эмбрионы, т. е. появился еще один источник тканей, чувствительных к заражению вирусами и способных поддерживать их размножение, особенно подходящий для группы паксвирусов.
По мере того как появлялись и совершенствовались все эти экспериментальные системы, развивались количественные методы исследований. К «им относится тестирование «а людях лимфы, содержащей вирус осповакцины, которое начали проводить с 1920 г., а также методы определения других вирусов, разработанные после появления работы Гарви и Актона с вирусом бешенства в 1923 г. [12].
Культура клеток
Развитие вирусологии очень сильно зависело от разработки метода культур клеток, которые сначала появились в конце 20-х годов, а затем в 40-х годах были применены для 'исследования вирусов энцефалитов. В 1949 г. в ключевом эксперименте Эндерса и др. [11] было показано, что культуры клеток способны поддерживать рост вируса полиомиелита. Это открытие возвестило о приходе эры современной вирусологии и послужило толчком к ряду исследований, которые в конечном итоге привели к выделению многих вирусов, вызывающих серьезные заболевания у человека. Таким образом, 50-е и 60-е годы стали золотым веком медицинской вирусологии. Выделение ряда энтеровирусов (Коксаки, ECHO) и респираторных (адено-, респираторно-еинци-тального) вирусов привело к тому, что были установлены причины большого числа болезней, вирусное происхождение которых до того момента лишь предполагали. Параллельно с этими медицинскими исследованиями после 1952 г., когда Дульбекко применил к вирусам животных метод бляшек '(негативных колоний) [10], в количественную вирусологию вошли системы культур ткани. Метод бляшек был прямым продолжением исследований, проводившихся на бактериях и бактериофагах.
Бактериальные вирусы и генетика бактерий
В 1917 г. было обнаружено, что бактерии могут заражаться вирусами, т. е. были открыты бактериальные вирусы — бактериофаги. Д’Эррель считал [9], что заражение бактерий вирусами может оказаться полезным в лечении болезней, но ему так и не удалось доказать эту идею или убедить своих коллег в возможности своей правоты. Однако его открытие бактериофагии было оценено в конце 30-х годов, когда группа ученых занялась исследованием бактериофагов, используя их как удобную модель для изучения взаимодействий вирус—клетка в точных биохимических и генетических терминах. Дельбрюк, Луриа и другие ввели количественную методологию и разработали системы для изучения лигических взаимодействий бактериофага и клетки, что помогло уточнить понятие мутации; они развили методы и подходы, позволившие в полной мере определить очень важные генетические понятия [8, 20]. Затем Херши и Чейз доказали, что генетическая информация бактериальных вирусов закодирована в их нуклеиновых кислотах [13]. Вслед за этим было установлено, что вирусы содержат либо РНК, либо ДНК. В процессе исследований заражения бактерий бактериофагами были сформулированы многие принципы, на которых основана современная молекулярная биология. Оказалось, что кроме литических взаи-
модействий, при которых бактериальные вирусы вызывают лизис зараженных бактерий, существует вегетативная вирусная инфекция — понятие, введенное Львовым [21], — при которой фаг входит в бактерию-хозяина, не вызывая лизиса. Это явление ли-зогении, или пассивной инфекции, дало возможность понять, как происходит встраивание вируса в хромосомы хозяина, и тем самым представить, как могут встраиваться в хромосомы клетки-хозяина опухолеродные вирусы.
