Кожен чув, читав або споглядав на екрані жахливі історії про чужорідні організми, які проникають в тіло людини щоб її поневолити. Більшість сприймає це, як фантазію. Лише дехто знає, що це правда.
«Чужі», що нас атакують та поневолюють, мають, звісно, зовсім не такий ефектний вигляд, як у кіно. Чесно кажучи, їх взагалі не побачиш неозброєним оком. Це віруси.
Людство здогадалося про існування вірусів наприкінці XIX століття. Спочатку голландець Адольф Майєр зацікавився мозаїчною хворобою тютюну. Він припустив, що цю хворобу викликають або дуже маленькі бактерії, або отрута, яку бактерії виділяють. Потім російський вчений Дмітрій Івановський пропустив витяжку, яка містила збудника мозаїчної хвороби тютюну, скрізь дуже дрібний фільтр, що мав затримати бактерій. Відфільтровану рідину він ввів у листя тютюну – і вона викликала хворобу. На цій підставі Івановський вирішив, що причиною хвороби є витворені бактеріями токсини. Лише у 1898 році інший голландець, Мартінус Бейєрінк, довів, що мозаїчну хворобу викликає не токсин, а крихітні мікроорганізми. Але пам’ять про початкову помилку збереглася у назві цієї групи істот: virus – латинське слово, яке перекладається як «отрута». Це була справжня революція, але відкриття Бейєрінка довго залишалося абстракцією. До винаходу електронного мікроскопу у 1930-х вірусів ніхто не бачив.
Що таке вірус? На це питання не так вже й просто дати відповідь. Вчені навіть не впевнені, чи є віруси живими істотами. Віруси – не клітинна форма життя. По суті, вони є лише фрагментом ДНК або РНК (все живе складається з клітин, які містять в собі і ДНК, і РНК), оточеним білковою оболонкою. І віруси не можуть самостійно розмножуватися. Для того щоб відтворити себе, вірус вдирається в живу клітину і змушує її породжувати свої копії – в результаті чого клітина часто гине. Всі живі організми здатні до самостійного відтворення – поділом, брунькуванням, статевим шляхом; жоден живий організм не вторгається в інший організм і не змушує його породжувати чужорідних монстриків (уявіть вашого сусіду, який намагається влізти корові у вухо для того, щоб вона народила йому парочку дітлахів). Але з іншого боку, віруси є білковими організмами і в багатьох випадках поводять себе як і будь-який інший живий організм: самостійно переміщаються, здатні еволюціонувати, прагнуть до відтворення себе (хоч і за чужий рахунок). До того ж деякі бактерії (які напевно є живими) розмножуються таким же чином як і віруси. Так що наразі людство схиляється до визнання вірусів формою життя. Досить специфічною формою: внутрішньоклітинними паразитами. І, майже напевно, найдавнішою формою життя на Землі.
Віруси – дуже маленькі. Середнього розміру вірус у 100-500 разів менший за бактерію. І віруси доволі прості. Зазвичай вірус містить від 2 до 200 генів (людина має приблизно 20-25 000 генів). Є, правда, і віруси-гіганти (мімівіруси), які досягають розміру бактерії і можуть містити більше, ніж тисячу генів.
Вірусів дуже багато і вони усюди. Наразі вважається, що існує біля 100 000 000 (ста мільйонів) типів вірусів. Всього ж вірусів на Землі нараховують (дуже приблизно)
500 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 штук.
Віруси всюдисущі. У 2000 році у Мексиці виявили печеру, яка була відрізана від зовнішнього світу протягом 26 мільйонів років. У ній не було ані риб, ані комах, ані черв’яків – нічого живого (принаймні, нічого такого, що можна було б помітити неозброєним оком). Але при аналізі води у кожній її краплі виявилося біля 200 000 000 вірусів. Віруси знаходять всюди: в Сахарі, на дні Маріанської западини, під двокілометровим шаром антарктичного льоду. Віруси навіть здатні вбудовувати себе у геном інших живих істот: вважається, що біля 8% свого людського геному ми запозичили від ретровірусів. Чи може ретровіруси насильно впровадили його в нас? Отже, там, де може існувати хоч щось живе – обов’язково будуть існувати і кілька видів вірусів. Віруси можуть атакувати будь-яку клітину будь-якої живої істоти: рослини, гриби, тварини, бактерії – все живе може стати жертвою вірусної агресії.
В принципі, віруси – сутності з доволі вузькою спеціалізацією. Але віруси дуже швидко мутують. Наприклад, рівень мутації для вірусу ВІЛ – біля 1% на рік; це значить, що протягом ста років на основі цього вірусу може виникнути абсолютно новий вид. Така здатність до мутацій дозволяє вірусам переходити від одного біологічного виду до іншого. Свого часу (2-5 000 років тому) так, наприклад, виник вірус людської віспи – він мутував з вірусу, який заражав верблюдів і піщаних щурів. І, судячи з усього, так виник і грип.
У 1918 році почалася пандемія «іспанки», іспанського грипу. За різними оцінками вона вбила від тридцяти до ста мільйонів людей (2-5% світової популяції) – набагато більше, ніж Перша світова війна, яка як раз у той час закінчувалася. Збудника хвороби виявили майже століттям пізніше – це був вірус, що жив у кишечнику водоплавних птахів. Пташиний вірус передався свиням. Свині виявилися перейнятливими як до людської відміни вірусу, так і до пташиної. Два штами зустрілися і породили третій – і цей третій штам був здатен заразити людину. Завдяки генам пташиного різновиду грипу, цей вірус був «незнайомим» для нашої імунної системи… «Пташиний грип» (грип типу А) досі регулярно повертається: спричинена тим же штамом (H1N1), що й «іспанка» епідемія ширилася світом у 2009-10 роках; і, незважаючи на значно покращену за сто років організацію охорони здоров’я і на наявність вакцини, стала причиною 14 000 смертей.
Навіть звичайна ГРВІ (те, що ми звикли називати застудою) – це результат роботи вірусів. Спричиняє ГРВІ риновірус людини (Human rhinovirus, усього 10 генів). Він потрапляє до нас через ніс: заражена людина (практично підсвідомо) витирає ніс рукою; потім хапається, скажімо, дверної ручки; потім тієї ж ручки хапаємося ми; чухаємо ніс і… вуаля! Риновірус вдирається до клітин носа, горла, бронхів або легенів і змушує їх відтворювати свої копії. Коли цих «клонів» накопичується достатньо багато – клітина раптом усвідомлює, що щось не так і – з відчаю – кінчає життя самогубством (це називається апоптоз). Вона «вибухає», розсипаючись на шматки – і разом з цими шматками розлітаються в усі боки маленькі, злосливі риновіруси. Цей процес викликає імунну реакцію організму – виникає запалення, температура піднімається; починається відділення слизу, який має обгорнути рештки мертвих клітин і чужорідні тіла, для того, щоб вивести їх з організму. Це виведення відбувається за допомогою кашлю, чхання і нежитю. Ми (практично підсвідомо) витираємо ніс, хапаємося дверної ручки – і все починається спочатку. Незважаючи на те, що симптоми ГРВІ описували ще давні єгиптяни, донині не існує ані вакцини від ГРВІ, ані препарату, який міг би знищити риновірус людини.
Крім вже згаданих віспи, грипу та ГРВІ віруси спричиняють масу людських хвороб. СНІД, гепатит та цироз печінки, герпес, деякі (а може і всі) різновиди раку, вітрянка, жовта лихоманка и лихоманка Ебола – тільки декілька з них. Інколи віруси навіть змушують інші організми нам шкодити: наприклад, холерний вібріон сам собою нешкідливий; він стає небезпечним для людини лише тоді, коли він (вібріон) заражений певним вірусом, який додає кілька вбивчих (для homo sapiens) генів до генома бактерії. Будь яка здорова людина є носієм не менш ніж десятка патогенних вірусів. Дев’ять з десятьох дорослих є носіями цитомегаловірусу; двоє з трьох – мають вірус герпесу. Віруси можуть проникати до нас звідусіль: с диханням, с їжею (ВІЛ перейшов до людини через поїдання м’яса мавп), через ушкодження шкіри та статево-сечову систему. Віруси – невід’ємна частина нас.
Правда, віруси можуть приносити також користь. Віруси-бактеріофаги, наприклад, є частиною нашого мікробіому і атакують хвороботворні бактерії, які намагаються нас заразити. У 1919 році у Франції Фелікс д’Ерель (відкривач бактеріофагів) запропонував використовувати віруси як бактерицидний засіб. За допомоги таблеток, які містили бактеріофагів, наприклад, можна було успішно боротися з хворобами, що спричиняються кишковою паличкою. Д’Ерелю навіть вдалося налагодити виробництво вірусних ліків – їм займалася компанія… L’Oréal. Потім більш ефективні антибіотики витіснили ліки з бактеріофагів. Хоча не всюди. Наприклад, в СРСР, у тбіліському Інституті з вивчення бактеріофагів, мікробіології та вірусології ім. Еліави дослідження бактеріальних ліків безперервно велося з 1923 року; і зроблені цим інститутом на основі вірусів ліки масово використовувалися Червоною армією під час Другої світової війни – аж доки їх не витіснили американські антибіотики. Зараз – у зв’язку з тим, що у бактерій починає випрацьовуватися невразливість до антибіотиків – цікавість до бактеріофагів та вірусних ліків відроджується.
Також можливо, що віруси відіграли важливу роль у процесі еволюції, спричиняючи мутації та сприяючи горизонтальному перенесенню генів. Чи з’явилися б ми, якби не віруси? Здається, що ні.
«Чужих» не треба шукати на екрані. «Чужі» серед нас. І в нас. Кожного дня віруси знищують до 40% всіх бактерій, що населяють Світовий океан. Кожного дня віруси атакують – і вбивають – мільйони і мільйони живих істот. У тому числі і людей. Віруси – незвичні, незрозумілі та страшні. Але, у той самий час вони, ті «чужі» – невід’ємна частина нашого світу, нашої екосистеми. І нас: ми носимо в собі не тільки віруси, але й фрагменти їх генетичного коду, які дозволяють нам харчуватися, плодитися, навіть просто існувати. Є над чим задуматися: а якщо, все ж таки, «чужих» не буває?
«Flu. The Story Of The Great Influenza Pandemic of 1918 & the Search for the Virus that Caused It», Gina Kolata; New York: Touchstone, 1999.
«Microbiology : a human perspective», Eugene Nester, Denise Anderson, C. Evans Roberts, Jr.; New York: McGraw-Hill, 2012.
«Microbiology : an introduction», Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case; Boston: Pearson, 2016.
«Welcome to the Microbiome», Rob DeSalle, Susan L. Perkins; New Haven: Yale University Press, 2015.
«Viruses : A Very Short Introduction», Dorothy H. Crawford; New York: Oxford University Press, 2011.
«Планета вирусов», Карл Циммер; Ростов-на-Дону: Феникс, 2012.
