Чорна віспа Введення

"Вірус віспи входить до числа збудників смертельних хвороб, які можуть використовувати терористи для біологічного атаки ", - про це заявив міністр охорони здоров'я США Томмі Томпсон на слуханнях в конгресі США. Американський уряд привело на повну боєготовність 7000 лікарів епідеміологів, які негайно направляться в будь-яку точку США, якщо буде зафіксований спалах віспи. На даний момент США має у своєму розпорядженні 15,4 мільйонами доз протівооспенной вакцини. Цього явно недостатньо, тому передбачається розвести вакцину в 5 разів, що дозволить довести її кількість до 77 мільйонів індивідуальних доз. Наскільки такі розбавлені вакцини будуть ефективні поки невідомо.

У Росії після багаторічної перерви будуть відновлені щеплення проти віспи. Поки в спеціальну програму МОЗ Росії включені тільки люди, що працюють у вогнищах надзвичайних ситуацій. На думку деяких фахівців потрібно відновлювати тотальну вакцинацію населення.

Вірус натуральної віспи, застосування якого в якості біологічної зброї викликає найбільшу стурбованість не тільки уряду США, відомий ще з біблійних часів. Найстрашніші епідемії вирували в 17-18 ст. в Європі, коли щорічно боліло близько 10 мільйонів чоловік, а до кінця 18 століття загинуло не менше 150 мільйонів. Вірус також був основною причиною сліпоти у людей. Після отримання Е. Дженнером в 1796 р. вакцини проти віспи почалася активна боротьба з цією хворобою закінчилася, як це не дивно, її повною ліквідацією. Це, мабуть, єдиний випадок, коли людству вдалося виграти в протистоянні такого роду. На початку 20 ст., За допомогою вакцини вдалося знищити віспу в Європі, Північній Америці, а також в СРСР (в 1936 р. зареєстрований останній випадок, за рахунок завезених випадків хвороба реєструвалася до 60-го року). У 1958 р., за ініціативою СРСР на асамблеї ВООЗ (Всесвітня Організація Охорони здоров'я при ООН) була прийнята резолюція про викорінення віспи в усьому світі, яка була успішно виконана завдяки глобальної протівооспенной вакцинації людей. 26 жовтня 1977р. був зареєстрований останній на Землі випадок цього захворювання (у Сомалі). У 1980 р. ВООЗ офіційно заявила про повну ліквідацію віспи на планеті.

Однак ліквідація захворювання не означає ліквідацію вірусу. Згідно рекомендаціями ВООЗ, держави, які зберігали вірус віспи, повинні були знищити свої запаси. Усі дослідження із застосування вірусу як біологічної зброї були оголошені поза законом. В даний час залишилися тільки 2 країни, які офіційно визнають, що вони володіють законсервованим вірусом - це Росія (штам зберігається в ГНЦ вірусології та біотехнології "Вектор" у Новосибірську) і США (центр інфекційних хвороб в Атланті). Відомо також, що ще один примірник зберігається в ПАР. Але це лише офіційні дані. Де гарантія, що вірус не зберігся в одній з численних комерційних лабораторій у свій час не знищили його? Та й вірогідність реанімувати деякі екземпляри віспи з трупів людей, похованих у холодних умовах, досить висока, адже вірус досить стійкий у зовнішньому середовищі.

Ми спробуємо підсумувати те, що відомо про цей вірус на цей момент, щоб бути попередження та озброєними.

Опис об'єкта

Сімейство Poxviridae (від англ. Pox - виразка, віспа) включає, крім власне збудника натуральної віспи, ще цілий ряд родичів, що викликають подібні захворювання у інших хребетних, а також у комах. У рід Ortopoxovirus входять вірус натуральної віспи, вірус віспи мавп і осповакціни.

Усі представники цього роду найбільші з існуючих вірусів тварин, їх розміри досягають 450 нм (що практично є межею для всіх вірусів). Це - найбільш складно організовані віруси. Під електронним мікроскопом виглядають як цегла з заокругленими гранями. Всередині цегли, в центрі розташовується "ядро" або "нуклеоїд" у формі гантелі. Він містить ДНК, пов'язану з білком. З боків від гантелі - 2 бічних тіла овальної форми. Вся ця конструкція оточена суперкапсідом - додаткової зовнішньої оболонкою, що складається здебільшого з слабости мембрани клітин. Таким способом вірус "грабує" завойовані території, привласнюючи собі чуже добро і користуючись їм у зовсім не мирних цілях. У його структурі також є більше 30 різноманітних білків, включаючи ферменти для власного відтворення, а також набір фосфоліпідів і вуглеводів. У загальному і цілому, це вже не просто нуклеопротеїдів (як більшість просто організованих вірусів, що представляють собою просту комбінацію нуклеїнової кислоти і білка, наприклад відкритий найпершим вірус тютюнової мозаїки), а складна система, яка чимось нагадує бактеріальну клітку в мініатюрі.

Тепер про такому важливому питанні як розмноження. Тут у нашого приятеля все не так, як у людей (пардон, вірусів). Всі поважають себе ДНК-віруси розмножуються в ядрі слабости клітин, тоді як наш герой вважав за краще цитоплазму. Взагалі-то спочатку вірус проникає у вибрану клітину за допомогою особливих рецепторів, розташованих на її поверхні. Потім, як кожен поважаючий себе джентльмен, він роздягається (по науковому - нуклеїнова кислота звільняється від суперкапсіда, а потім і від внутрішніх білків) і починає відтворювати свої складові частини, які потім самостійно упаковуються в готові віріони. Вивільняються спритні дітлахи шляхом отпочковиванія від виростила їх клітини, захоплюючи при виході шматочок її мембрани. Вони також можуть зовсім руйнувати (ціалізуватися) материнське гніздо, отримуючи, таким чином, необхідну свободу дій. В оптимальних умовах весь цикл розвитку займає близько 6 годин. При розмноженні в клітинах вірус натуральної віспи утворює досить великі скупчення в цитоплазмі, які добре помітні у світловий мікроскоп. Вперше їх виявив у 1892р. Г. Гварніері, досліджуючи під мікроскопом зрізи рогівки зараженого кролика. Тепер такі скупчення іменуються тільцями Гварніері.

У складі вірусу виявлено кілька антигенів - нуклеопротеїдні (такий же є у всіх вірусів оспенного сімейства), розчинні антигени і гемаглютинін. Завдяки наявності загального антигену серед різних представників родини можливі генетичні рекомбінації, а, отже, і утворення нових антигенних варіантів (антигенний дрейф), про шкоду якого (для людини, звичайно, для вірусу навпаки, це дуже гарну властивість) згадаємо пізніше.

Віруси віспи мають досить високу стійкість у зовнішньому середовищі (знову погано для людини), протягом багатьох місяців переносять висушування, стійкі до дії більшості дезінфікуючих засобів (під дією 1% фенолу інактивуються тільки через добу, під дією 5% хлораміну - через 2 години), в розчині гліцерину в холодильнику вірус можна зберігати декілька років. Моментально гинуть при 1000С, при 60 - за 15 хв.

Для культивування застосовують курячі ембріони, в яких вірус натуральної віспи утворює білі бляшки, а вірус осповакціни - чорні. Також використовуються різні культури клітин, на які віруси цього сімейства надають цитопатичної ефект.

Ну, це все теорія, тепер перейдемо до прози життя, а саме до питання про те, яким чином можна заразитися віспою, які поразки в організмі людини вона викликає, як поставити правильний діагноз, якими будуть наслідки, як вилікуватися, а, ще цікавіше, як попередити зараження.

Епідеміологія та розвиток захворювання

Джерелом інфекції є хвора людина, заразний протягом усього періоду хвороби. Переважна більшість не щеплених проти віспи або не перехворіли людей сприйнятливі до цієї інфекції. В основному, вірус поширюється повітряно-краплинним і повітряно-пиловим шляхом, як і більшість захворювань верхніх дихальних шляхів. Такий механізм передачі є одним з найбільш "ефективних" за охопленням ще здорового населення. Також вірус віспи може передаватися через одяг, меблі, предмети побуту, тобто контактно-побутовим шляхом. У першому випадку вірус проникає в організм людини через клітини слизової оболонки легень, у другому - через мікротравми або тріщини шкіри.

Розвиток вірусу в організмі людини починається з глоткових лімфовузлів. Там вірус накопичує сили для першого вирішального штурму. Через деякий, дуже нетривалий час відбувається стрімкий кидок, - розмножилися вірус з кров'яного русла потрапляє в селезінку і ряд інших лімфатичних вузлів, де він продовжує нарощувати свою чисельність. Після другого етапу накопичення сил віріони знову надходять в кров тепер вже в дуже великій кількості і розносяться по всьому організму, вражаючи різні органи. На цьому етапі вірус в основному віддає перевагу розмножуватися в клітинах шкіри. Ось, власне, як виглядає процес розвитку захворювання зсередини.

Тепер про зовнішню картині. Треба сказати, що вона дуже неприваблива. На підставі високої заразність, важкості перебігу і значною летальності натуральна віспа віднесена до групи особливо небезпечних карантинних інфекцій, поряд з такими страшними захворюваннями як чума, сибірська виразка, лихоманки Марбург і Ебола і т.д. Інкубаційний період досить тривалий (до 18 днів, ми пам'ятаємо, що вірус має підготуватися до штурму), захворювання починається раптово головним болем, болем у м'язах, високою температурою (цей період співпадає з другим масованим виходом віспи в кров). Через 2-4 дні з'являється висип, яка проходить у своєму розвитку кілька стадій - макули (червоного плями на шкірі), папули (утворюється вузлик), потім настає стадія везикули (бульбашка з прозорим вмістом), і, нарешті, пустули (пляшечку з гнійним вмістом). На останній стадії уражене місце покривається скоринкою чорного кольору (звідси і назва захворювання - чорна віспа). Після відпадання корочок на шкірі залишаються рубці, особливо помітні на обличчі. Весь період шкірних висипань триває 3 тижні. Характерно, що коли відбувається шкірне розмноження вірусу, температура тіла у хворих знижується в порівнянні з гарячковим періодом. Можливі 3 варіанти розвитку захворювання. У разі "чорної віспи" - найбільш важкої форми, летальність досягає 100%. Класичне перебіг захворювання викликає смерть в 40% випадків. Variola (minor) викликає більш легку форми захворювання - алястрім, - летальність при якій досягає 1-2%. Таке форма хвороби зазвичай спостерігається у щеплених проти віспи людей.

У тих, хто благополучно переніс захворювання, активний набутий імунітет зберігається довічно. В основному він забезпечується віруснейтралізующімі антитілами. При штучної імунізації також формується міцний імунітет, однак, він не довічний (за різними даними щеплення вистачає на 4-8 років), тому для його створення потрібен неодноразове прищеплення.

Лабораторна діагностика

Робота з вірусом натуральної віспи проводиться в суворо режимних умовах за правилами, передбаченими для роботи з особливо небезпечними інфекціями. Матеріалом для дослідження служить вміст елементів висипу на шкірі і слизових, відокремлюване носоглотки, кров, ну а якщо пацієнту зовсім не пощастило, то у трупа забирають шматочки органів, шкіри і кров.

Найбільш ефективним і швидким методом виявлення вірусу є безпосередня електронна мікроскопія матеріалу з елементів висипки (до стадії пустули, бо після неї кількість вірусних частинок в шкірі різко зменшується). При відсутності складного обладнання (все-таки електронний мікроскоп - досить громіздка річ і є не у всіх лабораторіях), досліджуючи той же матеріал, можна за допомогою світлового мікроскопа виявити тільця Гварніері ( "фабрики" оспенного вірусу виглядають як овальні бичка, фарбують кислими барвниками, і розташовуються поблизу ядра ураженої клітини).

Також до експрес-діагностики відноситься виявлення з допомогою непрямої иммунофлуоресценции (ІФ) специфічного вірусного антигену в мазках-відбитках з елементів висипу і відокремлюваного носоглотки. Цей метод дозволяє ідентифікувати практично будь-який відомий науці мікроорганізм, якщо в розпорядженні дослідників є специфічна сироватка, отримана гіперіммунізаціей лабораторних тварин і містить антитіла проти конкретного збудника. Така сироватка може бути позначена особливою міткою, світиться при ультрафіолетовому (УФ) опроміненні. Під час обробки взятого у хворого людини зразка відбувається взаємодія антигенів вірусу і антитіл сироватки, а при перегляді мазка в ультрафіолеті можна спостерігати світіння мітки на місці вірусу. Це пряма ІФ (иммунофлуоресценции). Специфічна сироватка може бути не поміченої, але тоді потрібен ще один етап - обробка отриманого "бутерброда" (вірусного антигену і антитіл сироватки) ще однієї антисироватки (містить мічені світиться міткою антитіла проти антивірусних антитіл). Виходить тепер вже тришарова конструкція, що світиться в УФ.

Антигени в досліджуваному матеріалі також можна виявити за допомогою інших серологічних реакцій: реакції зв'язування комплементу, іммунодіффузіі і ІФА.

Для більш детальних досліджень конкретного штаму, який викликав захворювання, використовується вірусологічний метод - виділення вірусу з ураженого матеріалу і його ідентифікація. Виділення вірусу здійснюється після розмноження в курячому зародку (як уже згадувалося, там вірус віспи утворює білі бляшки), а також у культурах клітин (спостерігається виражений цитопатичної ефект). Для подальшої ідентифікації використовують серологічні реакції.

Вже після першого тижня захворювання в крові виявляються специфічні віруснейтралізующіе антитіла, комплементсвязивающіе антитіла, і гемаглютиніни. Наявність комплементсвязивающіх антитіл найбільш інформативно, оскільки достовірно свідчить про перенесене захворювання. У вакцинованих ці антитіла рідко зберігаються довше 12 місяців.

Щеплення і лікування

Вперше, як це вже було згадано, вакцину проти віспи винайшов Е. Дженнер, і це була перша вакцина, розроблена людьми. Набагато пізніше, майже через століття, Л. Пастер більш широко підійшов до цього питання і розробив вакцини проти інших хвороб.

Але, ще задовго до Дженнера у древній Греції та на Сході намагалися запобігати розвитку віспи. Вже було відомо, що перехворіли віспою повторно нею не заражаються і не хворіють. Практикувалося спеціальне зараження здорових людей оспеннимі частками від видужуючих хворих. Таким чином, люди переносили спеціально викликану, ослаблену форму віспи, і не хворіли при епідемії. Таке зараження називалося "варіоляція" (від латинської назви віспи) і було досить поширеним. Наприклад, Наполеон змушував таким чином оберігати своїх солдатів від віспи. До Європи цю методику привезла дружина англійського посла в Константинополі Мері ворлю Монтегю. У нас в Росії матінка-просвітителька Катерина II також вирішила захистити весь свій двір і наближених, а більш за все, спадкоємця престолу Павла Петровича від смертельної недуги з допомогою варіоляціі. Для цього вона звеліла прищепити віспу спочатку собі, а потім надала власний матеріал для щеплення всього двору. Експеримент, на щастя, вдався (а треба помітити, що процедура була дуже небезпечна, були відомі випадки епідемій, що почалися з варіоляціі). Катерина і спадкоємець одужали, двір також виявився прищепленим, і страх перед епідемією пішов на спад. Навіть були викарбувані медалі, на яких зображувалася імператриця, яка захищає Росію від віспи - в алегоричній формі, як було прийнято в цьому славному столітті.

Так от, повернемося до Дженнеру. Він був сільським лікарем в Англії і практикував процедуру варіоляціі зі змінним успіхом. Саме він першим звернув увагу на народне спостереження про те, що люди, які перехворіли коров'ячої віспою (молочниці, пастухи та інший контингент, спілкується з худобою), ніколи не хворіли натуральною віспою. Був він людиною допитливим і дані збирав ні багато, ні мало 10 років. Після настільки ретельно проведеного аналізу, було зроблено висновок про справедливість народного спостереження, і почалася підготовка до його практичного застосування. Цей історичний експеримент проводився на маленького хлопчика. Йому Дженнер прищепив коров'ячу віспу і спостерігав всі ознаки цього захворювання - легку лихоманку, нездужання та освіта висипи на руках. Через деякийе час лікар повинен був заразити хлопчика натуральною віспою, загалом, то це була все та ж варіоляція, з одним єдиним АЛЕ. У хлопчика, за ідеєю Дженнера, не мав проявитися ні одна з ознак віспи, які проявлялися у не щеплених людей. Експеримент пройшов успішно і Дженнер оприлюднив свій винахід. Назвав він таку процедуру за аналогією з варіоляціей - вакцинація (від Вакка -- корова), тобто щеплення коров'ячої віспи. Пізніше, Пастер на честь Дженнера назвав вакцинацією будь-яку щеплення, не тільки проти віспи. Вакцинація вірусом коров'ячої віспи надійно захищала людей від захворювання натуральною віспою, і саме завдяки цьому винаходу вдалося спочатку ефективно зменшити число хворіють, а потім і зовсім ліквідувати це захворювання.

Так, так, для щеплень використовувалася жива оспенная вакцина Дженнера, яку готували нашкірному зараженням телят або курячих ембріонів вірусом осповакціни (не вірус натуральної віспи - ЗНО). Саме нею в масовому порядку прищепили практично все населення земної кулі, і ця процедура створила достатній колективний імунітет проти натуральної віспи, що дозволило говорити про ліквідації захворювання. Вакцина вводилася нашкірному або перорально (таблетки). Після вакцинації створювався міцний імунітет, календар вакцинації включав кілька щеплень. Для профілактики та лікування ускладнень, які виникали під час вакцинації, застосовували донорський імуноглобулін, приготований з гамма-глобуліновой фракції крові донорів, спеціально ревакцинованих проти віспи.

Для лікування натуральної віспи, крім симптоматичної терапії, що полегшує страждання хворого, застосовують Хіміопрепарат метісазон (марборан). Він пригнічує репродукцію вірусу всередині клітин, особливо хороший при застосуванні на ранніх стадіях захворювання і в інкубаційному періоді.

Резюме

Чому застосування віспи як бактеріологічної зброї викликає такий страх? Хто буде під загрозою? На ці питання можна відповісти наступним чином.

Віспа володіє великим руйнівним потенціалом, ніж навіть сибірська виразка. Передається повітряно-крапельним шляхом, що дозволяє охопити максимальну кількість людей за одну атаку. Це раз. Вірус стійкий у зовнішньому середовищі. Це два. Оскільки поголовне протівооспенное прищеплення було скасовано в 1980 р. (за рекомендацією все тієї ж ВООЗ), щеплені люди на цей момент практично втратили імунітет, а люди, що народилися після 80 р. їм і не мають зовсім (а це половина населення Росії, наприклад). Це три. Як сказав нещодавно директор ГНЦ вірусології та біотехнології "Вектор" академік РАН Лев Сандахчіев, - зараз наука знає про вірус натуральної віспи менше ніж про вірус СНІДу або лихоманки Ебола. Дослідження були згорнуті, вакцини застаріли, а нові створювати і досліджувати вже ніколи. Це чотири. Не дивно, адже пройшло більше 20 років, і за цей час біологія зробила величезний крок вперед. З'явилися нові методи, зокрема у генетиці, тепер ми можемо вивчити цей вірус набагато докладніше. Тільки чи буде у нас на цей час?

Принаймні, стара вакцина - це все, що є на даний момент. Вона всебічно вивчена в плані ускладнень і наслідків, хоча ефективність її застосування викликає певні сумніви. По-перше, вона абсолютно не застосовна для людей, які страждають імунодефіцитами, а їх кількість значно збільшилася за останні 20 років. З цією проблемою представники ВООЗ зіткнулися вже давно при спробах вакцинувати проти віспи населення Африки. Не вдалося - дуже багато хворих на СНІД. Друге дуже важливе заперечення - навряд чи терористи скористаються дикими штамами віспи. Більш ймовірно, вони застосують генетично модифіковані варіанти, що поєднують в собі набагато більшу руйнівну чинності з повним презирством до імунітету, що створюється за допомогою вірусу осповакціни.

По-третє, що називається на закуску, можу запропонувати ще одну, не дуже приємну новину. Вірус натуральної віспи людини в природі існує не один, а з численними родичами, які зовсім не проти розширити свою екологічну нішу за рахунок такого численного господаря як людина. Відомий той факт, що вірус віспи мавп вже здатний не тільки передаватися від тварини до людини і викликати захворювання, схоже з легкою формою натуральної віспи, але також здатний передаватися від людини до людини повітряно-крапельним шляхом (спалах в Заїрі в 1996 р., 800 осіб). Вакантне місце намагається зайняти родич? Багато хвороб людям дісталися в спадок від тварин (згадаємо одну з гіпотез походження ВІЛ). А якщо з допомогою генетичних рекомбінації природа створить ще більш смертоносний варіант віспи? Проти мавпячої віспи допомагає стандартна вакцина, але де гарантія, що проти "новачка" вона спрацює?

Будемо сподіватися, що нам не доведеться на собі випробовувати наслідки біологічної атаки терористів. Або ж учені створять модифіковану, більш досконалу вакцину, що не викликає ускладнень. Вчасно створять. Але так, на всяк випадок, якщо запровадять масове віспощеплення, відвідайте пункт щеплень. Можливо, що це допоможе Вам врятуватися.

Список використаної літератури:  А. И. Коротяев, С. А. Бабічев. "Медична мікробіологія,      імунологія та вірусологія ": - С.-Петербург, Спец-лит, 2000р.,      с.239-318.  А.А. Воробйов, А.С. Биков, Є.П. Пелікен, А.М. Рибакова.      "Мікробіологія": - М. "Медицина", 1998г., Стр.255-258.