Вирусы и эпидемии в истории мира. Прошлое, настоящее и будущее

ВИЧ встраивает свой вирусный материал (геном) в генетический материал хозяина, тем самым позволяя инфекции сохраняться. ВИЧ-инфекция затем запускает каскад событий, распространяющих вирусы по нескольким лимфоидным тканям. Иммунный ответ, генерируемый против ВИЧ, эффективно снижает вирусную нагрузку хозяина, но не ликвидирует ее полностью. Остающиеся вирусы прячутся и вызывают слабовыраженную персистирующую инфекцию. По мере размножения персистирующих вирусов, их потомки оказываются в ловушке и/или заражают различные лимфоидные органы, вызывая хроническую активацию клеток иммунной системы и секрецию продуктов (цитокинов), вырабатываемых лимфоцитами и макрофагами. Цитокины активируют другие лимфоидные клетки, обеспечивая дальнейшую репликацию вируса, пока окончательное разрушение лимфоидных тканей не приведет к СПИДу – разрушению иммунной системы. Как вирус сам по себе, так и вирус в сочетании с противовирусным иммунным ответом (иммунопатология) считаются ответственными за повреждение лимфоидных клеток и тканей. Быстро, всего через несколько дней после первоначального заражения, происходит массовое вовлечение CD4+ T-лимфоцитов памяти, сопровождаемое их потерей, особенно в лимфоидных тканях, связанных с кишечником85-88. Результат этого двоякий: во-первых, потеря CD4+ T-лимфоцитов нарушает формирование эффективного иммунного ответа на ранней фазе ВИЧ-инфекции и, во-вторых, через слизистую оболочку кишечника мигрируют бактерии89. Некоторые предполагают, что транслоцируемые бактериальные продукты, такие как липополисахарид, активируют CD4+ T-лимфоциты, тем самым усиливая их заражение ВИЧ, одновременно вызывая высвобождение цитокинов и хемокинов. Последующий цитокиновый шторм усиливает не только инфекцию, но и сопутствующее заболевание. Кроме того, количество CD4+ T-лимфоцитов уменьшается, когда T-лимфоциты, специализирующиеся на уничтожении других T-лимфоцитов, выполняют эту задачу. Кроме того, подключаются апоптоз (уничтожение) неинфицированных T-лимфоцитов, индуцированный гликопротеинами ВИЧ, и аутофагия, форма самоубийства клеток. Другие иммунопатологические события, по всей видимости, вызваны действиями иммунных комплексов вирусный антиген/антивирусное антитело, гиперактивностью T-лимфоцитов и вовлечением в процесс дендритных клеток.
Когда ВИЧ впервые был определен как возбудитель клинического заболевания, целевой группой были американские гомосексуалы, живущие в Нью-Йорке, Сан-Франциско и Лос-Анджелесе или в их окрестностях17,18. Ранние симптомы включали слабость, озноб, увеличенные и болезненные лимфатические узлы и иногда пурпурные пятна на коже, характерные для медленно прогрессирующего ракового заболевания – саркомы Капоши. По мере прогрессирования ВИЧ-инфекции или даже на ее начальном этапе становится очевидным ее воздействие на мозг. Часто наблюдаются потеря концентрации внимания и ослабленная умственная деятельность, особенно в том, что касается решения головоломок или игры в шахматы, требующих хорошей концентрации внимания и способности анализировать новую информацию. Многие инфицированные на ранней стадии заболевания остаются относительно здоровыми и могут оставаться таковыми в течение многих лет. У других смерть наступает быстро, в пределах всего одного или нескольких лет. Общей причиной быстрого прогрессирования заболевания, приводящего к смерти, является снижение количества CD4+ T-лимфоцитов, обычно ниже 100 на миллилитр.
В статусе всемирной эпидемии, особенно быстрым эффектом ВИЧ стало его вторжение в гетеросексуальные сообщества в форме СПИДа. По мере возрастания числа новых случаев СПИДа до устрашающих масштабов ученые в нескольких лабораториях вели поиски патогена. Уроки, извлеченные из предыдущей работы, приведшей к успешному выделению T-лимфотропного вируса человека (HTLV), указали стратегию, которой нужно следовать, и трудности, которых следует избегать. Во-первых, культивируемые T-лимфоциты от больных СПИДом выращивали с фактором роста T-лимфоцитов. Во-вторых, был необходим метод определения активности обратной транскриптазы, который был бы уникальным для этого нового человеческого ретровируса и исключал бы ДНК-зависимую РНК-полимеразу хозяина или ранее описанных HTLV типов I или II.
В 1982 году несколько французских ученых – главным образом Жан-Клод Шерман, Франсуаза Барре-Синусси и Люк Монтанье – получили ткани лимфатических узлов от больного СПИДом, которого опознал Вилли Розенбаум, клиницист из Больницы Биша-Клода Бернара в Париже. Пациентом был Фредерик Б., и изолированный вирус был назван штаммом Bru HIV. Ученые культивировали лимфоидные клетки Фредерика Б., определили содержание в них вирусной обратной транскриптазы, а затем инфицировали здоровые клетки вируссодржащими культуральными жидкостями. Шерман практиковался ранее в ретровирусологии на лабораторных мышах, а Барре-Синусси имела опыт выращивания человеческих T-лимфоцитов. Монтанье работал с ДНК-вирусами, интерферонами и аренавирусами, такими как вирус лимфоцитарного хориоменингита.
В это же время в Америке в NIH Роберт Галло также получил образцы крови от пациентов со СПИДом. Сотрудники его лаборатории были первыми, кто выращивал человеческие T-лимфоциты в культуре, используя недавно открытый ими фактор роста T-лимфоцитов. Они также участвовали в выделении первого человеческого ретровируса, HTLV-I. В 1982 году они обнаружили обратную транскриптазу в лимфоцитах пациентов со СПИДом.
Эти проводившиеся параллельно исследования привели к одновременной публикации в 1983 году результатов группы NIH14 и французской группы15, обеими группами были представлены данные, касающиеся выделения ретровируса у пациентов со СПИДом и его вирусной атаки на T-лимфоциты. В том же самом выпуске журнала Science, где появились эти две статьи, Макс Эссекс16 и его коллеги из Бостона сообщали об антителах к антигенам клеточных мембран, которые были связаны с вирусом T-лимфоцитов пациентов со СПИДом.
Несмотря на воодушевление, вызванное этими первоначальными сообщениями, требовалось решение еще некоторых проблем. Например, оставалось неясным, был ли вновь выделенный вирус вариантом HTLV или отдельным и новым человеческим ретровирусом. В сообщении Эссекса и коллег16 35 % образцов крови, полученных от больных СПИДом, также реагировали с клетками, инфицированными HTLV–I. Кроме того, некоторые вирусные частицы, выявленные с помощью электронной микроскопии, ряд экспертов расценивали не как ретровирусы, а как ареновирусы20. Но дальнейшие исследования быстро и убедительно показали, что рассматриваемый патогендействительно был новым вирусом, теперь называемым ВИЧ, а не вариантом HTLV–I или HTLV–II. Первоначальная путаница произошла из-за того, что некоторые первоначально использовавшиеся культуры были инфицированы как HTLV, так и ВИЧ20. Характерный профиль ВИЧ вскоре стал ясным и исключил аренавирус из числа возможных возбудителей СПИДа.
Один из самых первых исследователей СПИДа Жан-Клод Глюкман19 вспоминал следующее:
 
Я изучаю СПИД с тех пор, как первый случай заболевания был диагностирован во Франции [декабрь 1981 года]… Мы приняли гипотезу о том, что заболевание было вызвано ретровирусом, и определили экспериментальные условия, которые считали наиболее благоприятными для выделения этого гипотетического вируса. Наша идея заключалась в том, что вирус будет легче изолировать от пациентов со СПИД-ассоциированным синдромом (по существу, генерализованной лимфаденопатией [увеличением лимфатических узлов]), чем от пациентов только со СПИДом. Поскольку мы думали, что гиперплазия лимфатических узлов может свидетельствовать о локализованном иммунном ответе, предполагающем присутствие вируса в лимфатических узлах, мы решили искать вирус там, а не в периферической крови пациентов. Розенбаум и вирусолог Франсуаза Брюн-Везине связались с группой Люка Монтанье в Институте Пастера и доставили им образец лимфатического узла больного. То, что это был не просто образец крови, свидетельствует о вкладе исследовательской комиссии в выделение вируса. Монтанье, Жан-Клод Шерманн и Франсуаза Барре-Синусси успешно выделили вирус LAV, теперь известный как ВИЧ, в начале 1983 года.