Вирусология

ВИРУСОЛОГИЯ (от вирусы и ...логия), наука об инфекционных агентах неклеточной природы - вирусах. Вирусология является частью биологии, а также составной частью медицинской и сельскохозяйственной  наук - медицинская, ветеринарная, растительная вирусология. Подразделяется также на общую и частную вирусологию. Общая вирусология изучает фундаментальные проблемы - структуру и химический состав вирусных частиц (вирионов), взаимодействие вирусов с клеткой и организмом, их происхождение и распространение в природе, разрабатывает классификацию вирусов и др. Важнейшим разделом общей вирусологии является молекулярная вирусология, исследующая структуру и функцию вирусных частиц, механизмы экспрессии вирусных генов, молекулярную эволюцию вирусов и др. Частная вирусология изучает особенности отдельных семейств вирусов, разрабатывает подходы к лечению и профилактике вирусных инфекций.

История вирусологии началась в конце 19 века после микробиологических открытий Л. Пастера, Р. Коха и их сотрудников. Первооткрывателем вирусов был Д. И. Ивановский (1892), который показал, что возбудитель мозаичной болезни табака способен проходить через фильтр, задерживающий самые мелкие бактерии, и не растёт на искусственных питательных средах. В 1898 году М. Бейеринк установил, что этот фильтрующийся агент размножается в больных растениях, и предположил принципиальное отличие этого возбудителя от бактерий. Немецкие микробиологи Ф. Лёффлер и П. Фрош выделили первый вирус животных - вирус ящура. В 1901 году американский врач У. Рид открыл первый вирус человека - вирус жёлтой лихорадки. В 20 веке была установлена вирусная этиология многих заболеваний человека, животных, растений. Вирусы поражают также грибы и бактерии.

В развитии вирусологии можно выделить несколько этапов, связанных с совершенствованием методов культивирования и исследования вирусов. До 1930 года эти методы основывались на фильтруемости инфекционного агента и заражении им различных чувствительных организмов (животных, растений, бактерий). В 1930-50-е годы началось использование лабораторных мышей и куриных эмбрионов для культивирования вирусов; для изучения структуры вирусных частиц была применена электронная микроскопия, получили распространение количественные методы изучения вирусов; в кристаллическом виде был получен вирус табачной мозаики, установлен его химический состав. Именно в этот период вирусология выделилась в самостоятельную науку. В 1950-80-е годы стали использоваться культуры клеток (Дж. Эндерс с сотрудниками, 1948-50), методы молекулярной биологии, рентгеноструктурный анализ. После 1980 года к этим подходам добавились методы генетической инженерии и иммунохимии, дополняемые компьютерным анализом.

Становление вирусологии тесно связано с успехами молекулярной биологии и генетики, в развитие которых вирусологические исследования внесли существенный вклад. Особое значение имело открытие вирусов бактерий - бактериофагов (открыты английским вирусологом Ф. Туортом, 1915, и канадским бактериологом Ф. Д Эреллем, 1917), ставших классической моделью для важнейших молекулярно-генетических исследований (С. Э. Лурия и М. Дельбрюк, 1940-е годы). С помощью вирусов была окончательно доказана роль нуклеиновых кислот в наследственности (американские биологи А. Д. Херши и М. Чейз, 1952; немецкие биологи А. Гирер и Г. Шрамм, 1956), сделан важный вклад в расшифровку генетического кода (Ф. Х. К. Крик и др., 1961), выявлена временная регуляция работы генов (Р. Б. Хесин-Лурье и др., 1963), установлена прерывистая структура эукариотических генов (на модели аденовирусов; Р. Дж. Робертс и Ф. Шарп, 1979). В 1970 году Х. М. Темин и Д. Балтимор открыли РНК-зависимый синтез ДНК, или обратную транскрипцию, у ретровирусов. К числу важнейших достижений вирусологии относится установление роли вирусов в возникновении опухолей у животных (Ф. Роус, 1911) и человека (немецкий вирусолог Х. цур Хаузен, 1980-е годы). В 1961 году Л. А. Зильбер предложил вирусогенетическую теорию возникновения рака. Были описаны особые вирусные, а затем и клеточные гены (американский вирусолог Г. Мартин, 1970; французский вирусолог Д. Стелен; Х. Вармус и Дж. М. Бишоп, 1976), ответственные за превращение нормальных клеток в опухолевые (онкогены), а также за подавление этого процесса (антионкогены, или супрессоры). Открытие онкогенов и генов-супрессоров позволило глубже понять природу опухолевого роста. Выявлена возможность объединения (интеграции) вирусного и клеточного генома (А. М. Львов, 1950-е годы; Р. Дульбекко, 1966). Обнаружены эндогенные вирусы человека и животных, генетический материал которых находится в скрытой форме во всех клетках организмов данного вида (голландский вирусолог П. Бентвельцен, 1968; американские вирусологи Р. Хюбнер и Дж. Тодаро, 1970). Создание первой гибридной (рекомбинантной) ДНК, ознаменовавшее рождение генетической инженерии (П. Берг, 1972), также связано с вирусами. Крупным успехом вирусологии явилось открытие и выяснение природы прионов - возбудителей нейродегенеративных заболеваний человека и животных, принципиально отличающихся от вирусов, но изучаемых в рамках вирусологии (Д. К. Гайдузек, 1950-60-е годы; С. Прузинер, 1980-90-е годы).

К числу важнейших достижений отечественной вирусологии относятся: открытие вируса клещевого энцефалита и способа его передачи (Л. А. Зильбер), а также создание вакцины против этой болезни (Е. Н. Левкович, М. П. Чумаков); открытие вирусов омской и крымской геморрагических лихорадок (Чумаков); создание производства и внедрение в мировую практику живой полиомиелитной вакцины А. Сейбина (Чумаков, А. А. Смородинцев); разработка и внедрение в практику вакцин против кори и паротита (Смородинцев, О. Г. Анджапаридзе), бешенства (М. А. Селимов), а также вакцины против гриппа (Смородинцев), ряда вакцин против вирусных болезней животных. Были открыты новые онкогенные вирусы, получены доказательства отсутствия строгой видовой специфичности у вируса саркомы птиц (Зильбер, Г. Я. Свет-Молдавский), установлена возможность иммунизации против первичных вирусных опухолей.

К началу 21 века описано 6 тысяч вирусов, изучена их структура, биологический, химический состав и механизмы репродукции. Вирусология превратилась в обширную область знаний, важную для биологии, медицины и сельского хозяйства. Вирусологи осуществляют диагностику вирусных инфекций, изучают их распространение, разрабатывают методы профилактики и лечения. Крупнейшим достижением явилось создание вакцин против основных вирусных заболеваний (полиомиелита, оспы, бешенства, гепатита В, кори, жёлтой лихорадки, энцефалитов, гриппа, паротита, краснухи), в том числе вирусных болезней животных. Благодаря вакцинации полностью ликвидирована натуральная оспа. Осуществляются международные программы полной ликвидации полиомиелита и кори. Разрабатываются методы профилактики и лечения гепатитов и иммунодефицита (СПИД) человека.

Первые вирусологические лаборатории были созданы в СССР в 1930-е годы: по изучению вирусов растений - при Украинском институте защиты растений (Харьков, 1930), по изучению вирусов животных - в Институте экспериментальной ветеринарии (Москва, 1930), Центральная вирусологическая лаборатория Наркомздрава РСФСР (Москва, 1935), в Институте эпидемиологии и микробиологии имени Л. Пастера (Ленинград, 1935). В 1946 году создан Институт вирусологии имени Д. И. Ивановского, в 1955 - Институт по изучению полиомиелита (с 1960 Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов), в 1957 - Московский институт вирусных препаратов, и др. Крупный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» открыт в 1974 году под Новосибирском. Вирусологические исследования ведутся также в других институтах страны и в сети специализированных лабораторий системы санитарно-эпидемиологического надзора.

Открытие большого числа вирусов потребовало создания их коллекций, или музеев. Наиболее крупные среди них - в России (государственная коллекция вирусов в Институте вирусологии, 1956), США (Вашингтон, 1959), Чехии (Прага, 1969), Японии (Токио, 1962), Великобритании (Лондон, 1936) и Швейцарии (Лозанна, Международный центр живых культур). Результаты научных исследований в области вирусологии публикуются в научных журналах, обсуждаются на международных конгрессах, организуемых каждые 3 года (первый состоялся в 1968). В 1966 году на 9-м Международном конгрессе по микробиологии впервые избран Международный комитет по номенклатуре вирусов. Среди наиболее значительных периодических изданий: зарубежные - «Journal of Virology» (с 1967, Balt.), «Virology» (с 1955, N. Y.), «Journal of General Virology» (с 1967, L.), «Virus Research» (с 1984, Amst.), «Archives of Virology» (с 1973, W.; первоначально «Archiv für die gesamte Virusforschung», с 1939) и др.; в России - «Вопросы вирусологии» (с 1956, М.), «Молекулярная генетика, микробиология и вирусология» (с 1984, М.).

Смотри также статью Вирусы и литературу при ней.

Лит.: Общая и частная вирусология. М., 1982.Т. 1-2; Коротаев А. И., Бабичев С. А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология. 3-е изд. СПб., 2002; Борисов Л. Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. М., 2005; Virus taxonomy. San Diego, 2005.