Професор-вірусолог Анатолій Бойко: «Нам треба бути готовими не лише до пташиного грипу…»

Учені б’ють на сполох: хвороби вірусного походження набувають стрімкого поширення і дедалі загрозливіших форм. Більше того, віруси поводять себе дуже агресивно, що пов’язується з порушенням екологічної рівноваги в природі, посиленням антропогенного навантаження на навколишнє середовище.
Цікаво, що протягом останніх ста років учені не раз змінювали своє уявлення про природу вірусів, вважаючи їх спочатку шкідливими речовинами, потім — однією з форм життя, згодом — біохімічними сполуками. Сьогодні переважає думка, що віруси займають особливу нішу між живим і неживим світами й є активними (якщо не основними) учасниками еволюції.
— Дивовижний мікросвіт вірусів людині поки не вдається осягнути, — вважає професор Анатолій БОЙКО. — Гадаю, вони є носіями інформації, яку ще належить збагнути й оцінити. Зокрема, віруси мають унікальну особливість — із них можна отримувати біологічні кристали. Нині у цьому напрямі потужно працюють у світі. Незабаром їх будуть застосовувати в комп’ютерних системах, приладах нічного бачення, медичному та іншому обладнанні. Гадаю, що подальші дослідження біологічних кристалів відкриватимуть нові властивості цих біологіч­них компонентів.
Ми навчилися створювати вірусні конструкції, що мають своєрідну форму та властивості. Скажімо, якщо білковим субодиницям вірусу тютюнової мозаїки підібрати комплементарний геном (РНК) іншого вірусу (будь-який вірус складається з нуклеїнової кислоти — ДНК чи РНК, закутаної в білкову оболонку), то така конструкція «працює», тобто відтворюється в інфекційному процесі. Це дає змогу дослідникам створювати, наприклад, нові стабільні вакцини. Загалом же основною об’єднуючою ідеєю досліджень вірусологів України є діагностика та профілактика вірусних інфекцій.
Ймовірність епідемії учені передбачали
— Сьогодні увесь світ стривоже­ний небувалою епізоотією пташиного грипу. Вчені говорять про можливість мутації вірусу і поширення його серед людей. Ваша кафедра багато років поспіль займалася дослідженням вірусу грипу, зокрема спостереженнями за перелітними птахами як переносниками інфек­ції.
Наскільки нинішня ситуа­­­ція ­загрозлива для України?
— Дуже загрозлива. Вірус грипу здатен до гібридизації в природі. І тоді збудник інфекції стає ще небезпечнішим. Ми до цього, треба сказати відверто, не готові.
У зв’язку з потеплінням змінилися звичні маршрути міграцій перелітних птахів (раніше вектор перельоту у них був інший). Власне, резервуар існування цього вірусу — дикі птахи, які частіше тільки переносять вірус, але самі хворіють менше. Але від них збудник легко може передатися свійським. Якщо у диких птахів за тривалий час спільної еволюції з цим вірусом виробився надійний імунітет, то свійські птахи, позбавлені впливу природного відбору, які змушені жити в штучно створеному середовищі, втратили цей імунітет і стали дуже вразливими щодо інфекції. Вірус теж еволюціонує, виникають нові і нові його штами, причому високопатогенні.
— У світі відомі випадки зараження людини пташиним грипом, зокрема працівників птахоферм. Але ж від людини до людини він не передається?
— Щодо цього у мене є певний сумнів. Судячи з усього, цей вірус дуже мінливий. Його «сорочка» (білкова оболонка) зберігається, а геном видозмінюється. І тому він «невловимий». Через певний час може відбутися гібридизація вірусів, з’являться його нові варіанти, і тоді людина може стати одним із донорів збудника інфекції. Такий сценарій розвитку подій цілком можливий.
— Ви якось сказали, що вірус пташиного грипу у перелітних птахів виявляли ще наприкінці 70-х років. Отже, він був і раніше, десь весь цей час дрімав, і от якісь стресові чинники його розбудили?..
— В Україні дослідження вірусу грипу у птахів започаткувала професор Н.Корнюшенко, нині уже покійна, яка тоді очолювала кафедру вірусології Київського університету. Згодом цей напрям досліджень закрили, аргументуючи тим, що в умовах вузу мати справу з інфекцією небезпечно. Коли я став завкафедрою, то цю тематику частково зберіг. Збудник грипу у перелітних птахів ми виділяли і вивчали. То була латентна форма інфекції. І вже тоді ми передбачали таку ситуацію, яку маємо сьогодні. На жаль, це нікого не зацікавило, окрім науковців.
Хоч це може й страшно звучить, але від того нікуди не по­дітися — ми живемо в умовах екологічної катастрофи. Думаю, що несприятлива еколо­гічна ситуація, кліматичні зміни і призвели до того, що з’явилися такі віруси. Хоча не можна виключати й їх лабораторне походження...
Карта патогенів
і безвірусних зон
— Анатолію Леонідовичу, вірусні захворювання сьогодні завдають значних збитків в агропромисловому комплексі. І не лише в Україні гостро постала ця проблема, а й в усьому світі. Кілька років тому разом з українськими фахівцями мені довелося побувати у відомих наукових та біотехнологічних центрах США, і американські вчені висловлювали серйозне занепокоєння небезпекою вірусної інфекції для рослин та здоров’я людини. Наскільки сільськогосподарські культури у нас вражені вірусними інфекціями?
— Починаючи з 60-х років, ми досліджуємо віруси і вірусні хвороби зернових, зернобобових та ефіроолійних культур, хмелю. Так, ячмінь, пшениця, квасоля, соя в умовах України інфікуються вірусами на 50 — 65%. А це призводить не лише до значних втрат урожаю, а й до зменшення цінних компонентів у насінні. Дослідження показали: в тих агроценозах країни, де інфікованість сягає 70 — 75%, більш як на 60% зменшується процес фіксації азоту бобовими рослинами. Але ж азот — необхідний компонент не лише для рослин, а й для людини. Порушення азотного балансу може мати катастрофічні наслідки.
Патогени вірусної природи завдають також величезної шкоди різним видам тварин, що вирощуються в агропромисловому комплексі України. Значний відсоток свиней у різних регіонах уражено парвовірусом, який викликає муміфікацію плодів, викиди, мертвонародження. Разом із науковцями Українського інституту ветеринарної медицини розроблено методи діагностики, профілактики цієї й інших вірусних хвороб тварин та імунокорекції хворих.
Ми провели моніторинг вірусних інфекцій рослин і тварин АПК України, створили карту патогенів і безвірусних зон (разом з ученими Інституту агроекології і біотехнології УААН). Маючи під рукою таку карту, легко орієнтуватися, де, приміром, можна біотехнологію впроваджувати, а де – ні, оскільки там багато вірусів у грунті, залишках рослин. Крім того, проведено оцінку на вірусоносійство більш як 170 сортів і клонів сільськогосподарських культур: хмелю, соняшнику, пшениці та інших культур.
— Від ваших колег-генетиків доводилося чути, що такої карти поки немає в Європі.
— Таки немає. Дослідження проводилися на основі сучасних методів діагностики вірусних інфекцій, у тому числі і розроблених нашими вченими. Треба відзначити, що у цьому напрямі вірусології багато в чому ми були першими. Ці дослідження започатковані ще в 70-ті роки професором Семеном Московцем, який на той час був директором Інституту мікробіології та вірусології. Зрештою, маю сказати, що рівень робіт у нас не нижчий, ніж у західних колег, — свого часу я як експерт ЄС від України оцінював проекти за програмами INTAS, Копернікус.
— Чи збереглися у нас чисті, тобто безвірусні території?
— Такі території, звичайно, є. Як показали аналізи, сьогодні найменше шкідливих вірусів у грунтах Волинської області. Мабуть, зіграло свою роль те, що тут антропогенне навантаження незначне. А от Запорізька, Харківська — дуже неблагополучні у цьому відношенні області.
Мене дуже непокоїть наразі інше. Не можна продавати землю невігласам, які рік у рік вирощують на ній одну й ту саму культуру, наприклад соняшник. Окрім колосального виснаження грунту, це призводить до розмноження патогенів. Це заражені, хворі землі...
— А чи піддається контролю ситуація в Україні?
— Два-три десятки вірусів ми контролюємо в агропромисловому комплексі (на рослинах і деякі спільно з інститутом ветеринарної медицини на тваринах).
— Чи є у нас відповідна лабораторна база для проведення аналізів на наявність вірусної інфекції?
— Сьогодні в Україні лише шість лабораторій, де можна провести такі аналізи. Це, звичайно ж, замало.
— Як можна запобігти поширенню вірусних хвороб рослин і тварин?
— Перш за все — профілактика. Нині не існує надійних лікарських засобів боротьби з вірусними інфекціями, що пов’язано з особливостями біології їх збудників. А тому найбільш дійовим засобом проти експансії вірусів можна вважати сучасну діагностику і проведення запобіжних профі­лактичних заходів.
До речі, колись із трибуни партз’їзду президент Академії наук СРСР Александров заявив: «Ми винайшли атомну бомбу проти вірусу грипу» (тобто вакцину). Я і мої студенти довго сміялися з такої заявки академіка...
Бактерія плюс вірус – «кохання» до скону
Ще одна ситуація дає підстави для серйозного занепокоєння. Сьогодні закваски для молочнокислої продукції, виробництва сирів ми завозимо з-за кордону. Як показують досліди, корисні бактерії можуть контамінуватися (уражатися) бактеріофагами (вірусами). Контроль цієї продукції на віруси у нас не ведеться. Це не менш, а може, навіть більш загрозливо, ніж пташиний грип.
Проте природа наділила деякі віруси і позитивними якостями. Дослідження, які ми проводимо вже не один рік (на нашій кафедрі є лабораторія вірусів бактерій), дали дуже цікаві результати.
У природі, як відомо, всі процеси збалансовані. Отож, якщо є певний тип бактерій, то існують і споріднені до цих мікроорганізмів віруси. Тобто кожен тип бактерій має в природі «свої» віруси (фаги). Зустрівши бактеріальну клітину, фаг з допомогою спеціального відростка впорскує в неї нуклеїнову кислоту. У «заплідненій» клітині формуються нові віруси, зрештою, її оболонка тріскається, бактерія гине, а віруси шукають інші клітини для свого відтворення. Але помічено, що нерідко ці фаги поводять себе не досить активно. Очевидно, така нехарактерна поведінка вірусів бактерій пов’язана з різкими змінами екологічної обстановки. Ми знайшли спосіб, як підсилювати це «кохання» між вірусом і бактерією.
— Цікаво, що то за «приворот-зілля»?
— Як показують наші лабораторні та виробничі досліди, вірусні препарати проти бактерій — біотехнологічна реальність. Використання таких біопрепаратів (а це наше вітчизняне ноу-хау) при вирощуванні, наприклад, цукрових буряків дає змогу отримувати врожай у півтора-два рази вищий. При обробці рослини вірус включається в процес ліквідації бактерій на основі лізису (знищення). Після цього гине і вірус, бо він адаптований тільки до певних видів бактерій, що знищують цукровий буряк, пшеницю, соняшники та інші культури.
Торік я побував у Голландії, де мене запросили прочитати лекцію на тему «Віруси та їх використання в біотехнології». Десь півтори години я розпо­відав про те, що ми знаємо і вже робимо. Після лекції в аудиторії запала мертва тиша, а далі зарубіжні колеги кинулися мене вітати, запросили до інституту рослин. Там похвалилися, що починають переходити на бактеріофаги. Коли я розповів про наші дослідження, вони були здивовані, просили продати розробку. Я ж запропонував створити спільний міжнародний проект. Побачимо, що з того вийде...
— Вірус проти раку — це не фантастика?.. Яка доля ваших досліджень у цьому напрямі?
— Гадаю, це дуже перспективний напрям досліджень. Так, якщо ввести геном певного вірусу у пухлинні клітини, то такі клітини гинуть. Мені пощастило знайти штами рослинних вірусів, які можуть працювати як «чистильники» таких клітин, забираючи в них білки. У результаті клітина відмирає. Тобто рак можна лікувати з допомогою нуклеїнових кислот деяких вірусів. Дослідження ми проводили разом із науковцями Інституту онкології та радіології ім. Кавецького і Інституту мікробіології та вірусології ім. Заболотного. Маємо публікації на цю тему. Крім того, у міжнародному банку вірусів, який знаходиться у Великобританії, ми зареєстрували штами, які дуже добре себе зарекомендували у цих дослідженнях. Звичайно, фінансова скрута не дає нам змоги розгорнути ці роботи, однак є сподівання, що вони будуть продовжені.
Ми живемо в епоху біотероризму
— Наскільки мені відомо, ви досліджували, що відбувається з вірусами при підвищеному радіаційному фоні. Які результати цих досліджень?
— З наукового погляду вони надзвичайно цікаві, а для життя все це не так привабливо. Чорнобильська катастрофа породила нові варіанти вірусів. Ми навіть реєструємо їх у вже згаданому міжнародному центрі. Для науки цей матеріал просто-таки безцінний. І дуже прикро, що ми так бездарно і нерозумно розпорядилися Чорнобилем з погляду вірусології. Це ж величезна лабораторія просто неба. Там є й нові мікроорганізми, які можуть бути продуцентами антибіотиків, біологічно активних речовин, і невідомі раніше варіанти вірусів. Так, ми виявили декілька варіантів вірусу тютюнової мозаїки. Сьогодні цей вірус вражає близько 400 видів рослин, а також викликає зміни в клітинах ссавців. Висока мінливість штамів в умовах радіації призводить до інфікування дедалі ширшого спектра рослин. Загалом до аварії існувало набагато більше чистих територій для вирощування безвірусних культур.
Сьогодні віруси Рабдогрупи — а це, зокрема, збудники таких хвороб, як сказ у тварин, краснуха коропа, вазикулярний стоматит у ссавців — знаходимо у 60 видів рослин (пшениця, цукровий буряк, хміль, малина, чорна смородина і т. д.) Так-так, вірус краснухи коропа дуже схожий на вірус жовтої карликовості картоплі і вірус сказу. А віруси, які знаходимо на соняшнику, за своєю фізико-хімічною структурою подібні до Бунья-вірусів, що вражають чорно­шкіре населення Африки. Я сам запитую себе: коли і чому відбулося скособочення в еволюції і до чого це може призвести?.. Єдине, що нас рятує, — геном у рослинних вірусів влаштований по-іншому. Але де гарантія, що через якісь стресові чинники такі віруси від рослин не перейдуть на тварин чи людину?
— Невтішна перспектива…
— Треба дивитися у вічі реальності — нині всі вразливі ніші у нашій дійсності займають віруси. Антропогенні фактори та техногенні катастрофи породжують нові варіанти вірусів. І нам потрібно бути до цього готовими.
— Ми живемо в епоху біотероризму. І водночас вражає абсолютна незахищеність людей перед такою загрозою. За рубежем у цьому напрямі ведуться серйозні дослідження, створюються програми протидії біотероризму. А у нас?..
— Якщо можна було б зібрати всі доповідні, які я написав у відповідні органи за останні роки, то вийшов би, мабуть, цілий том. Я не приховував, що нас може очікувати, якщо ми не будемо контролювати ситуацію. Сьогодні потрібен контроль не лише сільськогосподарських рослин, а і м’яса, риби, молочної продукції. Віруси — це такі популяції, що самі медики з ними не впораються. Вважаю, що нині курс вірусології треба читати й інженеру, й архітектору, і журналісту... І вкрай необхідно створити централізований державний орган з проблем біобезпеки, до якого б увійшли авторитетні і висококваліфіковані фахівці, а не ті, хто пускатиме бюджетні кошти на вітер та займатиметься політичною тріскотнею.