Ультравирусы — мельчайшие возбудители многочисленных заболеваний человека, животных и растений. Потери людей от вирусных заболеваний (грипп, корь, полиомиелит, натуральная оспа, ветреная оспа, свинка, энцефалит, жёлтая лихорадка и пр.) так же значительны, как и от бактериальных инфекций. В ветеринарии и агрономии с вирусами связаны наиболее грозные вспышки (эпизоотии) среди лошадей, рогатого скота, свиней, овец, пушных зверей, домашней птицы, а также среди рыб и насекомых в прудовом хозяйстве, шелководстве, пчеловодстве. Некоторые из этих болезней (например ящур) могут переходить и на человека. Огромный ущерб народному хозяйству приносят вирусы растений, поражающие разнообразные зерновые, технические, плодовые и овощные культуры. Многие учёные считают, что бактериофаги, разрушающие клетки бактерий, представляют собой не что иное, как вирусные болезни микробов.
В наше время среди заболеваний, недостаточно обследованных наукой, всё чаще обнаруживаются заболевания вирусной природы. Так, в последние годы некоторые опухоли, не только доброкачественные, но и злокачественные, оказались связанными с жизнедеятельностью вирусов.
Вирусные болезни человека можно разделить на несколько групп в зависимости от особенностей вызываемых ими болезней. Известна большая группа вирусных инфекций с преимущественным поражением кожи (оспа, ветрянка, корь). Другая группа вирусов поражает ткани дыхательных путей (грипп, вирусная пневмония, вирусный насморк). Известна обширная группа вирусных болезней человека, при которых особенно страдает нервная система (детский паралич, воспаление мозга, бешенство). Другие вирусы вызывают поражения внутренних органов (вирусная желтуха, жёлтая лихорадка) или кровеносных сосудов (геморрагические лихорадки Дальнего Востока, Сибири, Крыма).
У домашних животных вирусы являются виновниками ящура рогатого скота, чумы свиней, коров и кур, анемии лошадей. Известны многочисленные вирусные болезни растений, поражающие зерновые, технические и плодовые культуры. Таковы болезни табака, помидоров, сахарной свёклы и многих других растений.
Из всех известных нам микробов вирусы — самые требовательные к определённым условиям, в которых они могут развиваться. Они могут размножаться только внутри живых клеток. Но и к живым клеткам они относятся с большим выбором. Во-первых, вирусы, поражающие человека и животных, будут размножаться только в животных клетках. Во-вторых, они будут расти только в клетках животных, восприимчивых к данному вирусу. В-третьих, многие вирусы размножаются только в клетках определённых тканей животного. Например, вирус человеческого гриппа размножается только в клетках, выстилающих поверхность дыхательных путей человека, хорька, белой мыши или белой крысы. Вирус бешенства размножается только в клетках центральной нервной системы теплокровных животных. К некоторым вирусам человека восприимчивы только обезьяны. Это вирус кори, вирус полиомиелита.
Нелегко разобраться в поведении вируса в целостном, сложно устроенном организме. Поэтому учёные давно стремились упростить технику культивирования вирусов. Известно, что некоторые ткани животных удаётся длительно культивировать вне организма в сосуде с раствором питательных веществ. Уже давно погибло животное, из которого был вырезан кусочек ткани, а ткань при постоянном обновлении питательной среды живёт десятки лет. Нельзя ли такие ткани заразить вирусом?
Оказывается, можно. Живут и размножаются в маленькой влажной камере в капельке питательной среды клетки из кусочка куриного эмбриона, живут и размножаются в этих клетках возбудители оспы, бешенства и других вирусных заболеваний человека. Такую ткань можно непосредственно наблюдать в микроскоп и изучать, как изменяются клетки под влиянием вируса. Но в маленькой капле быстро накапливаются продукты распада ткани, и если не перенести кусочек этой ткани с вирусом в свежую питательную среду, то ткань быстро погибает, погибает тогда и вирус. Можно поместить ткань в небольшой флакон, здесь уже можно отсосать стерильной пипеткой испорченную питательную среду и заменить её новой. В таких условиях вирус будет жить несколько месяцев.
Много важных вопросов о биологии вируса, о его взаимоотношении с клеткой было разрешено при помощи метода культуры тканей. Но всё же этот метод очень сложен и не совсем доступен для каждой лаборатории. Нужен большой опыт, чтобы культивировать ткань вне организма, чтобы поддерживать её в десятках пересевов, не заразив из воздуха посторонним микробом. Трудно получить этим методом большое количество вируса, необходимое для приготовления вакцины, предназначенной для предупреждения вирусного заболевания.
Нельзя ли упростить технику культивирования вирусов? Как добиться того, чтобы каждая лаборатория могла изучать эти самые мелкие и самые прихотливые из известных нам форм живой материи?
Выход был найден… в простом курином яйце. Вирусологи установили следующий интересный факт. Почти все вирусы, так разборчиво относившиеся к различным живым клеткам человека и животных, прекрасно размножались в тканях, оболочках и жидкостях развивающегося куриного зародыша. Куриное яйцо с живым эмбрионом оказалось почти универсальной питательной средой для очень многих вирусов. И вот к зоологическому и ботаническому саду вирусологической лаборатории прибавились еще курятник и инкубатор для выращивания эмбрионов.
Благодаря широкому применению выращивания вирусов в куриных эмбрионах во многих случаях оказались ненужными дорогостоящие животные. Тысячи белых мышей удалось заменить куриными яйцами. Куриное яйцо относительно дёшево, его легко достать везде в нужном количестве. Оно не нуждается в корме, в клетках. Яйцо легко применять в опытах: стоит только создать постоянную температуру в инкубаторе — около 38° — и несколько увлажнить воздух, как куриный зародыш оплодотворённого яйца начнёт безотказно развиваться. Замкнутая полость яйца хорошо защищает зародыш от проникновения посторонних бактерий. В отличие от лабораторных животных куриный эмбрион свободен от случайных вирусных инфекций, которые часто путают наблюдателя и служат причиной серьёзных ошибок при изучении вирусов на животных.
Техника заражения куриного эмбриона очень проста. В скорлупе проделывается маленькое отверстие. Шприцем вводится материал, содержащий вирус. Вирус можно ввести и в жидкость, в которой плавает куриный зародыш, и на покрывающие его оболочки, и в желток, и даже в мозг и мышцы самого эмбриона. После заражения отверстие заливается стерильным парафином, и яйцо помещается в инкубатор. Уже за двое-трое суток вирус сильно размножится в яйце, и его концентрация увеличивается в миллионы раз.
Еще не так давно вирусы относились к группе невидимых возбудителей, сейчас это уже не соответствует фактам. Частицы наиболее крупных вирусов (элементарные тельца оспы-ветрянки) хорошо видны даже в обычные оптические микроскопы при особых способах окрашивания. Внешний вид ряда мелких и мельчайших вирусов (вирусы гриппа, бактериофаги, вирус энцефалитов) заснят при помощи электронного микроскопа, дающего увеличение от 20 тысяч до 100 тысяч раз (рис. 32). Электронная микроскопия открыла сложную внутреннюю структуру некоторых вирусов и бактериофагов, напоминающую строение бактерий (рис. 33 и 34). При помощи электронного микроскопа быстро расширяются наши знания о строении вирусов, столь важные для понимания их биологической природы.
Ничтожная величина вирусов требует измерять их диаметр не тысячными долями миллиметра
