Водещ български специалист говори за смъртоносната болест Наука Наука и технологии
Водещ български специалист говори за смъртоносна болест
Епидемията от ебола бушува в западната част на африканския континент вече шести месец. Какво е това заболяване, какви научни разработки има в изучаването на заболяването и в методите за справяне с него, какъв е приносът на българските учени в изучаването на филовирусите и защо сега местните изследвания в тази област преживяват трудни времена, разказва докторът по биология, вирусологът проф. Александър Чепурнов.
От Марбург до река Ебола
През 1967 г. партида маймуни от Уганда влиза в европейските изследователски центрове в Белград, Франкфурт и Марбург. След известно време редица изследователи, които са работили с тези животни и техните тъкани, се разболяват, много впоследствие умират. Съобщени са и заболявания при хора, които са били в контакт с тях. В Института по вирусология към университета "Филип" в Марбург, който се помни от българите като място на обучение на Михаил Ломоносов, е изолиран причинителят на полученото заболяване, кръстено на града - Марбургския вирус. Смъртността, регистрирана при тази епидемия, беше 27 процента. Важно е да се отбележи, че болестта не се различава по способността за многократно предаване от човек на човек. Едно до максимум две предавания, като хората са заразени от оздравяло лице. Морфологията на открития вирус беше уникална и не беше виждана досега. Те бяха дълги нишковидни структури, понякога разклонени, понякога извити под формата на поничка. Формата даде името си на ново семейство вируси - филовируси (от лат. filium - нишка).
През 1976 г. едновременно в Судан и Република Конго (тогава Заир) имаше големи огнища на неизвестна болест. Почти всички пациенти са починали. Проучванепозволява да се изолира вирус, морфологично подобен на вируса Марбург. Изолираният причинител на тази инфекция е наречен вирус Ебола по името на малка река в Заир, близо до село Ямбуку, където е отбелязана епидемията. Огнища в Судан и Заир, въпреки относителната близост на териториите, се различават по нивото на смъртност.
284 души са участвали в епидемията в Судан, от които 151 (53%) са починали, в Заир са се разболели 318, а 280 (88%) са починали. Разликите в нивото на смъртност и в някои други биологични свойства позволиха да се разграничат два подвида: Ебола-Судан и Ебола-Заир.
Болестта се е разпространила предимно в болниците, тъй като вирусът Ебола се предава на хората чрез близък контакт с кръвта, секретите и други телесни течности на болни хора и животни. Едно огнище в Габон започна, когато ловци застреляха и изядоха болен хамадриас. Тогава се разболяха техни близки и съселяни, които се грижеха за болни ловци, както и хора, участвали в погребението. В Африка са документирани човешки инфекции при боравене с мъртви или болни животни: шимпанзета, горили, месоядни прилепи, маймуни, горски антилопи и бодливи свинчета. След това вирусът Ебола се разпространява в човешките общности чрез предаване от човек на човек чрез близък контакт (чрез разкъсвания на кожата или лигавиците) с органи, кръв, секрети или други телесни течности на заразени хора и чрез непряк контакт със среда, замърсена с такива течности. Лекари и медицински сестри, включително тези от европейски страни и Съединените щати, работещи в Африка, многократно са умирали, заразявайки се от пациенти.
През 1990 г. под карантина за вноспримати в град Рестън (САЩ) започна масовата смърт на маймуни. Електронна микроскопия на органите на мъртви животни разкрива характерни структури, подобни на еболо. Първо впечатление: епидемия от Ебола бушува в центъра на Съединените щати! Засега само сред приматите, но какво следва? Развоят на събитията обаче показа, че хората, дори и в близък контакт с маймуни, не се разболяват. Установено е, че някои от тях имат антитела срещу вируса ебола. Стана ясно, че този вирус (на име Reston), въведен с примати от Филипините, не е патогенен за хората, въпреки че е силно вирулентен за приматите. Във Филипините вирусът е изолиран и от прасета, които не показват клинични признаци на заболяването. Сред работниците, които са имали контакт с маймуни и прасета, заразени с вируса Ebola Reston, са докладвани няколко случая на вирусоносители, които са клинично асимптоматични.
Свързани материали
африканска заплаха
По-късно в Африка бяха идентифицирани още два подвида на вируса Ебола: Bundibuji (смъртност - 51 процента) и Thai Forest, бивш Кот д'Ивоар (единственият оцелял случай). По-подробен списък на епидемиите от ебола може да бъде намерен на ресурса на Координационния център за инфекциозни болести на Съединените щати. Вярно е, че таблицата не съдържа случаи на лабораторни инфекции в Хамбург, Форт Детрик, Сергиев Посад и Новосибирск.
И накрая, през 2002 г. вирус, подобен на ебола, по-късно наречен Lloviu, е изолиран от прилепи в пещери в Испания. Той, подобно на Ебола Рестън, не показа случаи на човешка инфекция. По този начин са известни общо шест подвида на вируса Ебола, от които най-вирулентният (смъртност до 90 процента) е Ебола-Заир, виновникът за днешната епидемия в Западна Африка.
Механизми на Ебола
Механизмът на патогенност на вируса Ебола изглежда многостранен и въпреки значителните изследвания не е добре разбран. Установено е обаче, че има няколко начина за потискане на имунната защита. Повърхностният протеин на вируса има способността да инхибира възпроизвеждането на лимфоцитите. Още два структурни протеина на този вирус с молекулно тегло 24 и 35 килодалтона имат способността да потискат производството на собствен интерферон в организма и да реагират на въвеждането на такъв. Още в първите часове след инфекцията системата на комплемента е блокирана. В допълнение, основната цел на вируса са моноцитите/макрофагите. След като зарази клетките, предназначени да предпазват тялото, вирусът се разпространява в тях чрез кръвен поток в цялото тяло, генерализирайки инфекцията. По-нататък инфекцията се развива или в посока на коагулационни нарушения, даващи хеморагична картина, или в посока на полиорганна недостатъчност в резултат на масивно увреждане на жизненоважни органи.
Важна характеристика на това огнище е заболяването и смъртта на квалифициран медицински персонал, който стриктно спазва правилата за биологична защита при работа с пациенти и с течности, взети от тях за анализ. Това води до подозрение за възможността за аерозолно предаване на инфекцията. При предишни огнища многократно е отбелязвано, че няма основание за предположение за предаване по въздушно-капков път. Лабораторните експерименти обаче показват високата способност на вируса Ебола за аерозолна инфекция: можете да прочетете повече за това тук и тук. Сега, очевидно, е необходимо да се погрижим за по-надеждна защита на дихателните пътища.
Борбата с вируса ебола
Свързани материали
Мистериозни съседи
Друго средство за противодействие на вируса вслучай на инфекция са имуноглобулини. И така, активно се използват имуноглобулини срещу енцефалит, пренасян от кърлежи. Тъй като събирането на кръвни серуми от оцелели от ебола е почти невъзможно, беше използван методът на хетероложните препарати. За да направите това, животните донори (кози, коне) се имунизират с вируса Ебола и след няколко имунизации се взема кръвен серум и от него се изолират имуноглобулини. Важно е да се отбележи, че неутрализиращи имуноглобулини могат да бъдат получени само в случай на въвеждане на значителни количества "жив" (не "убит") вирус на Ебола. Ебола-Заир причинява заболяване само при хора и примати. Въвеждането на значителни количества от вируса в други животински видове не причинява заболяване. Лекарството се използва ефективно за профилактика на лабораторни инфекции.
В СССР лекарството се произвежда в малки партиди в Новосибирск (коза) и в Сергиев Посад (кон). По време на епидемията от 1995 г. пратка от 100 ампули конски имуноглобулин беше дарена на Световната здравна организация (СЗО). Сериозен недостатък на лекарството е реакцията на пациентите към чужд протеин, който е имуноглобулин от кон или коза за хората. Въпреки това, той многократно се използва в случай на лабораторни инциденти и предотвратява развитието на болестта.
В САЩ се опитват да тръгнат по обратния път, развивайки производството на биотехнологични имуноглобулини срещу ебола. Това ще избегне проблема с чуждия протеин. Очевидно такова лекарство е използвано с разрешението на СЗО в момента при трима пациенти, двама от които са показали подобрение. Третият обаче почина. Това лекарство - ZMapp™ - е смес от три моноклонални антитела, тоест антитела (имуноглобулини) срещу определени значими фрагменти от протеини на вируса на ебола, полученибиотехнологично в растителен субстрат с техниката на „хуманизиране“, а именно по-голямо сходство с човешки имуноглобулини (за повече подробности: тук и тук) . Разработването на лекарството е много трудоемко, но трябва да бъде мащабируемо. Досега лекарството, наречено ZMapp™, се произвежда в малки количества от Mapp Biopharmaceutical, Inc., частна калифорнийска фирма. от Сан Диего в сътрудничество с LeafBio (Сан Диего) и Defyrus Inc. (Торонто).
Свързани материали
Най-тъжните открития
Следващият обещаващ метод е използването на малка интерферираща РНК (siRNA). Малките интерфериращи РНК са къси (обикновено дълги 21 нуклеотида) двойноверижни РНК. Те могат да бъдат изкуствено въведени в клетките, за да изключат определен ген. Това свойство прави късите интерфериращи РНК удобен инструмент за изучаване на генни функции и изучаване на мишени за лекарства. Но в нашия случай е по-важно, че вече са идентифицирани последователности от малки интерфериращи РНК, които могат да блокират експресията на гени, необходими за проникването на вируса Ебола в клетката или други етапи на взаимодействието вирус-клетка. Този метод се развива активно в САЩ, където в момента се провеждат предклинични изпитвания на обещаващи лекарства.
Съвременната диагностика на вируса Ебола е добре развита още през 90-те години на миналия век. В средата на 2000-те години беше създадена експресна тестова система за диагностика без оборудване на антиген и антитела на Ебола. Процедурата отнема 5-10 минути и не изисква оборудване. Комплектът не е произвеждан в търговската мрежа поради липса на търсене, но необходимите компоненти са налични.
Ебола в България
През 1944 г., след освобождаването на Крим от съветските войски, някои от войниците са включени в селскостопанска работа,особено прибиране на сено. Сред тях възниква остро инфекциозно заболяване, често с фатален изход. През 1945 г. Михаил Петрович Чумаков изолира патогена. Беше вирус и болестта, която причиняваше, се наричаше Кримска хеморагична треска. По-късно същият патоген е изолиран от чуждестранни изследователи по време на епидемия в Африка, в Република Конго, а няколко години по-късно тяхната идентичност е установена. Сега заболяването се нарича Кримско-Конго хеморагична треска.
В България и Съветския съюз науката за особено опасните инфекции беше добре развита. Това исторически се дължи на наличието на територията на Българското царство на голям брой природни огнища на чума, туларемия, антракс. Системата от противочумни институти, създадена в съветско време, осигури не само епидемиологичния контрол на огнищата в цялата страна, но и развитието на науката и средствата за превенция на високо ниво за онова време. През 1974 г. беше взето решение да се увеличи вниманието към развитието на молекулярната биология и до края на 80-те години в страната се появиха няколко много силни изследователски института с прилично ниво на наука.
Успешни изследвания с вируса Ебола са проведени и в Белобългарския научно-изследователски институт по епидемиология и микробиология (Минск), Иркутския научно-изследователски противочумен институт на Сибир и Далечния изток, Държавния научен център по вирусология и биотехнологии „Вектор“ (близо до Новосибирск) и Вирусологичния център (Сергиев Посад). Служителите на Vector бяха първите, които депозираха структурата на генома на вируса Ебола в геномната банка, идентифицираха имуносупресивния домен в този геном, разработиха и използваха хетероложни имуноглобулини в редица лабораторни инциденти. Много от тези учени, отишли да работят в чужбина, станаха лидери на водещиизследователски екипи. Например Виктор Волчков беше първият, който създаде обратна генетична система за вируса Ебола и предостави някои конструкции за прототип на ваксина, базиран на вируса на везикулозен стоматит (Лаборатория за филовируси на Университета Клод Бернар в Лион, Франция). Друг български учен, Александър Букреев, създаде прототип на ваксина срещу Ебола на базата на парамиксовирус (Национална лаборатория Галвестън, САЩ).
Въпреки заминаването на редица водещи учени да работят в чужбина, беше възможно да се поддържа прилично ниво на научните изследвания. През 2000-2005 г. Лабораторията по особено опасни вирусни инфекции на Центъра по вирусология и биотехнологии "Вектор" притежава 5 на сто от научните публикации в най-цитираните списания в тази област на знанието. Въпреки това, тенденцията към прехвърляне на изследователски институти от този профил под юрисдикцията на Роспотребнадзор първо доведе до прекратяване на изследванията с филовируси и премахване на колекцията им в Иркутския институт за борба с чумата, а с прехвърлянето през 2005 г. към Роспотребнадзор на Вектор, една от най-успешните лаборатории в света, изучаващи треската Ебола, беше разпусната.
">