Анастасия Коновалова

Часть первая. Санкт-Петербург

История Дмитрия Иосифовича Ивановского — великого ученого, которого называют первооткрывателем вирусов, началась на Петровской улице в Санкт-Петербурге. Эта улица в Северной столице существует до сих пор. В 1870 году в доме 13 на Петровской поселилась семья Ивановских — мать и пятеро детей. Мария Ивановская переехала в столицу из села Низы Петербургской губернии (сейчас это деревня в Новгородской области) после гибели мужа — небогатого чиновника. Главной задачей матери было достойное образование детей. Жили очень бедно, на пенсию вдовы. 

Задумка бедной, но дальновидной вдовы удалась: все ее дети успешно окончили гимназию и многого добились. Старший сын, Николай, стал ветеринаром. Младший — Дмитрий — окончил престижную Ларинскую гимназию и поступил в Санкт-Петербургский университет, в то время — самый престижный вуз страны.

Бедное детство, усердная учеба и конкуренция с детьми из более обеспеченных семей в гимназии повлияли на характер Дмитрия. Ивановский вырос амбициозным, но замкнутым и скромным. Так ученого описывают в книгах советского времени его ученики и современники. В какой-то степени эти черты характера повлияли на его дальнейшую судьбу. 

В Санкт-Петербургском университете конца XX века работали лучшие русские ученые, общественные деятели, писатели и художники: Дмитрий Менделеев, Иван Павлов, Климент Тимирязев, Петр Столыпин, Михаил Врубель и многие другие. Это было время сложной общественной ситуации в стране и жесткой цензуры, но одновременно — расцвет российской науки. Российская наука двигалась вслед за международным трендом: именно в 70–80-х годах XIX века в мире начала активно развиваться микробиология, публиковались работы Луи Пастера и Роберта Коха. 

Однокурсником и близким другом Ивановского был родной брат Ленина, Александр Ульянов, которого казнят в 1887 году за покушение на императора Александра III. 

На четвертом курсе университета Дмитрий Ивановский останавливается на изучении ботаники. Уже со студенчества наука для него была практически всем. В книге «Дмитрий Ивановский и открытие вирусов» (Вайндрах Г. М., Княжанский О. М., 1948 год) упоминается, что ученый был «скромный и замкнутый, со склонностью к раздумьям и самооценке». Наверное, сегодня Ивановского можно было бы назвать человеком, склонным к депрессии и саморефлексии, с низкой самооценкой, несмотря на большой талант.

«Я не знаю, чего хочу от жизни и есть ли смысл в том, чем я занимаюсь. Порой на меня находит отчаянье, я завидую другим коллегам, четко идущим по намеченному пути», — так напишет Ивановский в своем дневнике всего за несколько лет до гениального открытия, сделавшего его знаменитым в наше время (цитата из книги «Дмитрий Ивановский и открытие вирусов» Вайндрах Г. М., Княжанский О. М., 1948 год). 

Часть вторая. Табачная мозаика

После учебы Ивановский остался работать в университете, и, когда ему было всего 28 лет, ученому поручили важную практическую задачу. В южных регионах страны плантации табака страдали от странной болезни, уничтожающей урожай. В те годы эта отрасль была важной частью экономики. Ивановский вместе с другими учеными Санкт-Петербургского университета отправился в экспедицию на юг: в Бессарабию, Крым и в другие регионы. 

Отобрав образцы листьев табака на южных плантациях, Ивановский решил поставить эксперимент, который уже проводили в научной группе Луи Пастера. Ученый использовал фильтр Шамберлена — это колба или пробирка с мелкопористым керамическим фильтром внутри. Через фильтр Ивановский пропускал сок из листьев табака, зараженного болезнью. Задумка была в том, что на фильтре с очень мелкими порами должны были задерживаться бактерии — возбудители болезни. Затем бактерии с фильтра можно было извлечь и изучить с помощью микроскопа. 

Но, к удивлению Ивановского, после многочисленных экспериментов с соком табачных листьев на фильтрах никаких бактерий не оказалось. Более того, профильтрованный сок сохранял заразность. 

Ивановский предположил, что он имеет дело с «ультрамикробом» — то есть с бактериями, которые имеют очень маленький размер. Это было абсолютно новое слово в науке тогда. Ивановский опубликовал результаты своей работы в Императорском журнале Академии наук на немецком языке, но широкого распространения она не получила.

Алексей Потехин
кандидат биологических наук, профессор кафедры микробиологии СПбГУ

С докладом о происхождении болезней табака и открытии новых «ультрамикробов» — которые позже назовут вирусами — Ивановский выступил в Академии наук в Санкт-Петербурге в 1892 году. Но, судя по всему, особого признания среди ученых работа не получила. Тогда никто не мог и предположить, что под «ультрамикробами» скрывалась совершенно уникальная, отдельная и многочисленная группа неклеточных организмов — вирусы. К сожалению, сам Ивановский тогда тоже не придал должного значения своим опытам. 

Из-за скептического принятия работы в научных кругах и сомнений в себе Ивановский отложил дальнейшую работу по теме и продолжил заниматься ботаникой. Так как мозаичная болезнь табака была проблемой не только в России, владельцы табачных плантаций финансировали исследования во всем мире. В 1898 году знаменитый голландский микробиолог Мартин Бейеринк повторил опыты Ивановского с соком табачных листьев, не зная о работе ученого из Санкт-Петербурга. 

Бейеринк пошел немного дальше — он предположил, что болезнь вызывает не микроб, а другая, неклеточная форма жизни. Он придумал название «фильтрующийся яд», то есть, по-латыни, «фильтрующийся virus» — отсюда и пошло слово «вирусы». Потом слово «фильтрующийся» пропало, осталось только «вирус». 

Нужно отдать должное Бейеринку. Когда голландец готовился публиковать результаты своих опытов, он нашел статью Ивановского и процитировал ее. Таким образом Ивановский получил звание первооткрывателя «мира ультрамикробов», то есть вирусов. 

Часть третья. В мире развивается новая наука

С середины 1890-х в мире появляется все больше публикаций об инфекционных агентах, похожих на «ультрамикробы» Ивановского. То есть стремительно развивается вирусология. В 1897 году Фридрих Лёффер описал похожую природу ящура — заразной болезни коров. В 1901 году американский хирург Уолтер Рид установил вирусную природу желтой лихорадки — болезни, унесшей много жизней, особенно в Африке и в Южной Америке, например в Аргентине. В 1911 году Френсис Раус установил вирусное происхождение саркомы Рауса. 

Впервые увидеть вирус и получить его фото ученые смогли только в 1939 году — когда появился электронный микроскоп. Но Ивановский до этого момента не дожил, в его времена были только световые микроскопы, разрешение которых не позволяло рассмотреть вирусы.

Американский вирусолог Уэнделл Стенли, получивший в 1946 году Нобелевскую премию по химии за исследование вируса табачной мозаики, признавал вклад Ивановского в становление вирусологии. В научной статье 1941 году Стенли писал: «Вирусы были открыты в 1892 году, когда Ивановский обнаружил, что возбудитель мозаичной болезни табака проходит через фильтр, задерживающий бактерии».

Часть четвертая. Все пошло не так

К сожалению, судьба Ивановского сложилась не так прекрасно, как могла бы у ученого, внесшего огромный вклад в науку. При жизни он не получил признания и даже не искал его.

В 1901 году Ивановский был вынужден покинуть Санкт-Петербургский университет по не очень понятным причинам. Вместе с женой исследователь уехал в Варшаву, где его приняли на позицию профессора в Варшавском императорском университете. Там Ивановский работал до 1915 года и создал лабораторию по физиологии растений и профильную библиотеку. В период жизни в Варшаве в семье ученого случилась трагедия — от туберкулеза погиб единственный сын. 

Когда началась Первая мировая война и Ивановским пришлось эвакуироваться из Варшавы в Ростов, Дмитрий Иосифович уже сильно постарел и был совсем седым. Эвакуация университета из Варшавы происходила в спешке: на сборы оборудования и книг сотрудникам дали один день.

В Ростове-на-Дону Ивановскому пришлось начинать все с нуля и восстанавливать свою лабораторию на новом месте — в доме на Большой Садовой улице, где сейчас находится здание Южного федерального университета. 

Здоровье и возможности Ивановского окончательно пошатнули революция в 1917 году и начавшаяся затяжная гражданская война. А еще — в мире началась пандемия испанского гриппа. Тем не менее в Ростове Ивановский успел оставить несколько своих последователей и написать большой фундаментальный труд, но не по вирусологии, а по ботанике — «Физиологию растений». Этот учебник до сих пор считается одним из лучших классических изданий по ботанике.

Ученого не стало в 1920 году: в разных источниках указаны разные версии смерти: заражение испанским гриппом или болезнь печени. Жена Ивановского погибла во время гражданской войны от голода. 

Хотя жизнь Ивановского и его семьи закончилась трагически, открытие вирусов помогло понять природу многих болезней и научиться их лечить. Это был созидательный труд, который объединил все человечество и помог спасти миллионы жизней.

Соседи по планете

Хотя сейчас в это верится с трудом, пандемия COVID-19 рано или поздно закончится. Но все больше ученых и экспертов в области эпидемиологии призывают правительства стран уже сегодня начать подготовку к новой пандемии. Расчеты международной группы исследователей, опубликованные в журнале Национальной академии наук США, показывают, что в ближайшие 59 лет в любой момент высока вероятность новой мировой эпидемии, не уступающей по масштабу COVID-19. О том, что новые вирусы могут быть более заразными и смертельными, предупредила и профессор Оксфордского университета Сара Гилберт — одна из разработчиков вакцины AstraZeneca. 

У науки есть основания для таких заявлений: за последние 40 лет в мире увеличилось число вспышек новых инфекционных болезней — их называют эмерджентными. Около 72% таких инфекций приходят из мира животных из-за разрушения их среды обитания и глобального потепления. Как полагают эксперты Всемирной организации здравоохранения животных, источником новой пандемии, скорее всего, тоже станут братья наши меньшие, которые являются носителями миллионов вирусов и других инфекций, еще неизвестных науке.

«Самое опасное — это отлов диких животных для продажи», — объясняет профессор Алексей Ермаков, декан факультета биоинженерии и ветеринарной медицины Донского государственного технического университета (ДГТУ). Рынок незаконной торговли дикими животными огромен, уступает разве что контрабанде оружия или наркотиков, объясняет Ермаков. Но есть и другие опасности.

Из-за урбанизации, вырубки лесов и глобального потепления животные вынуждены искать новые места обитания, перемещаться. Это приводит к непредсказуемым путям передачи инфекций от животных к человеку.

По словам профессора Ермакова, у коронавирусов достаточно большой потенциал, чтобы стать источником новой пандемии, поэтому необходимо их пристальное изучение. Больше года назад сотрудники ДГТУ получили грант на исследование коронавирусных инфекций у животных юга России. В первую очередь внимание уделяется синантропным зверям, то есть тем, которые живут в городах вблизи мест обитания человека. На юге России это летучие мыши, ежи и крысы.

В XXI веке коронавирусы уже трижды вызывали эпидемии — атипичную пневмонию, ближневосточный респираторный синдром и COVID-19. Опасность коронавирусов — в их изменчивости и способности переходить межвидовой барьер. То же самое можно сказать и про вирусы гриппа — они лидируют среди «подозреваемых» в провокации новой потенциальной эпидемии, по оценкам ВОЗ. 

Агент X

Одним из первых о необходимости подготовки к новой пандемии заявил глава Всемирной организации здравоохранения Тедрос Аданом Гебрейесус. Эксперты ВОЗ составили список инфекций — известных вирусов, бактерий и других микробов, которые могут стать причиной эпидемий и за которыми ученые следят особенно пристально. 

Но опасность может прийти откуда не ждали. В 2018 году ВОЗ впервые включила в список приоритетных болезней так называемую болезнь Х. Это неизвестная на сегодня инфекция, которая, как полагают ученые, может перейти от животных к человеку и вызвать серьезную эпидемию или пандемию в будущем. 

Прежде всего это летучие мыши, крысы, птицы — те, кто живет большими плотными группами или стаями. Когда много животных находится в тесном пространстве, например в пещере, это помогает вирусам быстрее меняться, мутировать. 

Летучие мыши и крыланы — их ближайшие родственники — получили особое внимание журналистов и ученых из-за особенностей своей иммунной системы. Рукокрылые — единственные млекопитающие, способные летать. Из-за этой способности у мышей в ходе эволюции появилось два уникальных качества. Во-первых, в их организме развиваются устойчивые к температуре вирусы, которые не погибают во время лихорадки у других животных и человека. Во-вторых, сами летучие мыши от таких вирусов чаще всего не страдают. Именно поэтому людям так опасно заходить на территорию летучих мышей, разрушать леса, где мыши живут, и употреблять животных в пищу. Ученые признают: рукокрылые — ящик Пандоры со множеством еще неизвестных инфекций.

Смертельная дюжина

Смертельная дюжина — так эксперты Общества охраны дикой природы назвали 12 инфекций, масштабы распространения которых зависят от изменения климата. К ним относятся грипп птиц, туберкулез, сальмонеллез, лихорадка Западного Нила, клещевой энцефалит и другие заразные болезни человека и животных. 

«Глобальное потепление — это такой множитель угроз, который влияет на распространение болезней и на продовольственную безопасность, — считает эксперт Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН доктор Витторио Фаттори. — Например, из-за повышенных температур люди чаще заражаются сальмонеллезом и кампилобактериозом, особенно в развивающихся странах». 

Сальмонеллез — пищевая бактериальная инфекция. Как правило, люди заражаются сальмонеллой, если едят плохо термически обработанное мясо и молоко, зараженные яйца — продукты животного происхождения. Но есть и другие пути заражения. Например, считается, что из-за изменения климата дикие птицы стали чаще болеть сальмонеллезом. В Европе ученые заметили связь: больных сальмонеллезом птиц часто ловят домашние коты, особенно в сельской местности. Коты передают болезнь людям, часто — детям.

Особенно сильно изменение климата влияет на распространение так называемых трансмиссивных болезней, то есть тех, что переносят кровососущие насекомые и клещи. Ареалы переносчиков опасных болезней расширяются из-за глобального потепления. Например, родина азиатского тигрового комара — тропики и субтропики Юго-Восточной Азии, но за последние годы насекомое широко распространилось в других регионах мира и встречается в Европе, США, Мексике, Африке, Новой Зеландии. Этот комар может быть переносчиком вируса желтой лихорадки, вируса лихорадки Западного Нила, вируса Зика и других опасных инфекций. 

В России азиатского тигрового комара несколько раз находили в Краснодарском крае. По прогнозу доктора биологических наук Виктора Ясюкевича и других ученых, изменение климата вполне может привести к широкому распространению этого опасного насекомого на юго-западе России, в Приморье и на Камчатке.

Изменение климата уже привело к массовым эпизоотиям, то есть эпидемиям заразных болезней среди животных. Например, лягушачий грибок-убийца (Batrachochytrium dendrobatidis) за последние годы из Азии распространился на все континенты, кроме Антарктиды. В России грибок нашли в 2014 году в Московской области, когда изучали причину массовой гибели головастиков серой жабы. По вине грибка-убийцы сильно сократились популяции некоторых видов земноводных в США и в Коста-Рике. Исчезновение лягушек может иметь серьезные последствия: земноводные регулируют численность комаров — переносчиков опасных вирусов.

Исследование на полуострове Таймыр выявило, что сибирские лемминги заражаются и болеют клещевым энцефалитом, хотя раньше Таймыр считался, мягко говоря, нетрадиционной средой обитания для клещей — переносчиков энцефалита. За Северный полярный круг распространилась и другая заразная болезнь животных и человека — туляремия, от которой иногда страдают лемминги. 

В Арктике и в других регионах из-за таяния многолетней мерзлоты повышается риск новых вспышек сибирской язвы и лептоспироза у животных. Например, ученые из Федерального центра вирусологии и микробиологии и Федерального центра охраны здоровья животных провели моделирование и выяснили: территория Якутии станет более пригодной для бактерии лептоспироза в следующие 40 лет, если сбудутся климатические прогнозы. 

Как предотвратить новую пандемию

Простой и однозначный ответ — никак. По словам ученых, вспышка болезни, которую вызовет микроб, перешедший к людям от животных, обязательно произойдет еще раз. Но человечество может свести риски такого события к минимуму. Для этого придется многое изменить.

• Самое важное — остановить нелегальную торговлю дикими животными, обороты которой составляют от $8 млрд до $20 млрд ежегодно. В браконьеры идут не от хорошей жизни, поэтому здесь важны как экономические реформы, так и внимание контролирующих, природоохранных органов и просто каждого человека. Не стоит есть мясо диких животных во время отдыха в странах Азии или покупать сувениры, сделанные из частей тела редких животных, например из слоновой кости. 
• Проводить генетический скрининг микробов у диких животных, обитающих рядом с человеком — в городах и в сельской местности. Периодическое тестирование таких животных (птиц, летучих мышей) позволит вовремя найти новую инфекцию, опасную для людей, считает профессор ДГТУ Алексей Ермаков.
• Осторожно подходить к вырубке лесов — особенно мест обитания летучих мышей и других рукокрылых. Часто леса вырубают для развития сельского хозяйства и экономики, но бездумный подход может привести к вспышке новой инфекции. Так случилось в Малайзии в 1999 году с вирусом Нипах.
• Переходить на «зеленую» энергетику, где это возможно, что позволит притормозить изменение климата и сгладить последствия.
• Скорее всего, людям придется изменить технологические подходы к производству мяса и, возможно, частично заменить фермы с крупным рогатым скотом на фермы по разведению рыб и других морских животных. Современные коровники способствуют изменению климата и повышают риски передачи болезней от животных к человеку. Аквакультура безопаснее и экологичнее, считает эксперт Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН Витторио Фаттори.