«Вирус Марбурга — пандемия в клетке»
Филовирусы — удивительно популярное семейство. Обладатели статуса максимальной биологической угрозы, они широко рекламируются в прессе, любое их упоминание вызывает у обывателей мурашки, неприлично и быстро разбегающиеся по всему телу. Но что на самом деле удивительно, это то, что большая часть их истории и реальной угрозы которую они представляют всё равно остается за кадром. Если вы и слышали про Эболу, то её близнец вирус Марбург большинству уже не так хорошо нам знаком. И уж точно мало кто знает, что однажды мы были в шаге от того чтобы распространить его по всей планете добровольно. История открытия, нулевой пациент и будущее фило-эпидемий, добро пожаловать в пост «Марбург — пандемия в клетке».
Начало противостояния
Странное дело, но чтобы рассказать вам об истории Вируса Марбурга, мне придется начать с совсем другого заболевания. Poliovisrus hominis. Да, с него всё началось. Один из самых старых противников нашего вида. Инфекционная болезнь, очень заразная, поражающее серое вещество спинного мозга и приводящее к поражению мышц, что в свою очередь приводит к парезам, вялым параличам, параличам и нередко к смерти. Сто лет назад полиомиелит был не забытой «бабайкой», которой сегодня только «антипрививочников» и студентов в мед. вузах пугают, а реальной угрозой на пороге вашего дома. Он вспыхивал эпидемиями и уносил тысячи жизней. В начале 20-го века пугающую славу обрели эпидемии в США. До 50 000 больных по стране и до 2000 умерших в одном только Нью Йорке. Угроза полиомиелита поставила нас перед фактом — необходима вакцина. Как можно скорее и любой ценой.
История создания вакцины от полиомиелита является вишенкой на торте из списка медицинских триумфов 20-го века. Фамилии и имена Джонаса Солка, Хилари Копровски, Михаила Петровича Чумакова, Анатолия Александровича Смородинцева вошли в историю медицины, остались в названиях вакцин, покрылись золотой патиной и заняли свое почетное место в списке великих ученых. Но всегда есть и обратная сторона медали, не так ли?
Прежде чем разработать любую вакцину необходимо наладить производство вируса или бактерии, которую вы решили научиться уничтожать. Взять например бактерии золотистого стафилококка, населяющего весь мир, и до 50% человеческого населения планеты в виде всевозможных угрей, менингитов, гнойников и сепсисов. Если бы вы сейчас решили заняться спортивным выведением этой бактерии для спортивного же уничтожения, вы бы взяли блюдо Юлиуса Ричарда Петри и попробовали устроить там для нее благоприятную среду. Схватили бы с полки хлорид натрия, подавляющий рост большинства других бактерий, добавили бы яичный желток, чтобы при размножении «золотистого» вы увидели лецитиназу, которую они производят и точно их узнали, затем замешали бы это всё в агар — искусственный желатин из водорослей. В последнее время из агара модно делать всякие шарики и кубики и добавлять в напитки. Раствор на его основе составляет большинство покрытий чаш петри в лабораториях по всему миру.
Затем вы бы капнули/размазали замысловатым узором что-то, что по вашему мнению содержит з.стафилококк и сели бы ждать, скрестив пальцы вокруг микроскопа. Когда бы культура подросла, вы бы принялись поливать её всевозможными средствами и антибиотиками, комбинируя их в разных последовательностях и ища ту которая убьет бактерий, а не человека.
Но с вирусами дело обстоит совершенно иначе. Питательная среда для него — другая клетка. Ведь сам он не способен к полноценному выживанию. Сегодня существуют «многокомпонетные петри», где выращивают материал, который становится жертвой и пищей для более опасных форм жизни. К примеру так производят вакцины MMR, заражая куриные эмбрионы корью.
Инфицирование куриных зародышей:
Но в начале 20-го века с этим всё было не так просто. Даже для того, чтобы доказать инфекционную природу полиомиелита приходилось проводить опыты по заражению. Это сегодня картины того, как ученые собравшись в круг, с огнеметами наперевес, проверяют заразность патогена пуская кровь в чашку петри показывают в фильмах ужасов («Нечто», 1982 г.). А относительно недавно это было почти что научно, хоть и негуманно. В целях гуманности, вирусные культуры выращивали и тестировали, если это возможно, на животных.
В случае с полиомиелитом этими животными стали приматы…
История: от Бухенвальда до терапевта
В 1909 году Карл Ландштейнер смог заразить полиомиелитом первую обезьяну, введя ей в брюшную полость кусочек ткани от спинного мозга ребенка, умершего от полиомиелита. Затем К. Левадити и И.И. Мечников вырастили вирус на клетках спинного мозга обезьяны. Первые вакцины 1930-х годов использовали материал нервных тканей зараженных приматов, но такие вакцины были опасны и вызывали паралич конечностей. Но, даже с такими явными признаками угрозы, на заре медицинской эры никто и не мог представить масштаб будущих проблем.
Медсестра разминает парализованную ногу:
Конечно полиовирус пытались вырастить вне живых клеток живого организма, но раз за разом эти опыты терпели неудачи. В 1936 году А. Сабин всё ещё выращивал вирус в мозговой ткани человеческого эмбриона, вакцина работала, но была опасна. Полиовирус поражает нервные ткани и использовать вакцины из пораженных клеток было не лучшим вариантом. Были и использование специальных трубок, и открытие ротационного перемешивателя Джорджем Отто Гаем, но всё изменилось, только в 1951 году в США, когда Джонас Солк и его коллеги из Университета Питтсбурга смогли успешно вырастить вирус полиомиелита в клеточной структуре почек. Подопытными образцами стали африканские зеленые обезьяны, или гриветы, Chlorocebus aethiops. Массовое использование их в качестве живого инкубатора приведет к последствиям, над которыми мы спорим до сих пор.
Производством вакцин от полиомиелита занимались и в Европе. Используя все тех же гриветов. Один из заводов находился в городе Марбург, Германия. Завод принадлежал фармацевтической компании — Берингверк, существовавшей с 1904 года и закрытой в 1997-ом. Знаменитый немецкий врач Эмиль Адольф фон Беринг, создатель противодифтерийной сыворотки, на деньги полученные от нобелевской премии за ее изобретение финансировал создание завода имени себя.
Открытка с изображением завода и процессом сбора сыворотки:
Завод в своей истории несколько раз менял хозяев и цели производства. Например в составе IG Farbenindustrie в 1942 году и при сотрудничестве с Институтом гигиены Ваффен СС он производил и помогал ставить эксперименты с тифом над заключенными в концентрационном лагере Бухенвальд. Длинная цепочка событий и названий: Дэйд Беринг, Хёгст АГ, Авентис, в итоге вернула производство в Siemens AG и завод стоит на своем месте больше 100 лет, хотя в конце войны его всё таки разбомбили. Сама же компания — крупнейший в мире производитель медицинского оборудования. Сейчас кстати, если вам назначат общий анализ крови, то количественные показатели эритроцитов, их объем, содержание в них гемоглобина, лейкоцитарные показатели и множество других подсчетов с большой долей вероятности будут произведены автоматическим анализатором Siemens AG.
Нулевой пациент
Именно здесь. Именно в стенах фармацевтической фабрики бывшей «Бернгверк», в Марбурге, 18 августа 1967 заболевает ассистент лаборанта, 19 летняя Марга К., и начинается одна из историй семейства филовирусов. Работа Марги заключалась в сборе и выносе из операционной удаленных из гриветов почек в комнату дальнейшей переработки. Из средств медицинской защиты Марга использовала резиновые перчатки, фартук, халат и марлевую повязку. В обязанности Марги так же входило ассистирование при фиксации материала. Она пристегивала тела мертвых приматов для удобства вскрытия. Марга работала в лаборатории к моменту заболевания 6-ой месяц. После общего недомогания, выраженного в слабости и миалгии — боли в мышцах, 19-го августа она не вышла на работу из за высокой температуры — доходящей до 39 градусов.
20 августа температура выросла до 40, появились жжение и покраснение глаз, добавилась рвота. На 5-ый день заболевания она была экстренно госпитализирована в инфекционное отделение. К этому времени у нее появилась сыпь, охарактеризованная медиками как макулярно-паппилозная. Макулярная значит с множественным скоплением мелких красных пятен, может быть аллергией или токсическим шоком. Папулезная — с проявлением узловатых бугорков. Появилась энантема, сыпь на слизистых, покрывшая всю ротовую полость вплоть до твердого неба. Эритема началась с больших половых губ (сильное покраснение из-за расширения сосудов дермы) и к 8-му дню покрыла всё тело. Увеличились лимфатические узлы. Появилась острая диарея без крови или слизи.
То что вы сейчас прочитали, ни много ни мало — описание клинической картины нулевого пациента одного из самых опасных для нашего вида заболеваний на планете. Она заболела от контакта с больными гриветами, которых заражали полиомиелитом, а затем на основе вируса, развившегося в их почках делали вакцины от полиомиелита. Вакцины делали миллионами и миллионами же их употребляли, стараясь покрыть всё население земли.
Ветер Апокалипсиса
Что бы могло произойти если бы вирус Марбурга был схож с полиовирусом и попал бы в препараты вакцины прекрасно иллюстрирует история с SV40, над которой до сих пор спорят. Здесь всё дело в вашем возрасте. Если вам больше 35, есть смысл задуматься, и не только о поиске второй половинки и произведении на свет потомства. Macaca mulatta polyomavirus 1 или вирус SV40 не самая популярная тема в научных кругах. Когда Джонас Эдвард Солк разработал вакцину от полиомиелита, в производстве которой не нужны были человеческие ткани, он получил нобелевскую премию. Совместно с разгорающимися эпидемиями и фотографиями в СМИ детей в аппаратах ИВЛ «железное легкое» начинается непревзойденное по массовости производство, с 1955 по 1980-е годы вакцину от полиомиелита производят все развитые страны, она была основана во многом на диких обезьянах, которых завозили из Африки.
Первые фото канадских вакцин:
Ещё до Марбурга, в 1960 году, ученые заметили что в клеточной структуре почек некоторых диких макак есть странные вакуоли. Из них удалось выделить вирус. Но животные чувствовали себя хорошо и исследования открытия продвигались медленно. В 1978 секвенировали его геном и выяснили несколько неприятных фактов: у обезьян заболевание вирусом SV40 протекает бессимптомно, но вот у других животных вызывает злокачественные опухоли. Как правило это саркомы. Согласно данным национального института здравоохранения США (NIH) только в штатах в 1976 году вакциной от полиомиелита, зараженной SV40 было привито 98 миллионов американцев. Тот же принцип изготовления и те же проблемы постигли Китай, Японию и СССР. Ученые всё ещё спорят может SV40 вызывать рак у людей или нет, но учитывая скорость образования опухолей у тестовых животных и факт того что homo sapiens ещё не вымерли, логично согласится, что всё таки не может. Начиная с 80-х наличие SV40 в вакцинах исключено, но к этому времени прошло 30 лет борьбы с полиомиелитом без учета межвидовых патогенов и последствий. А что если бы это был не SV40, а его величество MARV (сокр. вирус Марбурга), брат близнец Эболы? Мы бы доедали крыс на развалинах постапокалиптического мира, скажите вы. У крыс болезней даже больше чем у гриветов, отвечу я, это плохой выбор.
SV40:
Думаете нам повезло один раз? Отнюдь. Если бы мы выбрали не гриветов, а например мартышек-гусар (Erythrocebus patas), то исследовать бы пришлось не Марбург, а симианский вирус геморрагической лихорадки, носителем и естественным резервуаром которого являются до 50% всех диких особей этих милых приматов (практически сюжет »28 дней спустя» 2002 г.). И делать бы это пришлось гораздо поспешней… (гриветы по счастью — не резервуар в.М.).
Слева «Гривет», справа «Гусар»
Ещё больше нулей
Вернемся в Германию, к больной инфекционного отделения одного из госпиталей Марбурга. В течение нескольких дней из числа контактирующих с обезьянами поступают ещё двое больных — лаборанты, работавшие с органами.
Вся зарубежная и отечественная копипаста говорит о втором очаге, как о Франкфурте на Майне, но ни черта это был не Франкфурт. Это был немецкий Ланген, если точнее институт имени другого великого ученого — Эрлиха Пауля, это изобретатель того самого Сальварсана — лекарства от сифилиса на основе мышьяка. И там тоже делали вакцины используя гриветов.
Укол сальварсана ребенку с вр.сифилисом:
В Лангане фиксируют три аналогичных случая. В следующие три недели число пациентов вырастает в четыре раза. К персоналу фабрики добавляется доктор и медсестра из инфекционного отделения. И в этот момент немцы понимают что имеют дело с новым заболеванием, но к этому моменту о патогене всё ещё ничего не известно, не знают ни его природу, ни способы распространения. Принимают решение принять экстренные меры по изоляции больных. На местах производства вакцин от полиомиелита усиливают меры безопасности. Начинается огромная аналитическая работа. Ученым предстоит собрать ребус и выяснить, что происходит, до того, как болезнь выйдет из под контроля.
Все пациенты, поступившие с фабрики Марбурга имели прямой контакт с кровью гриветов, их органами или клеточными структурами. Десять из них ассистировали непосредственно при убийстве и/или проведении посмертного вскрытия. Трое производили вскрытие черепов. Одна женщина — занималась обработкой почек. Ещё один пациент занимался их переработкой. Пятеро мыли стеклянное оборудование, не контактируя с обезьянами напрямую. Доктор в инфекционном отделении поранила себя иглой во время забора крови у больного (есть сцена в фильме «Эпидемия», 1995 г.). На медсестру в процессе выполнения обязанностей попал биоматериал (сцена в «Планета страха» 2002 г.). Но как именно они заразились? Какой инкубационный период? Заразны ли люди?
Смотритель за обезьянами Генрих П. вернулся из отпуска 13 августа. 14-го — вышел на работу, где пробыл до 23-го включительно, в его обязанности входило в том числе усыпление подопытных. Первые симптомы он заметил 21-го. Лаборант Рената Л. разбила тестовую колбу, направленную на стерилизацию 28 августа, заболела 4 сентября. Доктор, уколовшая палец иглой, заразилась 22-го, а первые симптомы появились 27-го. Средний разброс инкубационного периода при первичном заражении определили в 5–7 дней. Среди контактировавших с больными никто не заболел. Вирус не передается по воздуху. Но что будет с теми кто уже заболел?
Статистика больных по инк.периоду:
Судьба зараженных
Марга К. на девятый день почувствовала улучшения. Диарею удалось остановить, остановилась рвота, кожные покровы стали приходить в норму на 27 день, на 36-ой её выписали из больницы. Из отмеченных симптомов при дальнейшем амбулаторном посещении врача Марга жаловалась на сильную слабость ещё пару недель.
Что было с остальными? Ну что же, если вы любите фильмы ужасов про эпидемии, Марбург — ваш случай. Все пациенты испытали одно и то же. Первые проявления включают в себя множество симптомов, из-за которых нулевого пациента и последующих больных можно принять за зараженных холерой или дизентерией. Жар, сильная головная боль, озноб, усталость, тошнота, рвота, диарея, фарингит, сыпь, конъюнктивиты. В последующие 2 недели добавляются геморрагические симптомы: кровавый стул, кровавая рвота, кровотечения из слизистых. Как правило к моменту появления геморрагических симптомов происходит разделение на тех кто выживет и тех кто нет.
Что любопытно отдельно, так это симптомы поражения ЦНС. Начинается энцефалит (воспаление головного мозга), сопровождающийся признаками слабоумия, апатии и/или агрессии. Во время вспышек в Германии такие нарушения были зафиксированы в потере памяти, пациенты не могли вспомнить ничего из того что происходило с ними с момента начала активной стадии болезни. Один из пациентов жаловался на спутанность сознания и чувство постоянной тревоги, сохранявшиеся до 10 дней даже после выздоровления. Четверо пациентов были охарактеризованы как имеющие буйное поведение, сменившееся запутанностью сознания, затем комой (сюжет в «Безумцы» 2010 г.). Но это всё же не киношное бешенство. Большинство пациентов демонстрировали угрюмое, слегка агрессивное или негативное поведение.
Слева первые фотографии пораженных вирусом клеток, справа современные фото Rickettsia rickettsii:
Попытки культивировать бактерии оказались безуспешными. Фильтрационные характеристики показали что инфекционный агент крупнее большинства вирусов. Из-за видимого размера было предположено что мы имеем дело с риккетсией — особыми паразитарными бактериями (пятнистая лихорадка Скалистых гор, сыпной тиф). Они слишком крупные в сравнении с вирусами, но способны жить внутри клеток. Когда то невозможность культивировать их в обычном растворе без клеток-носителей доставила массу проблем при разработке вакцины от сыпного тифа.
Начались два типа исследований. Получение иммунной сыворотки у морских свинок — им вводили препарат печени от зараженной морской свинки, предварительно обработанный 1:2000 бета-пропиолактоном (грубо говоря разновидность эфира одной из кислот с сильным бактерицидным эффектом) и расследование источника.
Первыми занимаются Вальтер Мангейм и Рудольф Зигерт, бактериологи из Марбурга. Вальтер проводит серологические исследования на попавший под подозрение лептоспироз и они дают положительный результат у некоторых зараженных морских свинок. Но попытки обнаружить лептоспиры в крови оказываются безрезультатными, а инфицированные свинки стабильно умирают, как и некоторые пациенты. Видя опасность заболевания они передают часть образцов в международные исследовательские институты имеющие специализированные лаборатории. Но откуда появился вирус?
Мангейм и Зигерт:
Каждый день по миру путешествовали сотни обезьян гриветов. Еженедельные отправки были в Чехословакию, Италию, Японию, Швейцарию, Великобританию и США. Откуда прибыла партия в Марбург? Почему заболели приматы?
Расследование без результата
Изначально партия из 100 особей была заказана немцами, но из-за войны на ближнем Востоке возникли сложности с прямым маршрутом и партия была отправлена из Уганды в Лондон и прибыла туда 18 июля 1967 года. Затем груз в полном объеме был отправлен в Дюссельдорф, где его разделили. Двадцать обезьян отправили во Франкфурт, Семьдесят три в Марбург, 4 в Биберах. Версию о возможности заражения при транспортировке пришлось отмести из-за 2х новых случаев заражения от обезьян из другой партии, но уже в Белграде. В документах о транспортировке в месте отправке и транзита животные указаны как здоровые, в то время как только в Марбург две обезьяны прибыли уже мертвыми, остальные начали умирать во время содержания в лаборатории.
Начинают умирать первые пациенты в Марбурге.
Великобритания, через которую не только часто путешествовали транзитом гриветы направлявшиеся в Европу, но и самостоятельно производившая вакцины от полиомиелита из почек обезьян начинает проявлять беспокойство и запрашивает образцы патогена. На выделенном инфекционном агенте начинают проверять все известные фиксирующие антигены, антисыворотки и антибиотики. Безрезультатно.
Всего будет зафиксировано 25 первичных случаев заражения среди тех кто контактировал с гриветами. 7 из них закончатся смертью больных. 6 вторичных случаев не вызовут летальных исходов. Помимо врачей и медсестер это будет один санитар морга и жена работника фабрики. Дальнейшее исследование случая с женой иммунофлюоресцентным анализом покажет что патоген присутствует в сперме. Отдельно исследовали вторичные инфекции. Так у одного из пациентов на двенадцатый день после исчезновения острых симптомов — снова поднялась температура, появилась боль в груди, кашель с желтоватыми и кровяными выделениями. Из мокроты выделили золотистый стафилококк и кишечную палочку. После длительной антибактериальной терапии и двух плевральных пункций, больной выздоровеет. Ещё двое страдали отеком ног, один — орхитом (воспаление яичка).
За исключением перечисленных, пациенты выздоровеют. А вирус уйдет в небытие на многие десятилетия. Следующие три случая будут единичными и каждый из них будет связан с чрезмерно любопытными туристами, посетившими отдаленные пещеры и горы Национальных парков Кении и ЮАР. Пока в 1998 году в Конго не найдут новый штамм RAVV, с индексом смерти в 4 раза выше, а в 2004 не вспыхнет эпидемия в Анголе со смертностью близкой к 100%.
Карта с датировкой вспышек:
Сегодня производство вакцин с использование почек гриветов всё ещё актуально, с их помощью изготавливают препараты против ротавирусных инфекций, полиомиелита, военные вакцины от оспы и японского энцефалита. Меры безопасности по сравнению с 1967 годом существенно выросли.
Что впрочем не отменяет рост числа известных филовирусов. В январе 2019 года, в округе Менгла, провинция Юньнань, Китай, обнаружили новый филовирус, идентичный по строению генома известным на 32–54%. Предположительно его природным резервуаром является один из видов крыланов — летучих собак. Случаев заболеваний среди людей на данный момент не зафиксировано.
Спасибо что дочитали до конца,
обязательно заходите в группу ВК,
ваш — SV:)
