Работу проделали огромную, обследование продолжалось более года. А источник инфекции был расположен всего в трех километрах вверх по течению от места, где заразились дети.
Каким же образом бактериологам удалось проследить весь путь распространения возбудителя, исключая многие и многие побочные варианты? Что им давало возможность из десятков присутствовавших в нечистотах, кишечнике больных, речной воде других бактерий брюшного тифа опознать именно виновников этих случаев заболевания?
Здесь на помощь врачу приходит бактериофаг. И если выше мы сравнили бактериологов и эпидемиологов с пограничниками, то фага можно уподобить их верному помощнику, собаке-ищейке, способной среди сотен посторонних следов найти след нарушителя и вести по нему своего хозяина.
Так же безошибочно бактериофаг среди многих штаммов возбудителей отыскивает представителей одной, строго определенной группы и позволяет установить их присутствие в кишечнике человека, нечистотах, речной воде, молоке и т. д.
Исключительно высокая специфичность действия, о которой говорилось выше, необыкновенная привязанность к определенным типам микробов делает фага незаменимым помощником бактериолога в трудной работе выяснения путей распространения инфекций. Сейчас известно 58 различных типов брюшнотифозных бактерий и столько же соответствующих им типовых фагов.
Имея в распоряжении такую коллекцию, можно всегда точно определить фаготип той или иной культуры возбудителя брюшного тифа; прием этот так и называется — фаготипирование и в своем исполнении довольно прост.
Чашку Петри заполняют питательной средой, а дно расчерчивается на отдельные участки. Затем над каждым участком по поверхности среды размазываются капельки испытываемых культур, а через некоторое время в центр подсохших пятен наносятся капельки фага. Теперь остается поместить чашку в термостат при температуре 37 градусов и через несколько часов проверить результаты анализа.
За это время бактерии успеют разрастись и образовать колонии (газоны), видимые простым глазом. Если испытуемые штаммы к фагу нечувствительны, то бактериальные газоны останутся целыми и неповрежденными. В случае же, когда бактериофаг встретился со своим типом, бактериальный газон будет либо растворен бактериофагом, либо окажется поврежденным.
Именно таким методом и был прослежен путь возбудителя в случае заболевания английских детей. Таким способом легко отличить возбудителей паратифа B1 от бактерий брюшного тифа, в то время как симптомы этих болезней очень схожи.
Удалось недавно подобрать фаг, помогающий определять бациллы сибирской язвы. Советский микробиолог Дрожжевкина приготовила смесь фагов (поливалентный фаг), использование которой позволяет отличать возбудителей бруцеллеза — бруцелл от так называемых нетипичных форм. В этом случае фаг выполняет работу, с которой раньше справлялся не каждый бактериолог. Применяется метод фаготипирования для опознавания возбудителей и некоторых других опасных заболеваний.
Но научная мысль работает дальше.
Ведь чтобы определить, к какому типу относится, допустим, брюшнотифозный микроб, его нужно сначала выделить из среды обитания в чистую культуру, разобраться во всем пестром и многообразном микробном населении, скажем, той же речной воды. А представляете, сколь сложна и кропотлива такая работа? И хотя с тех пор, как стало известно, что сотни болезней передаются от человека к человеку бактериями, предложено много методов, с помощью которых можно обнаружить болезнетворных микробов в воде, продуктах питания и других средах, наиболее достоверным до самого последнего времени оставался именно бактериологический анализ.
Но он же и самый трудоемкий.
Вот вроде бы простая задача: установить, есть ли в данной пробе воды дизентерийный микроб. Начинается работа. Прежде всего готовится питательная среда и разливается в чашки Петри. Все делается, разумеется, стерильно, чтобы никакой посторонний микроб не помешал последующему анализу. Наконец питательная среда остыла и затвердела, для микробов готовы и кров и пища. Теперь в чашки помещают капельки воды, которую предстоит исследовать, и ставят их в термостат, где поддерживается температура человеческого тела. Через сутки на питательной среде появляются окрашенные и неокрашенные налеты — колонии размножившихся бактерий. Тогда берут заранее приготовленные пробирки с питательной средой, пересевают в них подозрительные по виду и форме колонии и опять ставят в термостат.
Наконец через сутки наступает последний этап анализа — надо определить: какие же бактерии размножились в пробирке? Однако внешне микробы, как правило, очень сходны, и, чтобы окончательно установить, с кем в данном случае имеешь дело, нередко приходится прибегать к новой серии трудоемких анализов. Каждый из них в отдельности обычно тоже не дает четкого ответа. О том, какая же найдена бактерия, приходится судить по совокупности признаков. Одним из них является взаимодействие с фагом.
Если дизентерийный фаг уничтожает выделенную бактерию и сам размножается — значит, это была дизентерийная палочка. Все, казалось бы, хорошо.
Однако медлительность и сложность бактериологического анализа почти всегда приходит в столкновение с запросами практики. Врачу важно поскорее узнать, возбудитель какой болезни находится в крови больного, в воде колодца или реки, в пищевых продуктах.
А нельзя ли изменить весь подход и отказаться от предварительного выращивания подозрительных бактерий на питательных средах?
Нельзя ли узнать о присутствии искомой бактерии в воде или продуктах питания по каким-то косвенным признакам? Мысль исследователей обратилась к бактериофагу.
Метод фагодиагностики болезнетворных микробов кишечной группы был предложен в 1955 году советскими микробиологами Владимиром Дмитриевичем Тимаковым и Давидом Моисеевичем Гольдфарбом и назван авторами реакцией нарастания титра фага. Чувствительность этого метода очень высока и превышает чувствительность обычного бактериологического анализа иногда в 10 тысяч раз. Даже в случаях, когда количество возбудителя брюшного тифа составляет всего несколько бактерий на 0,5 литра воды, их удается обнаружить уже через 16–20 часов. Минимальные количества дизентерийных бактерий в воде определяются через 14–20 часов, а в испражнениях — спустя 9–10 часов. И это когда обычным методом бактерий не удается обнаружить вообще: так мала их концентрация. С успехом применяется реакция нарастания титра фага и для выявления в воде возбудителя холеры.
Так изучение бактериофагов привело к разработке дешевых, быстрых, а главное — точных методов опознавания типов и видов болезнетворных бактерий и в окружающей среде и в организме человека. У врачей-эпидемиологов появился верный союзник, помогающий быстро и безошибочно отыскивать источники инфекции, а значит, и предотвращать развитие эпидемий.
Расшифровав и познав характер взаимоотношений между бактериями и бактериальными вирусами, наука привлекла бактериофагов на службу охраны здоровья человека.
Впрочем, изучение отношений между самими вирусами, по-видимому, может дать медицине также немало. Перспективы здесь многообещающие.
Интерферон
Пожалуй, в наше время вряд ли можно найти вирусолога, который не знал бы, что означает это слово. А каких-нибудь десять лет назад его не существовало вовсе. Так же, как не было слова «пенициллин», пока Александр Флеминг не дал это название антибиотику, вырабатываемому плесневым грибом.
Интерферон тоже «родился» в Лондоне, но совсем недавно — в 1957 году.
Четверть века назад двое английских ученых — Финдлей и Мак-Каллум, работая с вирусными инфекциями, описали необъяснимое, но весьма интересное явление. По их наблюдениям, обезьяны, зараженные лихорадкой долины Рифт (есть и такое вирусное заболевание), становятся невосприимчивыми к вирусам желтой лихорадки. Почему? Может быть, здесь какую-нибудь роль играет иммунитет? Но нет, антитела, вызванные вирусами одной лихорадки, иммунитета к другой не создают: их действие специфично.
Так в чем же дело? Проанализировав свои наблюдения, исследователи выдвинули гипотезу: по-видимому, решили они, завладевший «жизненным пространством» вирус лихорадки долины Рифт просто не впускает своего соперника.
Это явление получило название «интерференции вирусов». А вскоре было установлено, что распространено оно довольно широко.
Лабораторные опыты четко показывали, что вирус, завладевший клеткой, «не впускает» в нее другого. Как? Может, здесь происходит борьба вирусов и тот, кто первым попал в клетку, имеет более выгодную позицию? Ведь побеждает всегда он.
Вопрос совсем запутался, когда американские исследователи установили, что даже убитые вирусы успешно сопротивляются «сосуществованию» и мешают проникновению в клетку вирусов других рас. Значит, никакой вражды между вирусами нет. Они не борются друг с другом. От вторжения новых «жильцов» обороняется сама клетка. Но как?
