«Любовь зла»
Отношение ко Дню всех влюблённых, также известному как День Святого Валентина», у россиян разное. Молодые люди и девушки с удовольствием дарят друг другу «валентинки», что в общем-то прекрасно. Те, кто постарше (и дело зачастую не в паспортном возрасте), ворчат на всю эту суету, вспоминая, что сегодня вообще-то ещё годовщина освобождения Ростова-на-Дону от фашистов. И День дарения книг – можно с «валентинкой» или даже вместо.
Но есть и ещё одно событие, связанное с 14 февраля. В этот день в 1892 году совсем молодой тогда учёный Дмитрий Ивановский (всего 28 лет) прочитал на заседании российской Императорской академии наук доклад об инфекционных поражениях сельскохозяйственных растений, а конкретно – табака.
«Вот тоже событие! – скажете вы. – Какой-то никому не известный учёный прочёл доклад по чисто прикладному вопросу, интересный только узкому кругу специалистов». И будете эпически неправы. То, что имя Дмитрия Иосифовича Ивановского практически неизвестно на родине – это прискорбный факт. А между тем Д.Ивановский не кто иной, как основоположник вирусологии! И именно с того доклада и статьи с лаконичным названием «О двух болезнях табака» отсчитывается дата рождения вирусологии в мире.
В ноябре 2024 года со дня его рождения исполнилось 160 лет, и почти везде, кроме мало кем посещаемых сайтов профильных институтов, эта круглая дата осталась незамеченной. Да ещё в Ростове-на-Дону, где Д. Ивановский прожил 5 лет, и день освобождения которого удивительным образом совпал с «Днём рождения вирусологии», творческая интеллигенция устроила акцию памяти возле до сих пор сохранившегося дома учёного.
«Они такая малость, что их почти что нет»
Что сегодня мы знаем о вирусах? Это мельчайшие инфекционные агенты. Состоят из нуклеиновой кислоты, кодирующей вирусные белки – своего рода «инструкции по сборке» – и самих этих белков, составляющих оболочку вирусной частицы (вириона). Вот только самостоятельно вирус синтезировать белки не может, равно как не может реплицировать свою нуклеиновую кислоту. Для этого ему нужна живая клетка со всеми её ферментами, рибосомами и прочим. Абсолютный содержанец, или как говорят: «не каждый паразит – вирус, но каждый вирус – паразит». Вот такая неблаговидная судьба.
Сейчас об устройстве вирусов знает (я надеюсь) каждый школьник. И нам естественно кажется, что этому знанию должно быть уже очень много лет. Даже как-то чудно слышать, что вирусологии всего-то чуть больше века. По меркам истории – совсем юная наука! Действительно, ведь вирусный полиомиелит известен со времен Древнего Египта – скорее раньше, конечно, но именно с того времени до нас дошла фреска с изображением жреца, одна нога которого имеет характерную для вялого паралича деформацию. Фреска датирована 1580 годом до н.э. На тех же древних изображениях можно видеть и сцены нападения на людей бешеных собак – бешенство тоже имеет вирусную природу. Натуральная оспа (снова вирус) известна очень давно, но мало кто знает, что история кори тоже насчитывает тысячи лет (хотя в древности её часто с оспой путали – парочка статей о кори есть на канале: здесь и тут).
Но при всём этом вирусная природа полиомиелита доказана лишь в 1909 году, а сам вирус выделен только в 1946-м. С натуральной («черной») оспой та же история – в 1906 г. установлено, что это вирусное заболевание, но сам вирус «поймали» лишь в 1958 году (а уже через 20 лет полностью искоренили эту инфекцию на всей планете!). Вирусную этиологию бешенства доказали чуть раньше – в 1903-м, и тоже прошли ещё десятки лет, пока вирус выделили в чистом виде.
И снова многие удивятся: «Как же так, ведь вакцину от бешенства получил ещё Луи Пастер, который в 1895-м уже скончался? Получает, он делал вакцину, сам не зная от чего?» Удивительно, но факт! Это вы ещё Э. Дженнера из века 18-го забыли, и древних китайцев с их вариоляцией. Я бы скорее удивлялся тому, как человеческий гений сумел проникнуть в тайны мира микробиологии, практически не имея для этого никаких инструментов. Есть пословица: «Хромой с фонарём быстрее дойдёт до цели, чем всадник, блуждающий в темноте» – а микробиология именно что сотни, если тысячи, лет блуждала во тьме, полагаясь только на наблюдение, опыт и логику. Цикл лекций об этом есть у меня на канале, а сейчас кратенько упомяну лишь один момент:
Поскольку с изобретением микроскопа «анималькулей» стали находить повсеместно, то встал вопрос: как отличить патогенные микроорганизмы от всех прочих и друг от друга. Решение этой задачи сформулировал знаменитый Роберт Кох, полагаясь на труды предшественника Ф. Генле («триада Генле-Коха»):
- микроб-возбудитель инфекции должен встречаться у всех больных этой инфекцией, и при этом не обнаруживаться у здоровых,
- возбудитель должен быть изолирован – выращен в чистой культуре,
- чистая культура возбудителя инфекции, введённая здоровому восприимчивому организму, должна вызывать типичную картину данной инфекции.
Вдохновлённые этой теоретической базой «охотники за микробами» начали проверять болезни, ранее заслужившие себе славу «заразительных», на предмет поиска инфекционного начала. Учёные упорно совершенствовали методики, пытаясь увидеть под микроскопом или выделить чистую культуру микроба, вызывающего ту или иную заразу. Случалось, что долгие годы какая-нибудь бактерия считалась искомым патогеном, в действительности им не являясь. Но иногда инфекция была, а возбудителя у неё как будто и не было. Сейчас мы понимаем, что в таких случаях неуловимыми тогдашними методами зловредными невидимками являлись вирусы. Но пока они ещё хранили тайну своего существования.
Вот этот период развития науки и застал ботаник Ивановский. Не в смысле – «заучка», а в прямом: Дмитрий Иосифович занимался растениями. Опять же, как и великие микробиологи Пастер и Кох до него, микробиологом он не был и никогда так себя не называл. Равно и «физиологом растений», как звучала бы его специальность сегодня. А поскольку заучкой или, справедливее сказать, вдумчивым и пытливым студентом, он всё таки был, то ещё со времён студенчества руководство Санкт-Петербургского университета поручало ему решение, так сказать, прикладных вопросов по специальности. Например, изучение в Бессарабии (нынешняя Молдавия, тогда территория Российской империи) болезней табака, который был (да и остаётся) важной сельскохозяйственной культурой. То есть с этой позиции Ивановский был ещё и «специалистом по защите растений».
«Дело – табак»
Проблема была ещё и в том, что «рябуха табака», бороться с которой был отправлен Дмитрий Ивановский со своим товарищем Валерианом Половцевым, на самом деле была собирательным названием целого ряда поражений табачных листьев, когда на них появляются участки пожелтения с последующим скручиванием и засыханием. Причинами его могут быть и бактерии, и грибы, и оомицеты, и наконец абсолютно неизвестный тогда патоген – вирус табачной мозаики (ВТМ). И талантливые петербургские студенты были далеко не первыми, кто этими болезнями занялся. Строго говоря, им было известно, что в 1886 году, за год до их полевых исследований, немец Адольф Майер опубликовал в Голландии статью по аналогичной теме.
Майер описывал болезнь табачных листьев с образованием на них характерного чередования жёлтых и гипертрофированных зелёных участков. Чистой культуры возбудителя он получить не смог, однако второй постулат Коха обошёл по методу Пастера – соком из поражённых листьев обрабатывал здоровые растения. Вскоре те заболевали – покрывались такой же «мозаикой». Профильтрованный Майером сок такого эффекта не оказывал. Равно как и прогретый до 70 градусов Цельсия. Некий «контагий» задерживался на фильтре, а его живая природа подтверждалась инактивацией при нагреве. Этого хватило, чтобы Майер сделал вывод о бактериальной причине табачной мозаики. И вдруг никому неизвестные студенты из Российской Империи публикуют статью, в которой громят аргументы Майера.
В отличие от австрийского старшего коллеги, наши молодые исследователи показали, что имеют дело одновременно по меньшей мере с двумя инфекциями, которые Майер принял за одну. Одна – это табачная пепелица (по-современному – мучнистая роса), и её вызывает грибок. По поводу другой были вопросы, на которые Ивановский найдёт ответ лишь спустя почти 10 лет, ну а пока студентам лишь оставалось радоваться отсутствию Интернета. Сложно представить, сколько хейтеров сбежалось бы их троллить, посмей они в наше время возражать маститому иностранцу.
Однако смелые выводы Ивановского и Половцева подтверждались практикой – выработанные ими рекомендации по оптимизации влажностного режима почвы и воздуха на табачных плантациях сработали: эпифитотия табака прекратилась (контроль условий посадок и выращивания и сейчас используется для профилактики мучнистой росы табака и других растений). Так что в Петербург студенты вернулись уже «с носом в табаке», т.е. признанными специалистами по этой культуре. Поэтому когда в 1889 году табачные плантации в Крыму поразила какая-то «порча», то разбираться снова отправили Ивановского, уже одного.
И вот учёный видит на листьях хорошо знакомую жёлто-зелёную «мозаику». Сразу вспомнилась недавняя экспедиция и опыты Майера… С их повторения Ивановский и начал своё эпидрасследование. Взял больные листья табака, отжал сок и, набрав его в тоненький стеклянный капилляр, ввёл в центральную жилку листа здорового растения – как и ожидалось, спустя 10-20 дней получившие «укол» табачные кусты заболевали и погибали. Тогда учёный профильтровал сок и снова нанёс на здоровые кусты табака. И… те тоже покрылись зловредной мозаикой. Только прокипячённый сок не переносил инфекцию.
Ивановский вспомнил, что в своих опытах Майер пропускал сок табачных листьев через фильтровальную бумагу. А таким барьером бактерии не удержишь. Скорее она бы задержала более крупные споры грибков. Так и случилось – возбудитель пепелицы через фильтр не прошёл, и Майер на этом успокоился. Однако, то что вызывало истинную табачную мозаику, через бумажный фильтр проникало – в этом Ивановский убедился своими глазами. «А что если взять фильтр получше?» И он достал из лабораторной кладовой длинную увесистую колонку – «свечу Шамберлана».
К освещению «свеча» никакого отношения, естественно, не имела, а являлась бактериальным фильтром – длинной и узкой фильтровальной колонкой, похожей на большую свечу. Шарль Шамберлан – к слову, ученик Пастера, изобретший автоклав и сделавший немало других заметных открытий в микробиологии – опытным путём установил: неглазурованный фарфор или особым образом обожжённая керамика имеют настолько малый размер пор, что живые клетки, в том числе и бактериальные, сквозь них протиснуться не могут. Однако фильтрат мозаичных табачных листьев сохранял инфекционность – обработанные им здоровые растения заболевали.
Итак, словно идущий по следу преступника детектив, Ивановский наконец отсеял всех подозреваемых, кто точно не мог быть искомым патогенном. Значит, в больных листьях присутствовал некий «живой контагий», много мельче грибков и бактерий, погибающий при кипячении. Что это? Токсин? Но тогда в листьях должен быть кто-то, кто его продуцирует! Ивановский, по примеру других «охотников за микробами», проводит долгие часы за микроскопов, просматривает на нём тысячи препаратов табачных листьев, в надежде отыскать среди срезов клеток неуловимый патоген.
Сейчас мы знаем, что он просто физически не мог увидеть вирусные частицы – световой микроскоп не обладает такой разрешающей способностью. Однако на исходе 1891 года Ивановский фиксирует в дневниках наблюдений, что при определённых условиях в клетках больных листьев удаётся наблюдать вегетацию, то есть рост табачного микроба. «Преступник» найден. Учёный отбывает в Санкт-Петербург, где и делает в начале следующего 1892 года доклад о болезнях табака, а осенью того же года публикует его в журнале «Лесоводство и сельское хозяйство».
«А что, праздника не будет?»
И ни слова про вирусы, про новое открытие! Так что же это: ошибка, обман? А «Дня рождения вирусологии» вовсе и не было? Конечно, был. И дата 14 февраля 1982 года не просто так принята за точку отсчёта новой науки. И вирусы в листьях табака Ивановский видел, хоть ещё не догадывался об этом. И само слово «вирус» уже готовилось прозвучать, пусть на своём «дне рождения» виновник торжества ещё оставался неузнанным и безымянным.
А впервые термин «вирус» применительно к неизвестному патогену появился через несколько лет после доклада Ивановского – в работах голландского микробиолога Мартина Бейеринка за 1898 год. Не зная о работах русского коллеги, он, тем не менее, прошёл тот же путь опытов и рассуждений. И не обнаружив в соке больных табачных листьев, пропущенном через фарфоровый фильтр (всё та же «свеча Шамберлана»), никаких микробных возбудителей, он сделал вывод, что причиной является некий растворимый агент. Подтверждалось это и тем, что если сок после фильтра нанести на поверхность агара, а потом верхний слой этого агара с соком удалить, то подлежащий слой всё равно сохранял инфекционность – им можно было заразить здоровые растения. То есть искомый агент диффундировал в агар, что было доступно только растворимому веществу. Мартин Бейеринк назвал его «контагиум вивум флюидум» – живой растворимый патоген. Как сказали бы сегодня – токсин, яд биологического происхождения. А «яд» на латыни как раз и будет – «вирус».
Однако сразу же в работах Бейеринка содержался подвох. Его «живой контагий» размножался – последовательное перевивание заражённого сока сначала одному здоровому растению, от него другому, затем третьему и так далее приводило к тому, что все они заболевали. В случае с настоящим токсином такого не могло быть. Все токсины – белковые молекулы, они не могут самостоятельно размножаться. А без этого в ходе разбавления сока в здоровых растениях токсическая доза неминуемо должна была упасть ниже минимально действующей.
На эти недочёты указал Бейеринку прочитавший его статью Ивановский. Кроме того, работы голландца заставили Дмитрия Иосифовича вернуться к собственным опытам. Ведь, записав в 1892 году, что «наблюдает вегетацию» табачного микроба, он так и не смог получить его рост на питательной среде – а без этого положения «триады Коха» не выполнялись, и признание роли патогена в происхождении болезни не могло считаться полным.
Ивановский стал проверять опыты Бейеринка и обнаружил ещё одну странность «растворимого контагия» – тот не был таким уж растворимым… Используя в качестве модели натуральную чёрную тушь (которая представляет собой взвесь мельчайших частиц сажи), Дмитрий Иосифович показал, что она не проникает в свежий, только что застывший, слой агара, но окрашивает агар «старый», который застыл за сутки и более до посева. Если же на старый и свежий агар наносили сок заражённого растения, то инфекционность приобретали глубокие слои только «старого» агара. Если бы «контагиум» Бейеринка действительно был растворимым, то это не играло бы роли.
Чтобы окончательно опровергнуть выводы Бейеринка о растворимой природе патогена, Ивановский усложнил собственные опыты с фильтрацией сока табака, заражённого мозаичной болезнью. Теперь он собирал жидкость, выходящую из-под бактериального фильтра, отдельными порциями и пробовал заражать здоровые растения каждой из них. Он уже знал из опытов с той же тушью и различными растворами, что белки и прочие органические молекулы задерживаются на фильтре в самом начале процесса, пока поры ещё свободны, не насыщены ими. А вот взвешенные частицы вначале ещё могут «проскочить», но вскоре забивают фильтр и полностью задерживаются. Следовательно, предположил Ивановский, если Бейеринк прав, то первые порции фильтрата будут свободны от «растворимого контагия». Однако заражённые ими растения заболели. В то же время контрольные кусты табака, получившие прививку более поздними фракциями фильтрата, остались здоровы. Это полностью опровергало выводы, полученные Бейеринком, и доказывало, что «контагий» табачной мозаики представляет собой взвешенные частицы.
Прочитав критическое письмо Ивановского, Бейеринк в том же журнале, где вышла его статья, опубликовал ответ. В нём он полностью признавал приоритет русского учёного в работах по фильтрации заражённого сока табака. Но оставалось ещё дать ключевой ответ: что за загадочный «фильтрующийся вирус» обнаружили учёные?
Казалось бы, ответ лежит на поверхности. Ведь уже даже само название нового патогена – «вирус» – наконец прозвучало. Ведь Ивановский, не смотря на технику световой микроскопии, уже видел его в заражённых клетках растения. Точнее сказать, видел его коллоидные кристаллы – при определённых условиях и большом количестве вирусов в клетке их скопления способны приобретать упорядоченную структуру, напоминающую кристаллическую решётку. Такие структуры видны даже в световой микроскоп, особенно при специальной окраске препарата. Причём не только при табачной мозаике – кристаллы вирусов бешенства находят в поражённых ими нейронах в виде телец Бабеши-Негри, тельца Каудри обнаруживают при заражении герпесом 1-го типа, тельца Пашена находили в клетках больных натуральной оспой. В наше время кристаллы вирусов получают специально, поскольку это необходимо для их подробного изучения методами электронной микроскопии и специальной рентгенографии.
Но понятие «научной парадигмы» слишком сильно влияет на мышление, слишком старательно цепляется наш мозг за знакомые понятия. Вот и Ивановский, подробно описав фильтрацию вируса табачной мозаики, и детально зарисовав его включения в клетках листьев табака, так и остался в плену заблуждения, что имеет дело с какой-то труднокультивируемой бактерией. Окончательно он оформил свои выводы в докторской работе 1902 года, уже будучи сотрудником Варшавского университета – тогда Польша ещё была частью Российской Империи, а Варшавский университет – частью русской науки. Однако уже скоро Первая мировая война приведёт к необходимости эвакуации Варшавского университета в Ростов-на-Дону (Ростовский педиатрический институт, ныне часть Южного Федерального университета, вырос как раз из его факультетов). Здесь Дмитрий Иосифович проживёт 5 лет с 1915-го по 1920-ый гг. в доме номер 87 по нынешней улице Социалистической, продолжая заниматься научной работой.
«Прожил учёный один, много он бед перенёс…»
Однако рок уже сгустился над головой учёного, так и не осознавшего значимость своего открытия для всей современной микробиологии. В круговерти Гражданской войны на юге России он тихо сгинет и будет похоронен на одном из кладбищ Ростова-на-Дону. Каменный памятник с могилы, как и многие другие обелиски «буржуазии», с ничего не говорящими новой советской власти именами, будет утащен на строительство. В результате место захоронения Дмитрия Ивановского просто потеряется. До 1930-ых гг. о его работах в СССР просто никто не вспомнит, и лишь благодаря «привязке» к иностранным учёным Майеру и Бейеринку, имя Ивановского вновь вернётся на родину, чтобы немедленно быть натянутым на жупел лысенковской «науки».
К этому времени в мире как раз были созданы первые электронные микроскопы, и загадочный «фильтрующийся патоген» наконец явил себя учёным в истинной личине – один за другим будут продемонстрированы фотографии различных вирусов. Собственно, сомнений в их существовании к тому моменту уже и так не оставалось. А в 1944 году американский вирусолог, исследователь вируса табачной мозаики, Уэнделл Стенли поставил точку в «детективе» с ВТМ, выделив его в чистом кристаллическом виде. Заодно и закрыв зарождающийся спор о том, кому отдать приоритет в открытии вирусов. Как некогда Бейеринк, признавший, что Ивановский опередил его на несколько лет в опытной работе и сделал из неё гораздо более правильные выводы, Стенли вновь отдал приоритет в открытии русскому учёному. Единственный промах которого был лишь в том, что открыв миру совершенно новый патоген, он не нашёл смелости поверить в своё открытие.
Так что светлой памяти Дмитрия Иосифовича – с Днём Рождения, наука вирусология!
PS В настоящее время дань славы и уважения гению Дмитрия Ивановского всё же отдана. Его имя ещё в 1950-ом году закономерно было присвоено Институту вирусологии. В настоящее время НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского входит в состав Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи, из стен которого вышли вакцины против COVID-19, лихорадки Эбола, а недавно экспериментальная вакцина против рака. К слову, именно Николай Федорович Гамалея и вернул стране имя первооткрывателя вирусов – в первом советском учебнике по микробиологии, ещё переводном с английского, он указал: «Понятие о фильтрующихся вирусах возникло впервые после работ русских ботаников Ивановского и Половцева в 1892 г. …»
При подготовке статьи использовались материалы статьи «Фильтрующиеся вирусы». Открытие в гранях времени., Д. Гапон, «Наука и жизнь», №№6-7, 2015 г.
Всем крепкого здоровья и влюблëнности (тоже крепкой)!
Ваш Алекс Шел, февраль 2025 г.