Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского НАН Украины (г. Севастополь)
«Чтобы существовать в мире микробов, нужно соответствовать своей среде обитания. В результате у микробиологов вырабатывается система взглядов на эволюцию биосферы, в которой главную роль играет не происхождение, а функциональное взаимодействие. … мировоззрение микробиологов отлично от мировоззрения других биологов» [Заварзин, 2006].
На современном этапе некоторые впервые выявленные факты (in vitro и in vivo) в экологии вирусов [Бойко и др. 2003; Соловьев и др. 2008; Степанова, 2004a,b; Фролов и др. 2004; Boyko, Stepanova, 2007a,b; Stepanova, 2004; Munn, 2006; Sano Daisuke et al., 2006; и др.], с учетом описанных ранее наблюдений и гипотез [Григорьева, 1975; Воинов, Солоухин, 1977; Львов, 1975; Малюта, 1984; Пшеничников и др. 1977; Feras, Kesa, 1990; Williams, 1996; и др.] заставляют по иному подойти к таким понятиям, как узкая специфичность вирусов по отношению к своему хозяину, влияние различных биотических и абиотических факторов на патогенность и инфекционную активность вирусов, механизм появления «новых» вирусов в т.ч. в «природных лабораториях» - водоемах, участвующих в создании этих «новых» вирусов из аллохтонного или автохтонного материала (из естественных и занесенных с суши вирусов) и др. Необходимо всесторонне оценить судьбу вирусов, попавших в водоемы с суши, в соответствии с новыми сведениями и обсудить возможные пути их перемещения и биологической опасности, как для гидробионтов, так и для террабионтов, и, особенно, для человека. С позиций новых фактов также актуален анализ возможностей перехода вирусов гидробионтов на обитателей суши, в т.ч. и на людей. Иными словами, в настоящее время появилось множество свидетельств об изменениях вирулентности вирусов, об их переходе из одних экосистем в другие, об адаптации к новому хозяину и о циркуляции вирусов между сушей и гидросферой, чему способствуют различные факторы биотического и абиотического происхождения, в т.ч. и антропогенная деятельность. Настоящее сообщение представляет собой попытку проанализировать изменения, которые происходят на современном этапе в экологии вирусов в водоемах под влиянием условий внешней среды, а также возникающую при этом опасность для людей.
Планета Земля на две трети своей поверхности покрыта водой, которая повсеместно встречается и на другой трети, представленной сушей. Если принять во внимание и подземные воды, то окажется, что водная оболочка практически покрывает всю нашу планету. Не являясь естественной средой обитания для патогенных микроорганизмов суши, в т.ч. и для вирусов, водоемы представляют собой благоприятную среду для сохранения их жизнеспособности [Григорьева, 1975]. Таким образом, в гидросфере необходимо различать вирусы аллохтонного и автохтонного происхождения, что отражено на схеме (рис.1) [Степанова, 2004b].
Рис.1.Схема условного разделения вирусов водоемов [Степанова, 2004b]
С суши в водоемы заносятся различные вирусы людей, животных, растений и бактерий, которые являются для гидросферы привнесенными из иной экосистемы, т.е. аллохтонными. Основной путь попадания таких вирусов – это занос через сточные воды. Наличие прямых солнечных и УФ лучей, хлоридов, аэробных микроорганизмов, корпускулярных частиц, изменения температуры, РН, жесткости и мутности воды и многие другие факторы, могут, как содействовать выживанию и сохранению вирусов, так и приводить к их разрушению. Наиболее важным для сохранения и выживания вирусов является наличие корпускулярных частиц – целлюлозы, глины, каолина, угля, частиц стекла и детрита и пр. Вирусы адсорбируются на таких частицах, и это защищает их от воздействия химических веществ и некоторых физических факторов, способствует транспортировке на панцири и раковины моллюсков и ракообразных, увеличивает возможность попадания в фильтрующие организмы, что крайне удачно для сохранения аллохтонных вирусов [Sakoda et al., 1997]. В результате такого выживания и накопления в фильтрующих организмах вирусы суши, в т.ч. патогенные для людей, обычно определяются в объектах гидросферы, что подробно описано в [Степанова, 2004b]. Учеными было установлено, что пробы воды и донных осадков, а также гидробионты (моллюски, рыбы, ракообразные и др.) из различных водоемов мира до 87% от числа изученных контаминированы патогенными вирусами человека - энтеро-, адено-, рео- и ротавирусами. Загрязнение патогенными вирусами объектов гидросферы приводит к инфицированию людей, проявляющемуся в виде спорадических заболеваний, вспышек и эпидемий. При этом наибольшее значение имеет передача инфекции двустворчатыми моллюсками, контаминированными вирусами. Потребление загрязненных вирусами моллюсков вызывает многочисленные вспышки гастроэнтерита и гепатита во всем мире. В Англии и Уэльсе моллюски часто являются причиной инфекционной заболеваемости вирусным гепатитом А, вирусными гастроэнтеритами и другими кишечными инфекциями. Причем в ходе эпидемиологического расследования обычно выявляется, что в пищу в таких случаях были использованы моллюски, отловленные в зонах фекального загрязнения. Так, среди участников и гостей национальной конференции, проходившей в Великобритании в апреле 1991г, возникла вспышка вирусного гастроэнтерита. Источником инфекции явились моллюски, и при этом имел место эффект дозы потребления этого продукта в отношении проявления и тяжести заболевания. В 1988г в Шанхае наблюдалась эпидемия гепатита А, охватившая 300 тысяч человек, которые употребляли в пищу сырые моллюски Area subcrensta. Тяжесть заболевания была пропорциональна количеству съеденных гидробионтов. Вирусы, выделенные из моллюсков и от пострадавших людей, были идентичными. Ежегодно в США регистрируется до 23 миллионов случаев заболеваний, связанных с пищевыми заражениями, этиологически обусловленными вирусами Норволк, причем моллюски – основной вектор калицивирусов человека. Помимо моллюсков-фильтраторов источниками инфекции могут быть и другие продукты моря: рыба, крабы, креветки. В 1988г в Испании описан случай острого вирусного гепатита после употребления в пищу ракообразных. В последние годы в периодической прессе приморских городов Украины врачами-эпидемиологами и инфекционистами часто описываются случаи групповых и единичных заболеваний энтеровирусными инфекциями среди населения после употребления в пищу свежей засоленной черноморской рыбы (хамсы, кильки). Надо отметить, что современные публикации (за последние 5-6 лет), связанные с загрязнением гидросферы (воды, гидробионтов, в т.ч. коммерческих морепродуктов) патогенными вирусами, также посвящены констатации фактов выявления вирусной контаминации, озабоченности возможности инфицирования людей и описанию усовершенствованных новейших методик для этих целей. Так при изучении на протяжении 1 года контаминации 4-мя патогенными вирусами человека, вызывающими гастроэнтериты, воды водоемов вблизи населенных пунктов в Бразилии было выявлено, что пробы загрязнены в 59,6% (31 контаминированная проба из 52 изученных) [Miagostovich et al. 2008]. При этом чаще всего пробы были контаминированы ротавирусами (44,2%) и аденовирусами (30,8%), и реже – астровирусами (15,4%) и норовирусами -norovirus (5,8%). Вирусное загрязнение наблюдалось главным образом в местах сброса канализационных вод и в местах плотного проживания населения. Работами американских ученых [Taylor et al. 2006] также была определена контаминация проб прибрежной воды в наиболее загрязняющихся канализационными стоками регионах (побережье Нью-Йорка до Атлантического океана) энтеро-, рота- и аденовирусами. При этом были использованы как молекулярные методики (PCR), так и биологические (заражение клеток млекопитающих - HeLa и линии клеток почки обезьяны), а также серологические методики с использованием как поли-, так и моноклональных антител. В Нидерландах была определена контаминация норо- (noroviruses), рота-, астро- и энтеровирусами, в т.ч. и вирусом гепатита А как коммерческих, так и некоммерческих устриц [Lodder-Verschoor et al., 2005], что представляет угрозу здоровью потребителей этих морепродуктов. Комбинация методов RT-PCR-ELISA (обратная транскриптаза – полимеразная цепная реакция – ИФА), как показали работы в полевых и экспериментальных условиях при изучении контаминации энтеровирусами морских моллюсков Crassostrea gigas и Mytilus edulis, является эффективной, быстрой и надежной техникой, которую предлагают использовать как стандартный метод обнаружения вирусов [Milne et al., 2007]. Исследователи из Японии [Sano Daisuke et al., 2006], выявляя загрязнение водной среды патогенными для человека норо- и рота вирусами, указывают на потенциальный риск для людей, которые едят загрязненные морские продукты или купаются в загрязненной воде. Также в современных публикациях авторы часто указывают на необходимость подробного рассмотрения судьбы вирусов человека, их перемещений в водной среде в соответствии с новыми научными наблюдениями, которые расценивают водоемы и в частности моря, как резервуары и накопители патогенных вирусов человека, как «природные лаборатории» по созданию новых вирусов [Степанова, 2004b; Boyko, Stepanova, 2007a,b; Munn, 2006; Sano Daisuke et al., 2006; и др. ].
Надо особо подчеркнуть, что заражение людей в контаминированной патогенными вирусами водной среде может происходить не только при попадании инфекционных агентов в пищевую систему (перорально), но и контактным путем – через слизистые оболочки и поврежденные кожные покровы. При этом возможны заболевания различной тяжести – от ринитов, конъюнктивитов, фарингитов, тонзиллитов и до поражения ЦНС (серозных менингитов и энцефалитов). В последние годы роль водного фактора во вспышках серозных менингитов в летнее время часто освещается по телевидению, но в научных статьях этот вопрос обсуждается мало. Факт, что можно наблюдать в прибрежных водах наших морей и непосредственно на территориях пляжных зон брошенные после использования наркоманами шприцы. Кровь из этих шприцов, возможно инфицированная трансмиссивными вирусами, в т.ч. и вирусом СПИДа, растворяется в благоприятной среде – в «природной сыворотке» или в «природном обогащенном витаминами физиологическом растворе», чем является морская вода! А если такая инфицированная вода попадает на поврежденные слизистые или кожные покровы человека и теплокровных гидробионтов! Дальнейшие события нетрудно прогнозировать…
Помимо патогенных вирусов людей в водоемы попадают вирусы животных, хотя эта информация в печати крайне ограничена. Загрязнение гидросферы вирусами сельскохозяйственных животных [Wekerle, 1988] происходят путем смывания их выделений (навоз, моча, слюна и др.) ливнями, а также шлангами при уборке. Крупный рогатый скот (к.р.с.) выделяет с фекалиями энтеро-, адено-, рео-, рота-, парво-, коронавирусы и возбудителя диареи к.р.с. В фекалиях свиней могут находиться энтеро-, адено-, рео- и парвовирусы, а также возбудители трансмиссивного гастроэнтерита (коронавирусы). С носовым секретом в окружающую среду, в т.ч. и в водоемы попадают вирусы гриппа свиней. Овцы с фекалиями выделяют энтеро-, адено-, реовирусы, а также возбудителей контагиозной эктимы и других вирусных инфекций. В испражнениях и носовых выделениях домашних птиц в природу попадают энтеро-, адено- и реовирусы, а также возбудителя болезни Ньюкасла, Марека, вирусного ларинготрахеита, птичьего гриппа и др. Реовирусы и возбудители скрепи являются наиболее устойчивыми и стабильными в условиях окружающей среды, в т.ч. и в гидросфере. В сточные воды боен и мясоперерабатывающих производств попадает кровь, фекалии, содержимое кишечника животных. После механической очистки они сливаются в общую канализационную сеть. Работы, проведенные по изучению сточных вод боен, выявили в 16 из 26 проб наличие 50 цитопатогенных вирусов, из них 27 в дни забоя к.р.с. и 23 в дни забоя свиней [Herbst et al., 1990]. Все выделенные штаммы относились к роду энтеровирусов семейства Picornaviridae. Контаминация водоемов зоонозными вирусами может быть причиной инфицирования людей. Однако наиболее опасные из них, такие как вирус ящура, возбудители везикулярного стоматита свиней и другие арбовирусы сельскохозяйственных животных, обладают низкой степенью стабильности в природе и в водоемах [Wekerle, 1988]. Водных вспышек, вызванных вирусами животных, среди людей или самих животных описано не было [Kalter, 1986]. Тем не менее, вопросы по ассоциированию с морскими пищевыми продуктами (рыбой, моллюсками, креветками и др.) зоонозных инфекций вызывают острый интерес у исследователей [Sosa et al., 1992]. В гидросферу попадают также патогенные вирусы растений, которые определяются в грунтовых водах, в реках, озерах и морях, куда они, вероятно, заносятся через зараженную почву во время дождей или иным способом (пыль ветром и пр.). Водоемы могут распространять вирусы растений, сохраняющихся в воде и частицах почвы дольше, чем в организме теплокровных животных, с фекалиями которых они также могут транспортироваться в воду [Kelger, 1992]. Вирусы растений теоретически не патогенны для людей, но знания о перемещениях этих вирусов в природе, помогают более полно представить судьбы вирусов суши в гидросфере. Немаловажную роль в глобальном распространении вирусных инфекций растений и животных играют балластные воды трюмов больших межконтинентальных кораблей [Александров, 2004; Ruiz et al., 2000].
В гидросферу с суши заносятся и бактериофаги. Часто определение бактериофагов патогенных бактерий свидетельствует о фекальном загрязнении водоемов. При определении связи между морфологией бактериофагов и их персистенцией в море [Lasobras et al., 1997] выявлено, что при свежем загрязнении сточными водами в морской среде присутствуют в основном бактериофаги семейства Myoviridae (91%) и в меньшинстве Siphoviridae (6%). И, наоборот, в образцах из морской среды давно не подвергающейся загрязнению, наблюдалось повышение Siphoviridae-группы до 26,4%. Обнаружение во льдах Антарктиды бактериофагов фитопатогенных бактерий, поражающих сельскохозяйственные культуры, по-видимому, свидетельствует о множестве путей и факторов, способствующих распространению вирусов на нашей планете [Бойко и др., 2003].
Результаты изучения загрязнения Черного моря вирусами суши представлены в [Степанова, 2004b]. Так вирусологическими методами (на культуре клеток Hep-2 и L-41) определена контаминация проб воды Черного моря у Севастополя в 1990-1994гг адено- и энтеровирусами (вирусы Коксаки, полиомиелита) в 2%, а серологическими исследованиями (ИФА) загрязненность морской воды вирусом гепатита А установлена в 9,8% от числа изученных проб. Инфицированность патогенными вирусами черноморских мидий Mytilus galloprovincialis определяли как вирусологическими, так и серологическими методами, при этом была выявлена контаминация адено-, рота-, рео- и энтеровирусами в 24% от числа всех изученных проб. Загрязнение проб донных осадков рота- и реовирусами были определены в 11,8%. Была также изучена контаминация черноморских рыб вирусами суши на примере их загрязнения бактериофагами фитопатогенных бактерий. При этом было обнаружено, что жабры рыб бухт Севастополя загрязнены вирусами фитопатогенных бактерий в 7 раз чаще в экологически неблагополучной бухте, чем в относительно чистой акватории. По нашему мнению, эти факты свидетельствуют и о возможной контаминации черноморских рыб патогенными вирусами человека. Однако исследований в этом плане пока проведено не было.
Итак, анализ публикаций по вопросам загрязнения гидросферы, в т.ч. и Черного моря, вирусами суши указывает на то, что водоемы контаминированы вирусами человека, животных, растений и бактерий. Вирусы суши подвергаются различным биотическим и абиотическим факторам, что может вызвать их разрушение либо способствовать их сохранению, выживанию и концентрации в гидросфере. Контаминация патогенными вирусами является причиной отдельных заболеваний, вспышек и даже эпидемий среди людей. Рассматривая фактическую ситуацию вирусного загрязнения морской среды, ученые предлагают расценивать море как один из значительных накопителей, резервуаров или «инкубаторов» патогенных вирусов человека и других обитателей суши, о чем уже говорилось выше. Это поистине «биологическая бомба» с запущенным механизмом, а время взрыва никому не известно. Также неизвестно насколько безобидны занесенные с суши вирусы для гидробионтов, и какую роль они играют или могут сыграть в экологии гидросферы? Эти вопросы практически не изучены.
Высокая экологическая пластичность вирусов, обеспечивающая им возможность приспособления к новым условиям, включая и освоение иной среды обитания и новых хозяев, может проявиться в адаптации. На рис.2 представлены возможные пути аллохтонных вирусов в гидросфере в случае их сохранения и выживания – возвращение на сушу в виде морепродуктов и воды, используемой в хозяйственных целях людьми, попадание в организм гидробионтов, сохранение и накопление в них с возможной дальнейшей адаптацией и образованием «нового» вируса [Степанова, 2004b]. Проведенный в лабораторных условиях эксперимент по освоению бактериофагами суши (вирусами фитопатогенных бактерий) новых хозяев–гидробионтов, черноморских микроводорослей Tetraselmis viridis и Phaeodactylum tricornutum, принципиально подтвердил такую возможность освоения аллохтонными вирусами гидросферы и гидробионтов, а также впервые установил факт освоения вирусами прокариотов эукариотических клеток [Соловьев и др., 2008; Степанова, 2004a,b; Stepanova, 2004]. Таким образом, вирусы суши, загрязняющие гидросферу и накапливающиеся в ней, представляют биологическую угрозу не только для человека и других обитателей суши, но и для гидробионтов.
Рис. 2. Биологическая контаминация гидросферы патогенными вирусами террабионтов и возможное освоение ими новых хозяев – гидробионтов [Степанова, 2004b]
Об этом свидетельствует и установленный нами факт заражения и заболевания черноморской афалины (дельфина) вирусным гепатитом С через инъекции шприцом и иглами, ранее использовавшимися для человека [Степанова, 2004b; Stepanova, 2007]. Такое инфицированное животное опасно и для своих сородичей – дельфинов, и для контактирующих с ним людей.
Другая сторона вопроса в отношении безопасности автохтонных вирусов гидросферы для человека и других обитателей суши - также изучена недостаточно. Если попытаться представить общую и расширенную картину вирусной патологии гидробионтов, то необходимо начинать с основания пищевой пирамиды гидроэкосистемы, т.е. с информации о вирусах бактерий (бактериофагов) и микроводорослей (альговирусов), которые сосредоточены в микропланктоне и в микробентосе, где также определяется и масса других вирионов. И хотя эти вирусы представляют собой наименее изученную группу гидробионтов, они являются самыми многочисленными, и их численность может достигать до миллиарда и более в 1 мл воды или в 1г донных осадков. Безопасны ли эти вирусы, обитающие в микропланктоне и микробентосе, для человека – вопрос открытый, т.к. для многих из них выявлено сходство по морфологии и размеру с патогенными вирусами людей. А альговирусы обладают даже генетическим сродством с некоторыми крупными ДНК-содержащими вирусами человека – с вирусами герпеса и оспы [Suttle, 2003]. Некоторые вирусы, в т.ч. черноморские альговирусы, были изолированы не только из проб воды, но и из моллюсков и рыб [Степанова, 2004b; Степанова и др., 2009], что возможно указывает на их роль и в патологии других гидробионтов, к которым они попадают по звеньям пищевой цепи. Логично предположить, что альговирусы через морепродукты могут попасть и в организм человека. Не проявят ли они в нашем организме патогенные свойства генетически сходных им вирусов оспы и герпеса? Способны ли эти вирусы вызывать ЦПД на культурах клеток теплокровных? Подобные исследования пока проведены не были!
Особого внимания в связи с рассмотрением биологической опасности вирусов гидросферы для людей, с нашей точки зрения, заслуживает известная гипотеза белорусских ученых [Воинов, Солоухин, 1977] о роли автохтонных вирусов зоопланктона в экологии вируса гриппа. Эта гипотеза предполагает возможный и эволюционно обусловленный переход вирусов из гидросферы на сушу планеты, где вирусы приобретают новые свойства и попадают в организм человека, уже являясь крайне патогенными и вирулентными. Гипотеза белорусских ученых указывает на прямую угрозу для человека, казалось бы, безобидных автохтонных вирусов, издревле обитающих в планктоне холодных арктических морей.
Далее рассмотрим роль вирусов в патологии более высокоорганизованных гидробионтов – моллюсков, рыб и млекопитающих. Эта информация подробно изложена в [Степанова, 2004b], где и представлены многочисленные ссылки на первоисточники. В связи с хорошей репродуктивной способностью и высокими пищевыми качествами моллюски являются ценным культивируемым морепродуктом, производимым промышленными способами во многих странах. Вирусы морских моллюсков объединены в следующие семейства: педо-, папова-, герпето-, иридо-, тога-, ретро-, парамиксо-, пикорна- и реовирида. Некоторые вирусы моллюсков морфологически сходны с онкогенными вирусами теплокровных, однако диапазон их инфекционности пока не определен. Известно, что некоторые бирнавирусы, поражающие моллюсков, имеют серологическое родство с одним из серотипов вируса инфекционного панкреатического некроза рыб (IPNV). Описана возможность в эксперименте интродукции и экспрессии вирусной ДНК (ретровирусного вектора везикулярного стоматита) в первично культивируемых клетках устриц, что свидетельствует о способности клеток моллюсков к восприятию вирусных ДНК теплокровных. Как широко используемый продукт питания человека, моллюски представляют собой потенциальную угрозу здоровья людей и в отношении аллохтонных патогенных вирусов, концентрирующихся в их тканях в результате фильтрации, и в отношении своих специфических вирусных инфекций, поскольку их роль в патологии человека не изучена.
Описанные вирусы рыб относятся к основным группам, известным и у теплокровных - герпес-, иридо-, рабдо-, рео-, парамиксо-, пикорна-, а также и бирнавирусы. Предполагается принадлежность их и к адено-, калици- и лейковирусам. При исследовании крови некоторых рыб были определены антигемагглютинины к арбовирусу омской геморрагической лихорадки, что свидетельствует о контактах рыб с арбовирусами, возникающими, вероятно, при поедании насекомых-переносчиков трансмиссивных инфекций. Течение вирусных инфекций у рыб может протекать остро и подостро, заканчиваясь летальным исходом, либо проходя в мягкой и даже в инаппарантной форме, что свойственно и для взаимодействия вирус - теплокровный хозяин. Отмечается высокая устойчивость вирусов рыб во внешней среде. Была высказана мысль, что вирусы рыб не могут вызывать заболевания у человека и других теплокровных, однако есть информация о роли рыб в вирусной патологии теплокровных и даже млекопитающих. Так рыба Girella nigrican, является резервуаром вируса везикулярной экзантемы свиней (калицивирус), который вызывает эпизоотии среди свиней и морских львов. По-видимому, рыбы являются также резервуаром гепатита уток. В свою очередь, в фекалиях диких водоплавающих птиц (цапель, диких уток и др.), посещающих места разведения лососевых рыб, был обнаружен IPNV в тех же титрах, что и от рыб. Несомненно, заслуживает внимания случившийся в природе и описанный факт поражения рыб тиланий вирусом лягушки. Вероятно, у рыб есть контакт и с вирусами гриппа человека, т.к. употребление в пищу строганины (сырой замороженной рабы), приводило к заражению гриппом эскимосов. А изобретенный способ получения вакцины из вируса гриппа А, путем его пассирования в культуре клеток рыб, может служить косвенным подтверждением вероятной чувствительности этих холоднокровных позвоночных к вирусам гриппа теплокровных. В ряде экспериментов была выявлена способность рабдовирусов, изолированных от рыб, реплицироваться в клетках теплокровных и, наоборот, в клеточных линиях рыб удавалось поддерживать вирусы млекопитающих. Таким образом, рыбы, являясь важным пищевым звеном в водоемах, могут служить резервуаром многих вирусов, которые потенциально опасны для других организмов, в т.ч. и для человека.
Установлено, что водные теплокровные имеют контакт с арбо-, адено-, энтеро-, калици-, покс-, ретро-, рабдо-, парамиксо-, гепадно- и другими вирусами, которые играют определенную роль в патологии и смертности этих животных. Человеческий организм не безразличен к вирусами морских теплокровных! Так известны случаи заражения людей бешенством от морских млекопитающих. Но есть и случаи заражения животных от людей, о чем говорилось ранее (заражение гепатитом С через шприц и иглы, бывшие в употреблении у людей). Особого внимания заслуживает информация об определении в крови черноморских дельфинов антител к вирусу птичьего гриппа Н5N1, опасного и для людей [Ильичева и др., 2006]. Можно предположить, что инфицирование вирусом птичьего гриппа, а также арбовирусами и некоторыми другими вирусами происходит при контакте с морскими птицами (известны случаи нападения и поедания дельфинами водоплавающих птиц). Заражение людей от млекопитающих гидросферы в первую очередь может происходить при непосредственном контакте (ослюнение, оцарапывание, вплоть до укуса). Логично предположить, что есть и другие пути и механизмы передачи инфекции, при этом нельзя исключить и водный фактор.
Известно, что вирусы вызывают у морских млекопитающих как острые, так и хронические гепатиты, приводящие к иммунодефициту и иным нарушениям в здоровье этих животных. Американскими исследователями описан случай инфекции, подобной вирусному гепатиту В, у тихоокеанского белобокого дельфина Lagenorhynchus obliquidens, жившего в морском аквариуме. У животного наблюдали рецидивирующее заболевание, по клинико-биохимическим и серологическим данным подобное хроническому персистирующему вирусному гепатиту человека [Bossart et al., 1990]. Единичный ли это случай или это типичная циркулирующая среди дельфинов вирусная инфекция? Может ли это заболевание представлять опасность для человека? На эти вопросы будут получены ответы лишь при углубленном изучении биологических сообществ морских млекопитающих с полным набором необходимых вирусологических и серологических методов.
Во многих обзорных публикациях есть отрывочные сообщения об изоляции адено- и энтеровирусов от некоторых видов китов, об обнаружении случаев лимфом, видимо, вызываемых ретровирусами, о поксвирусных инфекциях, приводящих к оспе у тюленей и дельфинов. Однако, роль вирусных инфекций в патологии теплокровных животных Черного моря освещается слабо. Изучение иммунологического статуса морских млекопитающих по отношению к вирусным инфекциям (иммунологический фон) и иные вопросы диагностики, лечения, карантинных мероприятий, связанные с вирусными инфекциями, – проблемы, которыми необходимо заниматься специалистам из причерноморских стран в целях сохранения видового разнообразия гидробионтов и предупреждения вовлечения в инфекции населения.
В заключение представленного обзора необходимо подчеркнуть, что контакт людей с объектами гидросферы, даже в плане индустрии и употребления морепродуктов, в конечном итоге не безопасен в связи с возможным вирусным инфицированием, к чему мы совсем не подготовлены. Многие аспекты в экологии и циркуляции вирусов гидробионтов изучены пока недостаточно, а некоторые и вовсе не известны науке.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
1. Контаминация водоемов вирусами террабионтов, и в частности патогенными вирусами человека, играет определенную роль в патологии людей и является причиной отдельных заболеваний, инфекционных вспышек и даже эпидемий среди населения. Загрязненные вирусами суши водоемы рассматриваются учеными мира как накопители и резервуары этих вирусов, а также как «природные» лаборатории по созданию «новых» вирусов. Мониторинг биологического загрязнения гидросферы необходим для изучения фоновой контаминации, что послужит в дальнейшем для разработки и проведения необходимых профилактических мероприятий, а также позволит оперативно оценить ситуацию в случае биологических диверсий.
2. Постоянная контаминация гидросферы аллохтонными вирусами способствует вовлечению в экологию вирусов иных хозяев, что приводит к появлению так называемых «новых» вирусов, свойства которых непредсказуемы как для их прежних хозяев, так и для гидробионтов. Таким образом, при стечении ряда условий вполне вероятен «переход» аллохтонных вирусов, попавших в водоемы с суши, в группу автохтонных, что, по сути, является эволюционным изменением в экологии вирусов террабионтов.
3. Высокая экологическая пластичность вирусов при овладении ими иных хозяев-гидробионтов и в результате трансдукции, в свою очередь, может приводить к изменению генетического аппарата хозяина, что, несомненно, повлияет на пищевые цепи и иные взаимоотношения в животном и растительном мире гидросферы, а также отразится на социально-экономическом статусе приморских стран.
4. Вирусы гидробионтов потенциально опасны для обитателей суши, и в частности для людей, поскольку имеют сходную морфологию и антигенное сродство с патогенными вирусами людей, а также часто одинаковые механизмы передачи инфекции. Поскольку вирусы гидробионтов изучены крайне недостаточно, то это «белое пятно» в вопросах биобезопасности человека представляет собой «бомбу», способную произвести «взрыв» (взрывоопасные, молниеносные эпидемии) в любое время.
Таким образом, изучение проблем биологической контаминации - важная и актуальная задача для любого государства, а особенно для приморских стран. Однако при этом необходимы и параллельные изучения вирусной патологии гидробионтов, поскольку автохтонные вирусы также могут представлять биологическую угрозу для обитателей суши, в т.ч. и для человека. Логично, что для решения этих актуальных задач необходимо создание материально оснащенного Центра, куда должны быть привлечены специалисты соответствующих профилей.
Список литературы
1. Александров Б.Г. Проблема переноса водных организмов судами и некоторые подходы к оценке риска новых инвазий // Мор. Экол. Журн. – 2004. – 3, №1. – С.5-17.
2. Бойко А.Л., Семчук Л.I., Войцiцький В.М. и др. Выявлення фагiв фiтопатогенних бактерiй в Антарктидi // Агроекологiчний журнал. – 2003, №4. – С.12-15.
3. Воинов Н.И., Солоухин В.З. Вирусы, птицы, люди. – Минск: Высшая школа, 1977. – 160 с.
4. Григорьева Л.В. Санитарная бактериология и вирусология водоемов. – М.: Медицина, 1975. – 192 с.
5. Заварзин Г.А. Составляет ли эволюция смысл биологии? // Вестник Российской академии наук. – 2006. – т.76, №6. – С.522-543.
6. Ильичева Т.Н., Розанова Е.И., Дурыманов А.Г., Шестопалов А.М. Антитела против вируса птичьего гриппа H5N1 в сыворотках морских млекопитающих // Морские млекопитающие Голарктики: Сб. науч. трудов по материалам четвертой международной конференции. Санкт-Петербург, Россия, 10-14 сентября 2006 г. - СПб., 2006. - С.515-519.
7. Львов Д.К. Методологические основы экологии вирусов / Методические проблемы вирусологии. – М.: Медицина, 1975. – С.124-141.
8. Малюта С.С. Взаимодействие чужеродных вирусов с клетками многоклеточных организмов. Диссертация на соискание уч. ст. д.б.н. – Киев, 1984. – 257 с.
9. Пшеничников В.А., Грабарев П.Н., Гарин Н.С. Экология вирусов человека и теплокровных животных. – М.: Медицина, 1977. – 281 с.
10. Соловьев А.В., Степанова О.А., Соловьева Е.А. Явление освоения in vitro вирусами прокариотов с суши эукариотов-гидробионтов // Сборник Донецкого национального университета, Сер.А. – 2008. – вып.2. – С. 431-433.
11. Степанова О.А. Адаптация бактериофагов Xanthomonas axanopodis к микроводоросли Platymonas viridis in vitro // Вiс. Одес. Нац. Ун-ту. – 2004a. – Т.9, вып.5. – С.128-132.
12. Степанова О.А. Экология аллохтонных и автохтонных вирусов Черного моря. – Севастополь: Мир, 2004b. – 308 с.
13. Степанова О.А., Климчук Д.А., Новиченко В.Н. Первая изоляция альговируса Dunaliella viridis Teod. (Chlorophyta) из черноморской среды // Доклады НАНУ. – 2009. - №11. – С.165-168.
14. Фролов А.Ф., Головин Н.И., Булгакова И.В., Курик М.В. Влияние магнитного потока на образование вируса гриппа in ovo // Доклады НАНУ. – 2004. - №5. – С. 193-196.
15. Bossart G., Brawner T.A., Cabal C. et al. Hepatitis B-like infection in a Pacific white-sidded dolphin // J. Amer. Vet. Med. Assoc. – 1990. – 196, N1. – P.127-130.
16. Boyko A.L., Stepanova O.A. Viruses in the Black sea and questions of biosafety // Тези V Міжнародної конференції «Біоресурси та віруси». 10-13 Вересня 2007, Київ, Україна. ( Abstracts V Intern. conf. “Bioresourses and Viruses” September 10-13 2007, Kyiv, Ukraine.) – Київ: Фітосоціоцентр, 2007. – P.59.
17. Boyko A.L., Stepanova O.A. Viruses exchange between the land and hydrosphere - possible way of their evolution //Микроорганизмы в экосистемах озер, рек, водохранилищ. Материалы 2-го Байкальского Микробиологического Симпозиума с международным участием . Иркутск 10-15 сентября 2007 г. – Иркутск, 2007. - C. 28.
18. Feras Y., Kesa L. The relationships between protozoa and viruses. 4.Protozoa as host of mammalian viruses // Изв. АН ЭССР. Сер. Биол. – 1990. – 9, N4. – С.242-258.
19. Herbst W., Werkle J., Phillip W. et al. Chloroformstable zytopathogene viren in Schlachthofabwasser // Fleischwirtschaft. – 1990. – 70, N8. – P.898-899.
20. Kalter S.S. The role of animal in the waterborne transmission of viruses //Water Sci. Tecnol. – 1986. – 18, N10. – P.241-263.
21. Kegler H. The occurrence and behavior of plant pathogenic viruses in soil and bodies of water // Abstr. 6th Int. Symp. Microb. Ecol., Barselona, September 6-11, 1992. – Barselona, 1992. – P.5.
22. Lasobras J., Muniesa M., Frias J. et al. Relationship between the morphology of bacteriophages and their persistence in the environment // Health Related Water Microbiol. – 1996.; Water. Sci. Technol. – 1997. – 35, N11-12. – P.129-132.
23. Lodder-Verschoor, F; Husman, AMde RODA; Van den berg, HHJL; Stein, A; Van pelt-Heerschap, HML; Van der poel, WHM. Year-Round Screening of Noncommercial and Commercial Oysters for the Presence of Human Pathogenic Viruses // Journal of Food Protection [J. Food Prot.]. - 2005. -Vol. 68, no. 9. - P. 1853-1859.
24. Miagostovich, Marize P; Ferreira, Fabiana FM; Guimaraes, Flavia R; Fumian, Tulio M; Diniz-Mendes, Leonardo; Luz, Sergio Luiz B; Silva, Luciete A; Leite, Jose Paulo G. Molecular Detection and Characterization of Gastroenteritis Viruses Occurring Naturally in the Stream Waters of Manaus, Central Amazonia, Brazil // Applied and Environmental Microbiology [Appl. Environ. Microbiol.]. - Jan 2008. - Vol. 74, no. 2. - P. 375-382.
25. Milne, SA; Gallacher, S; Cash, P; Lees, DN; Henshilwood, K; Porter, AJR. A Sensitive and Reliable Reverse Transcriptase PCR-Enzyme-Linked Immunosorbent Assay for the Detection of Human Pathogenic Viruses in Bivalve Molluscs // Journal of Food Protection [J. Food Prot.]. – 2007. - Vol. 70, no. 6. - P.1475-1482.
26. Munn C.B. Viruses as pfthogens of marine organisms – from bacteria to whales // J. Mar. Biol. Ass. U. K. – 2006. – 86, N3. – P.453-467.
27. Ruiz G.M., Rawlings T.K., Dobbs F.C. et al. Global spread of microorganisms by ships // Nature. – 2000. – 408, N6808. – P.49-50.
28. Sakoda A., Sakai Y., Hayakava K., Suzuki M. Adsorption of viruses in water environment onto solid surfaces // Inter. Special. Conf. on Adsorpt. in the Water Environ. and Treatment Processes. Shirahama (Japan), 5-8 Nov., 1996. – Suzuki M., Okada M. – eds. – 1997. – 35, N7. – P.107-114.
29. Sano Daisuke; Ueki You; Omura Tatsuo. Contamination of sea area with human pathogenic viruses //Bulletin of the Society of Sea Water Science (Japan) Bull. Soc. Sea Water Sci. (Japan)]. - 2006. - Vol. 60, no. 4. P. 229-237.
30. Sosa B., Stipanov I., Zdrilic B. et al. Zoonoze u vezis hranom podrijetlom iz mora // Med. Jadertina. – 1992. – 22, N1-4. – P.65-74.
31. Stepanova O.A. Contamination as a step to viral evolution // 30th Pacem in Maribus: intern.conf. A year after Johannesburg: Ocean governance and sustainable development: ocean and Coasts – A Glimpse into the Future. (Kiev, Ukraine, Oct. 27-30, 2003). - Kiev, 2004 – P. 735-737.
32. Stepanova O.A. Viruses in pathology of mammals living in captivity in bays of Sevastopol (Black sea) / Marine mammals of the Holarctic. Collection of scientific papers after the fourth Intern. Conf. Saint-Petersburg. Sept. 10-14, 2006. – Saint-Peterburg, 2006. – P.515-519.
33. Suttle C.A. Viral diversity and its implications for infection in the sea // Ecology of marine viruses (Banyuls–sur–mer, 19-22 March 2003). – Monaco, 2003. – P.73-75. – (CIESM Workshop Monographs No21).
34. Taylor, G. Presence and Infectivity of Human Pathogenic Viruses in a Heavily Urbanized Estuary // EOS, Transactions, American Geophysical Union [EOS Trans. Am. Geophys. Union]. - Sep 2006. - Vol. 87, no. 36, suppl.
35. Wekerle J. Viren in flussig und Festmist sowie in abwasser von schlachtanlagen // Schriftenr. ver Wasser. – Boden und Lufthyg. – 1988. – N78. – P.39-56.
36. Williams N. Phage transfer: a new player turns up in cholera infection // Science. – 1996. – 272, N5270. – P.1869-1870.
|
Комментарии
2010-05-2509:00:48 Заражали ли вирусами гидросферы лабораторных животных или перевиваемые культуры клеток?
2010-05-2618:59:20 Речь идет об автохтонных вирусах? В печати описания подобных экспериментов не встречались, хотя есть некоторая информация, например рабдовирусы рыб реплицируются в клетках теплокровных( см. в тексте доклада). Мы начали проводить опыты в этом направлении, но пока только с перевиваемыми культурами клеток.
2010-05-2911:35:55 Какие вирусы из гидросферы были использованы для заражения перевиваемых культур клеток? Изучали ли Вы клинический материал от людей на наличие каких-либо вирусов гидросферы?
2010-05-3109:27:58 Ответ. Для заражения перевиваемых культур клеток использовали штаммы черноморских альговирусов. Работа еще не завершена.
Из клинического материала людей, в анамнезе у которых был отдых с купанием в Черном море, почти в 70% проб изолировали альговирусы к определенному виду микроводорослей. Исследования еще не завершены.