Опишите общее описание вирусов историю возникновения

К счастью, тогда эта программа так и осталось игрой — а ведь как вирус она могла причинить немало вреда, ведь по сути она полностью блокировала работу компьютера, так как на нем банально не оставалось памяти для запуска любой другой программы.

Elk Cloner — один из первых вирусов

В конце 70-ых и в начале 80-ых все большую популярность стали приобретать персональные компьютеры, которые использовали для хранения информации дискеты, которые зачастую использовались на нескольких ПК одновременно — прямо рай для вирусов.

И первым под удар попал компьютер Apple II с операционной системой DOS (да, популярность притягивает к себе вирусописателей — именно поэтому сейчас под macOS вирусов относительно мало). 15-летний американский школьник Ричард Скрент написал в 1981 году вирус Elk Cloner, способный самозаписываться на дискеты с DOS, и, что самое важное — оставаться в памяти ПК до установки в него новой, еще не зараженной дискеты, тем самым обеспечивая себе распространение.

Elk Cloner: программа с индивидуальностью

Она проникнет во все ваши диски
Она внедрится в ваши чипы
Да, это — Cloner!

Она прилипнет к вам как клей
Она даже изменит оперативную память
Cloner выходит на охоту.

Причем что самое любопытное — такой стишок выводился лишь при каждой 50-ой загрузке, поэтому пользователь, решивший продемонстрировать его коллегам и перезагрузивший при них компьютер, в итоге показывал зрителям обычную загрузку системы, оставаясь в дураках.

В будущем обнаружилось, что вирус был не так и безвреден: если на дискете был нестандартный образ DOS, то вирус, записываясь на нее, мог стереть некоторые дорожки и тем самым привести к потере данных, а то и к невозможности загрузки системы.

Червь Морриса (1988)

В конце 80-ых в мире существовало как минимум две крупные сети, объединявшие множество компьютеров — это ARPANET и NSFNet (из которой и вырос современный Интернет). И конечно же вирусописатели не могли себе отказать в соблазне заразить по сети сразу множество ПК.

Первый такой вирус был написан аспирантом Корнеллского университета Робертом Таппаном Моррисом и запущен в ARPANET 2 ноября 1988 года. После этого начался Судный день массовое заражение компьютеров в сети: ведь тогда понятия сетевой безопасности толком и не было, и большинство паролей совпадало с логинами. Если это не помогало — вирус начинал перебирать пароли по словарю из 400 слов — сейчас этого кажется мало, но тогда — вполне хватало.

Сам же червь дал толчок к развитию сетевой безопасности — появились требования по выбору пароля и его длины, и ужесточили администрирование сетевых узлов. Конечно, это помогло лишь отчасти, но хотя бы начало было положено.

Чернобыль, он же CIH (1998)

Пожалуй, первую серьезную эпидемию, затронувшую множество ПК по всему миру, начал вирус, написанный студентом Чэнь Инхао, живущим в Тайване. Особенностью же вируса стало то, что он мог быть неактивным долгое время, а запуск был приурочен к 26 апреля — годовщине аварии на ЧАЭС, из-за чего вирус и приобрел свое второе название. Ну а первое название — CIH — это всего лишь инициалы Чэня.

Сам вирус работал только на популярных в то время системах Windows — 95, 98 и ME (все дальнейшие ОС на ядре NT — то есть 2000, XP и выше — в безопасности), а принцип его действия был достаточно прост: вирус копировал свой код память, перехватывал запуск EXE-файлов и записывал в них свою копию. В зависимости от версии при этом могли повреждаться как программы на жестком диске, так и микросхемы BIOS.

Нанесенный ущерб варьировался от 20 до 80 млн долларов, если не учитывать около миллиона выведенных из строя ПК и терабайты потерянных данных. Причем самому Чэню ничего не было — в то время тайваньские законы не предусматривали наказаний за киберпреступления, так что он никогда не привлекался к уголовной ответственности за этот вирус, а в настоящее время вообще работает в Gigabyte.

Выше я расписал лишь несколько самых простых вирусов, которые процветали во времена низкой защищенности ПК и при почти полном отсутствии у людей антивирусов. В следующей же части мы поговорим про более изощренные вирусы, работающие настолько хитро, что зачастую не обнаруживались существующими антивирусами, создавая целые сети ботов — ботнеты.

История нашего вида — это история борьбы с вирусами. Своего рода эволюционная гонка вооружений, в которой нет места перемирию. Ведущие эпидемиологи мира уже не раз высказывались о том, что рано или поздно объявится новый инфекционный агент, с которым придется сразиться. Однако у нас, в отличие от противника, есть преимущество — мы можем подготовиться к “войне”, а нашим лучшим оружием является научный метод. Наука, лишенная границ и предубеждений, раз за разом обеспечивает нашему виду триумфальную победу. Вирусы — это крохотные информационный системы, закодированные в ДНК или РНК, а их основная цель — выживание. Чтобы выжить, вирусам нужны мы, а если точнее — наши клетки. А наше выживание зависит от знаний о вирусах и чем больше мы знаем, тем выше шансы на победу.

Существует огромное количество вирусов, которые могут погубить нас. Многим из них еще только предстоит появиться

Знакомство с вирусами

В 1892 году выпускник Петербургского университета Дмитрий Ивановский заинтересовался болезнью листьев табака — они сморщивались, покрывались ржавыми пятнами и засыхали. Ивановский предположил, что у заболевания должен быть возбудитель. Чтобы доказать свою теорию, ученый растер листья зараженных растений, а затем полученный сок профильтровал через полотно. В процеженном соке никаких болезнетворных бактерий не оказалось, но растения, которые им поливал Иванский, заболевали в 80% случаев. Тогда ученый предположил, что бактерии, вызывающие заболевание очень маленькие и процедил воду с помощью фарфорового фильтра — который не пропускает даже самые малые бактерии — однако снова безрезультатно. Вывод, который сделал Ивановский, впоследствии изменил мир — ученый предположил о существовании настолько маленьких организмов, что их не видно в оптический микроскоп.

Несколько лет спустя причинами болезни табачных листьев заинтересовался голландский микробиолог Мартин Бейеринк. Ученый пришел к выводу, что растения поражала ядовитая жидкость, которую он назвал “вирусом” (от лат. — яд). Однако это был очень странный яд: его концентрация, как это обычно бывает, никак не влияла на результат, а он всегда был один и тот же. Источник яда оставался тайной вплоть до 1932 года, пока профессор Уиндел Стенли из тонны зараженных листьев не получил чашку кристаллов. Натирая кристаллами листья здоровых растений, он тем самым вызывал у них характерные заболевания. Но живые существа не могут превращаться в кристаллы.Это привело Стенли к выводу, что вирусы — крохотные белковые молекулы, а не живые организмы. А вот впервые увидеть вирус удалось лишь семь лет спустя с помощью электронного микроскопа.

С появлением микрофотографии мы, наконец, смогли увидеть как выглядят возбудители разных инфекционных заболеваний

По сути, вирус — это информационная система (закодированная в ДНК или РНК), окруженная защитной оболочкой и сформированная эволюцией для обеспечения своей собственной репликации и выживания. Все вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую. Вирусы растут только в живых клетках однако заражают все — от простейших одноклеточных организмов, таких как амебы, до сложных многоклеточных организмов, таких как мы. А вот бактерии сами по себе являются клетками и несут в себе все молекулярные механизмы, необходимые для их размножения. Как следствие, они имеют уникальные биохимические пути, на которые действуют антибиотики широкого спектра.

Чтобы всегда быть в курсе последних открытий из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram

Борьба с полиовирусом

Всю первую половину ХХ века вирусы были причиной опасных недугов, одним из которых был полиомиелит — детский спинномозговой паралич, который приводит к патологиям центральной нервной системы. Несмотря на то, что первые упоминания о полиомиелите встречаются в истории Древней Греции и Древнего Египта, с первой крупной эпидемией мир столкнулся только в 1905 году в Швеции, после чего вирус начал свое путешествие по планете. К 1916 году от полиомиелита в одном только Нью-Йорке скончалось 2 тысячи детей. А в 1921 году болезнь сразила будущего президента США Франклина Рузвельта. В целом эпидемия полиомиелита в ХХ веке стала самым настоящим национальным бедствием во многих странах.

После того, как Франклин Рузвельт заболел полиомиелитом, в 1938 году он основал Национальную организацию по борьбе с полиомиелитом (англ. National Foundation for Infantile Paralysis). Фонд занимался сбором пожертвований, которые использовались для поиска вакцины и производства механических кроватей для больных. Тем временем вирус уверенно шагал по планете. Так, за 1952 год в США от полиомиелита погибло 3145 человек, а парализованными остались больше 20 тысяч. Советский Союз понес сравнимые потери шесть лет спустя. Все это время наиболее эффективным способом “борьбы” с полиомиелитом были так называемые “железные легкие” — камеры, в которых работу парализованных дыхательных мышц совершала перемена давления воздуха. Пациенты, пораженные этим недугом, до конца жизни оставались в ящиках, откуда торчала голова и ноги.

Наверняка все помнят эти красные капли — прививка против полиомиелита

Изобретение вакцины стало возможным лишь в середине 1950-х годов, но уже к 1961 году полиомиелит был практически истреблен. Первую вакцину изобрел врач Джонас Солк. К тому моменту, как он устроился на работу в фонд Рузвельта, ученые уже научились разводить вирусы на клетках почек обезьян и при помощи антибиотиков очищать их от микробов. Солк, в свою очередь, решил использовать формалин и проверить иммуногенность на обезьянах. В 1952 году полученную вакцину ученый ввел себе, жене и трем сыновьям. Вакцина оказалась безопасной и не вызывала аллергических реакций. В 1954 году Солк получил разрешение поставить прививки 5 тысячам американских школьников в Питтсбурге. Последующий анализ показал наличие антител в крови школьников, а вакцина ученого стала первой эффективной вакциной от полиомиелита.

Новость об изобретении вакцины мгновенно разлетелась по миру и в США отправились ученые со всего света. Большой вклад в изобретение окончательной вакцины внесли советские ученые Михаил Чумаков и Анатолий Смородинцев. Совместная работа советских и американских ученых состоялась несмотря на разгар холодной войны. В 1958 году Алберт Сэбин, врач детской городской больницы Цинцинатти пришел к выводу, что когда вирусы культивируют при пониженной температуре, победителем в этом искусственно созданном естественном отборе становятся непатогенные штаммы. Если такой вирус попадет в желудок, то начнет размножаться. Это непатогенная “живая вакцина”, а наши антитела воспринимают ее как обычный полиовирус.

Однако использование вакцины Сэбина в США посчитали излишним, так как вакцина Солка работала. Тогда Сэбин передал образцы Чумакову, чтобы проверить ее эффективность на территории СССР. В январе 1959 года началась массовая иммунизация, в ходе которой вакцину получили 15 миллионов детей в разных республиках. Вскоре заболеваемость полиомиелитом пошла на убыль. Но как же вакцина Солка? Оказалось, что многие люди, прошедшие вакцинацию, из-за нее заболевали полиомиелитом. В итоге наибольшую эффективность показала доработанная вакцина Сэбина, которая к 1960 году была доступна в более чем 100 странах мира.

Так выглядит CoVID-2019 под микроскопом

Таким образом, первая половина ХХ века, включая пандемию испанского гриппа и борьбу с опаснейшим вирусом в истории — оспой, также прошла под эгидой войны с полиомиелитом. На сегодняшний день человечество одержало практически полную победу над большим количеством опасных вирусных инфекций. Но это не значит, что нам больше ничто не угрожает. Так, узнать о борьбе с эпидемией нового коронавируса CoVID-2019 читайте в нашем специальном материале.

Молекулярная история вирусов

Туберкулез и малярия, как выяснилось благодаря молекулярному анализу, нередко становились причиной смерти в Древнем Египте — не исключено, что следы этих болезней будут обнаружены в более древних ДНК египетских мумий. Имеющиеся на сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что египтяне также страдали оспой и полиомиелитом. Китайский педиатр Ван Цюань (1495-1585) выявил оспу и примерно в то же время китайцы начали процесс “иммунизации” здоровых людей путем вдувания в нос порошкообразного материала. Узнаваемые описания вспышек гриппа датируются 1580 годом, причем в каждом из 19-го и 20-го веков было по три таких события. За исключением ВИЧ / СПИДа, который можно рассматривать как “продолжающуюся” (с 1981 года) пандемию, самой страшной пандемией современности все же был испанский грипп 1918/19 или “испанка”, которая унесла жизни 50 миллионов человек.

Еще больше интересных статей о самых разных вирусах нашей планеты читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен

В Древнем Египте были малярия, туберкулез и, возможно, оспа и полиомиелит

Так, вирус иммунодефицита человека 1-го типа (HIV1) — наиболее заметная форма синдрома приобретенного иммунодефицита человека (СПИД), “перескочил” к людям также в первой половине ХХ века. Предположительно это произошло, когда охотник порезал руку, убивая инфицированного шимпанзе. Затем, как это часто бывает, ВИЧ-1 распространялся между людьми, пока в 1981 были зафиксированы первые случаи СПИДа в США. Необходимо понимать, что очень многие и разнообразные факторы влияют на подобные вторжения болезней от других видов в нашу жизнь. Увеличение численности населения, возникновение городов-миллионников, высокая плотность населения и тесный контакт с дикими животными способны привести к вспышке самых разных инфекций. Совокупность огромного количества факторов в результате привела к появлению CoVID-2019.

Дело (не только) в людях

Мы, конечно, не единственный вид, который может внезапно заразиться от других позвоночных. Собачья чумка (CDV), например, была выявлена у пятнистых гиен Серенгети, а регулярные вспышки у львов, похоже, произошли непосредственно от собак или других диких животных, включая гиен. Сегодня известно, что CDV связан как с вирусом ныне уничтоженной чумы крупного рогатого скота, так и с корью человека, которые ближе друг к другу. Последовательность генов позволяет предположить, что эти два патогена разошлись около 1000 лет назад, возможно, от предкового вируса, который не идентичен ни тому, ни другому.

Вакцинация спасла миллионы жизней

Сегодня, несмотря на триумфальную победу некоторых болезней, проблемы с вакцинацией остаются в регионах, которые по сути являются зонами военных действий. Мы могли бы также искоренить корь, но этому препятствуют некоторые родители в развитых странах, которые считают, что они не несут ответственности за иммунизацию своих детей против стандартных инфекций. Кстати, наш специальный материал о прививках поможет понять чего именно боятся противники вакцинации. Между тем, корь является одним из наиболее заразных патогенов, а во взрослом возрасте легко может стать причиной смерти.

11 декабря 2013

Если бы внезапно сгорели все компьютеры в мире и нам пришлось бы начинать с нуля, то самый первый вновь собранный компьютер при первой же загрузке, скорее всего, был бы поражён вирусом. Вирусы проникали даже на Международную космическую станцию, куда их в 2008 году принесли сами космонавты на USB-флешках. Эти виртуальные блаттоптеры, как и их насекомые сородичи, наверное, с лёгкостью переживут даже ядерную зиму.

1. Elk Cloner, 1982

На заре персональных компьютеров в начале восьмидесятых для многих уже не составляло труда представить программный аналог человеческих вирусов, которые могут поражать электронный организм и выводить его из строя. Сама концепция вируса как небольшой программы, распространяемой через дискеты, была описана в мартовском номере журнала Scientific American за 1985 год. Там же некий подросток Ричард Скрента-младший рассказывал, какой он видит программу, которая скрывалась бы среди системных файлов и вызывала необъяснимые сбои в работе компьютера. Однако Скрента почему-то не упомянул, что это не просто гипотетические рассуждения: за несколько лет до этого, в 1982-м, он собственноручно написал первый в мире широко известный компьютерный вирус-червь Elk Cloner. Зараза поражала машины Apple II и распространялась через дискеты.

2. Brain, 1986

Трудно сказать, насколько прибавилось клиентуры у создателей Brain, но в западной прессе началась настоящая паника. У некоторых даже сложилось впечатление, что компьютеры способны заражать вирусами человека.

3. Червь Морриса, 1988

Разрушительный потенциал зловредов, путешествующих по компьютерным сетям, первым продемонстрировал так называемый Червь Морриса, который был написан в ноябре 1988 года аспирантом американского Корнеллского университета Робертом Моррисом-младшим. Чтобы скрыть происхождение вируса, Моррис запустил свой червь в только зарождавшуюся Всемирную сеть (тогда ещё ARPANET) не из своего университета, а из Массачусетского технологического института.

Червь Морриса пользовался уязвимостями в операционной системе Unix, а его присутствие проявлялось в периодическом перезаписывании собственного кода и одновременном запуске нескольких копий самого себя, что приводило к засорению памяти и забиванию сетевых каналов. В результате в какой-то момент червь поразил все узлы ARPANET и полностью парализовал работу Сети. Сумма ущерба, нанесённого Великим Червём, составила почти $100 млн, однако суд учёл явку с повинной и приговорил Морриса к условному сроку и штрафу.

Моррис сделал успешную научную карьеру в Массачусетском технологическом институте и одно время даже занимал должность главного учёного в Национальном центре компьютерной безопасности США, секретном подразделении АНБ.

4. Макровирус Concept, 1995

Фокус заключался в том, чтобы внедрить код в шаблон документа, который загружается всякий раз при запуске, например, редактора Word. Оказавшись в памяти, зловредный код записывает себя в любой документ, открываемый или создаваемый в программе. И если затем этот документ открыть на другом компьютере, то он тоже немедленно заразится. На тот момент у VBA был доступ ко всей файловой системе диска, поэтому вирусы могли с лёгкостью изменять или даже удалять любые пользовательские файлы, что нередко и происходило.

Первым макровирусом считается появившийся в 1995 году Concept, а поскольку антивирусные программы были не готовы к такой угрозе, он быстро получил широчайшее распространение. Сам вирус не причинял никакого вреда, но выводил простое замечание, призванное показать огромный потенциал подобного ПО:

Несмотря, однако, на благие намерения автора оригинального Concept, очень скоро появились его неприятные модификации; некоторые из них, например, запароливали доступ к случайным документам. К концу девяностых годов макровирусы стали самым популярным типом компьютерных вирусов. Но потом появился общедоступный массовый интернет, и история приобрела иное направление.

5. Melissa, 1999

Первый настоящий вирус времён интернета — это, конечно же, Melissa, хитроумный коктейль из макровируса, почтового спама и социальной инженерии. Melissa был написан Дэвидом Смитом, известном в Сети под ником Kwyjibo, и получил название в честь его любимой стриптизёрши.

Однако, как вы догадались, модифицированные версии Melissa были уже не столь безобидны и занимались традиционными для вирусов делами, в том числе модифицировали и удаляли системные файлы.

6. ILOVEYOU, 2000

В отличие от предшественников, ILOVEYOU не только рассылался по всем контактам Outlook, но и вёл себя как настоящий троянец, пытаясь похитить все найденные пароли и отослать их на некий почтовый ящик. Кроме того, он удалял случайные файлы изображений и MP3, заменяя их фальшивыми файлами с копией вирусного кода, подменял системные файлы, прописывался в реестре и размножался с каждой перезагрузкой Windows.

Вирус Anna Kournikova, появившийся годом позже, использовал ту же технику маскировки расширения вложения: вместо фотографии известной теннисистки жертва получала очередной зловредный сценарий.

7. Code Red, 2001

В 2001 году родилось новое поколение компьютерных вирусов, которые пользовались уязвимостями в разных операционных системах и программах Microsoft. Самым известным из них стал Code Red, который поражал веб-серверы, работающие на основе Microsoft Internet Information Server (IIS). Этот зловред непосредственно не воздействовал на клиентские машины, но настолько замедлял интернет-трафик, что фактически блокировал доступ ко многим веб-сайтам.

Однако, как и во многих вирусах, в самом Code Red скрывалась ошибка: на самом деле сканируемые IP-адреса не были случайными, и в результате некоторые машины, только что очищенные от вируса, в следующую же секунду могли быть вновь заражены.

8. Slammer, 2002

Достойный преемник Code Red — вирус Slammer, который также вошёл в число самых быстрораспространяемых в мире. Этому зловреду удалось заразить 75 тысяч компьютеров всего за десять минут, при этом он использовал аналогичную технологию переполнения буфера, но уже в среде Microsoft SQL Server 2000. Самое примечательное заключается в том, что Microsoft чуть ли не за шесть месяцев до появления Slammer выпустила патч, устраняющий уязвимость, которую эксплуатировал этот вирус. Тем не менее его не установило не только большинство сторонних компаний, но и даже и целые подразделения самой Microsoft!

Одна из крупнейших сетевых атак в результате деятельности Slammer произошла в начале 2003 года, когда вирус за считанные минуты так перегрузил каналы, что почти полностью заблокировал доступ в интернет в Южной Корее и некоторых других азиатских странах. В США и Европе ситуация была не столь катастрофической, хотя замедление скорости передачи данных ощущалось почти в любой точке света.

В дальнейшем эпидемия быстро пошла на спад, поскольку после установки патча было достаточно перезагрузить сервер.

9. Blaster, 2003

Созданный группой китайских хакеров Xfocus червь Blaster (он же Lovesan или MSBlast) использовал ту же схему заражения со сканированием случайных IP-адресов, что и Slammer. И снова использовалась технология переполнения буфера, но уже множества клиентских машин. Целью китайских хакеров были серверы Microsoft: широкомасштабная DDoS-атака с заражённых компьютеров должна была начаться 16 августа 2003 года, но в Редмонде приняли меры — и ущерб от Blaster оказался сведён к минимуму.

Однако модифицированная версия Blaster B, в изготовлении которой уличили американского школьника Джеффри Ли Парсона, оказалась намного опасней и живучей: практически каждый пользователь Windows, не установивший антивирусного ПО, рано или поздно получал на экране окно, в котором говорилось о выключении системы, и запускался обратный отсчёт:

«Система завершает работу. Сохраните данные и выйдите из системы. Все несохранённые изменения будут потеряны.

После перезагрузки начинался подбор случайных IP-адресов и попытки заразить другие доступные машины. Через произвольные отрезки времени перезагрузки происходили снова и снова — до тех пор пока вирус не удаляли с компьютера.

Впоследствии появилось ещё несколько модификаций Blaster, но они уже не нанесли такого ущерба, как первые две.

10. Что дальше?

Наконец, есть и чисто техническая разница: если до самого начала двухтысячных большинство пользователей выходило в интернет напрямую через модемы, то сегодня практически все домашние и корпоративные машины подключаются к Сети через маршрутизаторы и коммутаторы, которые выступают в качестве брандмауэров и предотвращают в том числе и случайное заражение.

• 16246
• 12,7
• 2
• 4

Обратите внимание!

Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.

Эволюция и происхождение вирусов

В 2007 году сотрудники биологического факультета МГУ Л. Нефедова и А. Ким описали, как мог появиться один из видов вирусов — ретровирусы. Они провели сравнительный анализ геномов дрозофилы D. melanogaster и ее эндосимбионта (микроорганизма, живущего внутри дрозофилы) — бактерии Wolbachia pipientis. Полученные данные показали, что эндогенные ретровирусы группы gypsy могли произойти от мобильных элементов генома — ретротранспозонов. Причиной этому стало появление у ретротранспозонов одного нового гена — env, — который и превратил их в вирусы. Этот ген позволяет вирусам передаваться горизонтально, от клетки к клетке и от носителя к носителю, чего ретротранспозоны делать не могли. Именно так, как показал анализ, ретровирус gypsy передался из генома дрозофилы ее симбионту — вольбахии [7]. Это открытие упомянуто здесь не случайно. Оно нам понадобится для того, чтобы понять, чем вызваны трудности борьбы с вирусами.

Из давних письменных источников, оставленных историком Фукидидом и знахарем Галеном, нам известно о первых вирусных эпидемиях, возникших в Древней Греции в 430 году до н.э. и в Риме в 166 году. Часть вирусологов предполагает, что в Риме могла произойти первая зафиксированная в источниках эпидемия оспы. Тогда от неизвестного смертоносного вируса по всей Римской империи погибло несколько миллионов человек [8]. И с того времени европейский континент уже регулярно подвергался опустошающим нашествиям всевозможных эпидемий — в первую очередь, чумы, холеры и натуральной оспы. Эпидемии внезапно приходили одна за другой вместе с перемещавшимися на дальние расстояния людьми и опустошали целые города. И так же внезапно прекращались, ничем не проявляя себя сотни лет.

Вирус натуральной оспы стал первым инфекционным носителем, который представлял действительную угрозу для человечества и от которого погибало большое количество людей. Свирепствовавшая в средние века оспа буквально выкашивала целые города, оставляя после себя огромные кладбища погибших. В 2007 году в журнале Национальной академии наук США (PNAS) вышла работа группы американских ученых — И. Дэймона и его коллег, — которым на основе геномного анализа удалось установить предположительное время возникновения вируса натуральной оспы: более 16 тысяч лет назад. Интересно, что в этой же статье ученые недоумевают по поводу своего открытия: как так случилось, что, несмотря на древний возраст вируса, эпидемии оспы не упоминаются в Библии, а также в книгах древних римлян и греков [9]?

Строение вирусов и иммунный ответ организма

Рисунок 1. Первооткрыватель вирусов Д.И. Ивановский (1864–1920) (слева) и английский врач Эдвард Дженнер (справа).

Почти все известные науке вирусы имеют свою специфическую мишень в живом организме — определенный рецептор на поверхности клетки, к которому и прикрепляется вирус. Этот вирусный механизм и предопределяет, какие именно клетки пострадают от инфекции. К примеру, вирус полиомиелита может прикрепляться лишь к нейронам и потому поражает именно их, в то время как вирусы гепатита поражают только клетки печени. Некоторые вирусы — например, вирус гриппа А-типа и риновирус — прикрепляются к рецепторам гликофорин А и ICAM-1, которые характерны для нескольких видов клеток. Вирус иммунодефицита избирает в качестве мишеней целый ряд клеток: в первую очередь, клетки иммунной системы (Т-хелперы, макрофаги), а также эозинофилы, тимоциты, дендритные клетки, астроциты и другие, несущие на своей мембране специфический рецептор СD-4 и CXCR4-корецептор [13–15].

Одновременно с этим в организме реализуется еще один, молекулярный, защитный механизм: пораженные вирусом клетки начинают производить специальные белки — интерфероны, — о которых многие слышали в связи с гриппозной инфекцией. Существует три основных вида интерферонов. Синтез интерферона-альфа (ИФ-α) стимулируют лейкоциты. Он участвует в борьбе с вирусами и обладает противоопухолевым действием. Интерферон-бета (ИФ-β) производят клетки соединительной ткани, фибробласты. Он обладает таким же действием, как и ИФ-α, только с уклоном в противоопухолевый эффект. Интерферон-гамма (ИФ-γ) синтезируют Т-клетки (Т-хелперы и (СD8+) Т-лимфоциты), что придает ему свойства иммуномодулятора, усиливающего или ослабляющего иммунитет. Как именно интерфероны борются с вирусами? Они могут, в частности, блокировать работу чужеродных нуклеиновых кислот, не давая вирусу возможности реплицироваться (размножаться).

Причины поражений в борьбе с ВИЧ

Тем не менее нельзя сказать, что ничего не делается в борьбе с ВИЧ и нет никаких подвижек в этом вопросе. Сегодня уже определены перспективные направления в исследованиях, главные из которых: использование антисмысловых молекул (антисмысловых РНК), РНК-интерференция, аптамерная и химерная технологии [12]. Но пока эти антивирусные методы — дело научных институтов, а не широкой клинической практики*. И потому более миллиона человек, по официальным данным ВОЗ, погибают ежегодно от причин, связанных с ВИЧ и СПИДом.

Рисунок 5. Схема развития феномена ADE при вирусных инфекциях. а — Взаимодействие между антителом и рецептором FcR на поверхности макрофага. б — Фрагмент С3 комплемента (компонент комплемента, после присоединения которого весь этот комплекс приобретает способность прилипать к различным частицам и клеткам) и рецептор комплемента (complement receptor, CR) способствуют присоединению вируса к клетке. в — Белки комплемента С1q и С1qR способствуют присоединению вируса к клетке (в составе молекулы C1q имеется рецептор для связывания с Fc-фрагментом молекулы антитела). г — Антитела взаимодействуют с рецептор-связывающим сайтом вирусного белка и индуцируют его конформационные изменения, облегчающие слияние вируса с мембраной. д — Вирусы, получившие возможность реплицироваться в данной клетке посредством ADE, супрессируют противовирусные ответы со стороны антивирусных генов клетки. Рисунок с сайта supotnitskiy.ru.

Подобный вирусный механизм характерен не только для ВИЧ. Он описан и при инфицировании некоторыми другими опасными вирусами: такими, как вирусы Денге и Эбола. Но при ВИЧ антителозависимое усиление инфекции сопровождается еще несколькими факторами, делая его опасным и почти неуязвимым. Так, в 1991 году американские клеточные биологи из Мэриленда (Дж. Гудсмит с коллегами), изучая иммунный ответ на ВИЧ-вакцину, обнаружили так называемый феномен антигенного импринтинга [23]. Он был описан еще в далеком 1953 году при изучении вируса гриппа. Оказалось, что иммунная система запоминает самый первый вариант вируса ВИЧ и вырабатывает к нему специфические антитела. Когда вирус видоизменяется в результате точечных мутаций, а это происходит часто и быстро, иммунная система почему-то не реагирует на эти изменения, продолжая производить антитела к самому первому варианту вируса. Именно этот феномен, как считает ряд ученых, стоит препятствием перед созданием эффективной вакцины против ВИЧ.

Открытие биологов из МГУ — Нефёдовой и Кима, — о котором упоминалось в самом начале, также говорит в пользу этой, эволюционной, версии.

Сегодня не только ВИЧ представляет опасность для человечества, хотя он, конечно, самый главный наш вирусный враг. Так сложилось, что СМИ уделяют внимание, в основном, молниеносным инфекциям, вроде атипичной пневмонии или МЕRS, которыми быстро заражается сравнительно большое количество людей (и немало гибнет). Из-за этого в тени остаются медленно текущие инфекции, которые сегодня гораздо опаснее и коварнее коронавирусов* и даже вируса Эбола. К примеру, мало кто знает о мировой эпидемии гепатита С, вирус которого был открыт в 1989 году**. А ведь по всему миру сейчас насчитывается 150 млн человек — носителей вируса гепатита С! И, по данным ВОЗ, каждый год от этой инфекции умирает 350-500 тысяч человек [33]. Для сравнения — от лихорадки Эбола в 2014-2015 гг. (на состояние по июнь 2015 г.) погибли 11 184 человека [34].

* — Коронавирусы — РНК-содержащие вирусы, поверхность которых покрыта булавовидными отростками, придающими им форму короны. Коронавирусы поражают альвеолярный эпителий (выстилку легочных альвеол), повышая проницаемость клеток, что приводит к нарушению водно-электролитного баланса и развитию пневмонии.

Рисунок 8. Электронная микрофотография воссозданного вируса H1N1, вызвавшего эпидемию в 1918 г. Рисунок с сайта phil.cdc.gov.

Почему же вдруг сложилась такая ситуация, что буквально каждый год появляются новые, всё более опасные формы вирусов? По мнению ученых, главные причины — это сомкнутость популяции, когда происходит тесный контакт людей при их большом количестве, и снижение иммунитета вследствие загрязнения среды обитания и стрессов. Научный и технический прогресс создал такие возможности и средства передвижения, что носитель опасной инфекции уже через несколько суток может добраться с одного континента на другой, преодолев тысячи километров.