История Института вирусологии им.Д.И.Ивановского

Оставался еще год до окончания войны, когда было принято Постановление Совета Народных Комиссаров №797 от 30 июня 1944 г. об учреждении Академии медицинских наук СССР, в состав которой включался и Институт вирусологии, основанный на базе Отделения вирусологии ВИЭМ – Всесоюзного института экспериментальной медицины им.А.М.Горького. Имя основоположника вирусологии Д.И.Ивановского было присвоено институту постановлением Совета Министров СССР №4344 от 19 октября 1950 г. В институте на протяжении 16 лет работал ученик Д.И.Ивановского – профессор Е.И.Туревич. В это же время здесь работал член-корреспондент АН СССР В.Л.Рыжков. Его монография «Вирусные болезни растений» не утратила своего значения и в наши дни.

Первым директором института был назначен профессор А.Т.Кравченко. Через шесть лет он был переведен научным руководителем крупного вирусологического центра Министерства обороны СССР. Первым заместителем директора по научной работе был академик АМН СССР Л.А.Зильбер. После перехода в ИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи Л.А.Зильбер организовал там крупный вирусологический отдел. Некоторое время директором Института вирусологии был академик АМН СССР А.А.Смородинцев, как и Л.А.Зильбер – стоявший у истоков изучения внезапных вспышек клещевого и японского энцефалитов на Дальнем Востоке, геморрагической лихорадки с почечным синдромом. Позднее, уже в Ленинграде А.А.Смородинцев организовал и возглавил Институт гриппа. Повод для этого был серьезный – появление нового пандемического вируса. Однако, и в Институте вирусологии исследованиям по гриппу всегда уделялось самое серьезное внимание. Одним из первых заместителей директора по науке был академик АМН СССР В.Д.Соловьев. Он входил в блестящую плеяду вирусологов вместе с Л.А.Зильбером, М.П.Чумаковым, А.К.Шубладзе, Е.Н.Левкович и многими другими энтузиастами, которые в условиях огромного риска устанавливали в дальневосточной тайге природу таинственного, в то время смертельного, заболевания, получившего позднее название клещевого энцефалита. В.Д.Соловьев со временем возглавил вирусологический отдел в ИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи. Он долгое время руководил Отделением гигиены, микробиологии и эпидемиологии Академии медицинских наук СССР.

В Институте вирусологии работала и создательница отечественного пенициллина – академик З.В.Ермольева. Трудно переоценить ее вклад в спасение раненых и возвращение их на фронт. В период пятилетнего руководства Институтом вирусологии академиком АМН СССР М.П.Чумаковым существенно возрастают связи с периферийными научными и практическими учреждениями страны, что вылилось в проведение комплексных исследований и создание системы подготовки кадров вирусологов. В 1955 г. М.П.Чумаков организовал Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов, носящий ныне его имя. Организация нового института, выделившегося из Института вирусологии, была продиктована велением времени. В стране, как и повсюду в мире, прокатились ужасающие эпидемии полиомиелита.

После М.П.Чумакова Институт вирусологии возглавил академик АМН СССР П.Н.Косяков. Возник региональный центр по гриппу, объединяющий 19 региональных баз. Впоследствии он трансформировался в Центр ВОЗ по гриппу. В 1959 г. был сдан в эксплуатацию первый из трех корпусов уже на нынешней территории, куда институт переехал с территории бывшего ВИЭМ. В 1956 г. был организован музей вирусных штаммов, со временем преобразованный в Государственную коллекцию вирусов, которая сегодня является национальным достоянием страны.

1961 г. по 1987 г. Институт вирусологии возглавлял академик АМН СССР В.М.Жданов, создавший современный, широко известный в мире научный центр. Штат увеличился вдвое, была создана научная школа молекулярных вирусологов. Был построен второй, затем – третий корпуса, организован отдел клинической вирусологии и вирусных гепатитов на базе 1-ой Городской инфекционной больницы, начали функционировать шесть Центров ВОЗ – по проблемам гриппа, арбовирусов, экологии вирусов, герпеса, вирусных гепатитов, СПИДа. Им был организован журнал «Вопросы вирусологии». Когда возникла «чума ХХ века» – СПИД, В.М.Жданов объединил ряд лабораторий института для изучения ВИЧ-инфекции. Здесь были выделены первые в стране штаммы вируса, послужившие основой для разработки отечественных диагностических тест-систем. Выдающейся заслугой В.М.Жданова следует считать разработку научно обоснованной программы ликвидации оспы в мире, которая была выдвинута им как предложение Советского Союза на Генеральной Ассамблее ВОЗ в 1958 г. А в 1980 г. ВОЗ декларировала ликвидацию заболеваемости оспой в мире. По инициативе В.М.Жданова, вместе с Д.Мельником, П.Вилди и Н.Окер-Бломом была организована вирусологическая секция Международного союза микробиологических обществ. Были налажены устойчивые связи с вирусологами 30 стран мира. Эта кооперация успешно развивалась даже в наиболее ледниковые периоды холодной войны.

Активно велась подготовка кадров для научных и практических вирусологических подразделений в СССР и России через докторантуру, аспирантуру, стажировку и в процессе совместных комплексных исследований.  В аспирантуре учились и ставшие позже директорами или заместителями директоров академических институтов – академиками АМН СССР (позже – РАМН): Б.Ф.Семенов (Институт вакцин и сывороток им.И.И.Мечникова), С.Г.Дроздов (Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов им.М.П.Чумакова), В.А.Лашкевич (Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов им.М.П.Чумакова), С.Г.Дзагуров (Институт стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов им.Л.А.Тарасевича), О.Г.Анджапаридзе (Институт вирусных препаратов, который после смерти ученого носит его имя). В этот же период исследования по кори возглавлял П.Г.Сергиев, одновременно оставаясь директором Института медицинской паразитологии и тропической медицины им.Е.И.Марциновского. О.В.Бароян был ученым секретарем Института вирусологии, а позже был назначен директором ИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи.

В течение двух десятилетий были выполнены исследования физико-химических свойств вирионов и их компонентов у разных вирусов, установлены закономерности синтеза вирусных геномов и кодируемых ими белков, выявлены механизмы проникновения вирусов в клетку и способы сохранения генетического материала ряда РНК-содержащих вирусов при острой и хронической инфекции, разрабатывались и апробировались новые принципы рациональной и нетрадиционной терапии вирусных инфекций. За эти годы Институт вирусологии им.Д.И.Ивановского АМН СССР стал ведущим научным вирусологическим учреждением страны – по проблемам общей и молекулярной вирусологии, многим направлениям частной вирусологии. В стенах института были разработаны и внедрены в промышленное производство способы получения «инструментов» для генной инженерии.

Создавались новые векторные системы (на основе бактериальных плазмид и вирусов животных) и новые методы генетического клонирования информации отдельных вирусных генов. В качестве векторов успешно использовались не только бактериальные плазмиды, но и вирусы осповакцины, аденовирусы, вирусы герпеса. Впервые в нашей стране были клонированы особо полный геном вируса гепатита В и полноразмерные гены вирусов гриппа, гены некоторых опасных вирусов (венесуэльского, западного и японского энцефалитов, лихорадок Ласса и Мачупо). Опыты по клеточной инженерии привели к созданию клеточных гибридом, продуцирующих моноклональные антитела к структурным белкам многих вирусов человека и животных (к вирусам гепатита В, венесуэльского и западного энцефаломиелитов, желтой и Карельской лихорадок, клещевого энцефалита, гриппа, ВИЧ). На основе созданных генетических конструкций и полученных моноклональных антител разработаны новые тест-системы для выявления маркеров многих вирусных инфекций человека и животных. Результаты фундаментальных и прикладных исследований, выполненных за четверть века в Институте вирусологии под руководством В.М.Жданова, выдвинули этот научный центр на ведущие позиции в вирусологической науке.

В 1987 г. директором института был избран академик АМН СССР (позже РАМН, ныне – РАН) Д.К.Львов. В сложные годы экономической перестройки страны ему удалось не только сохранить институт, но и создать новые научные подразделения, привлечь молодых талантливых сотрудников. Возглавляя Институт вирусологии на протяжении 25 лет, Д.К.Львов создал и развил новое научное направление – молекулярная экология и популяционная генетика вирусов, ориентированное на изучение роли рекомбинационных процессов в механизмах формирования генофонда вирусных популяций. На основании эволюционного подхода и математических методов многофакторного анализа он создал научно обоснованную концепцию о закономерностях циркуляции арбовирусов в различных климато-географических поясах мира. Им разработан уникальный метод экологического зондирования территории России и стран бывшего Советского Союза, что позволило изолировать в природных очагах более 60 вирусов, многие из которых были зарегистрированы в Международном каталоге арбовирусов в качестве новых для науки.

В настоящее время директором Института вирусологии им.Д.И.Ивановского является профессор А.В.Пронин. Основная область его научных интересов связана с проблемой иммунологии инфекционных заболеваний человека и животных, а в последние годы – и с разработкой новых противоинфекционных иммуномодулирующих препаратов на основе полипренолов и германий-органических соединений, изучением механизмов их действия, а также разработкой методологии оценки благополучия окружающей среды.

Одним из направлений деятельности института являются исследования по проблеме биологической безопасности и связанной с нею проблеме emerging и re-emerging инфекций (новых и вновь возникающих инфекций, способных вызывать эпидемические ситуации), а также инфекций, вызываемых вирусами с высокой степенью изменчивости генома. Такие исследования направлены на выявление эпидемических штаммов вируса гриппа, прогнозирование и расшифровку вспышек эпизоотий и пандемий, вызываемых высоко патогенными вариантами вируса гриппа А (H5N1), пандемического гриппа (H1N1) на территории Российской Федерации. Широко используются современные методы молекулярной биологии и генетики вирусов, а также молекулярной эпидемиологии с целью анализа циркулирующих на территории страны генотипов вирусов гриппа, гепатита С, ВИЧ, арбовирусов.

В последние 25 лет важнейшим событием явилось распространение мировой эпидемии СПИДа. Первые штаммы вируса иммунодефицита человека в стране были изолированы сотрудниками института. К настоящему времени в институте накоплена обширная коллекция штаммов. Широкое внедрение в эпидемиологию методов молекулярной генетики, в результате комплексной работы сотрудников Института вирусологии им.Д.И.Ивановского, Федерального центра по борьбе со СПИДом и работников практического здравоохранения, позволило получить уникальную информацию о закономерностях генетической изменчивости вирусов иммунодефицита человека, циркулирующих в нашей стране. В содружестве со специалистами Института молекулярной биологии и Центрального института эпидемиологии разработан препарат фосфазид (никовир) для лечения, обладающей меньшей токсичностью в сравнении с азидотимидином. Что особенно важно – к нему в значительно меньшей степени формируется лекарственная устойчивость. Разработка удостоена Государственной премии Российской Федерации.

В качестве другого примера исследований последнего десятилетия можно привести изучение не известного ранее вируса гепатита С – «ласкового убийцы», имеющего более 10 генотипов, каждый из которых обладает различной патогенностью. Результаты очень дорогого лечения зависят от генотипа вируса, заразившего больных. В Институте вирусологии им.Д.И.Ивановского в масштабах страны проведено изучение распространения разных генотипов вируса и установлено, что доминируют наиболее патогенный генотип 1b и генотип 3а, хотя в разных регионах имеются свои особенности. Эти данные используются для назначения курса лечения и построения прогноза течения заболевания. В процессе работы был охарактеризован не известный ранее подтип 2k. Получены приоритетные данные по разработке метода культивирования вируса на лабораторных животных и в клеточных культурах, что уже используется для скрининга противовирусных препаратов. Разработка открывает широкие перспективы для получения вакцины против гепатита С.

Созданный на базе Института вирусологии Центр экологии возбудителей возглавил методическую и организационную работу по изучению неизвестных и возвращающихся инфекций. В процессе совместной работы ученых и практиков готовились кадры, разрабатывались инструкции и методические указания, а самое главное – активно работала система мониторинга по выявлению новых возбудителей и вызываемых ими инфекций, анализу необычных эпидемических ситуаций. Была разработана теоретическая база проведения мониторинга в различных экосистемах с использованием методов молекулярной экологии и эпидемиологии. Методический подход предусматривал зондирование территорий со сбором полевых материалов на всей территории Северной Евразии.

Таким образом была обследована территория свыше 15 млн км2 и определена потенциальная опасность возникновения эпидситуаций в различных ландшафтных поясах. Показано серьезное значение в заболеваемости населения в зонах тундры, тайги, лиственных лесов – арбовирусов комплекса Калифорнийского энцефалита, передаваемых комарами. Летние гриппоподобные заболевания менингиты, менинго-энцефалиты этиологически связаны с этой группой вирусов. Высокому риску заражения подвергаются нефтяники, газовщики, шахтеры, добывающие основные богатства страны. На основе исследований опубликован Атлас распространения возбудителей природноочаговых вирусных инфекций на территории Российской Федерации. Семь сотрудников института за проведение этой работы удостоены Государственной премии РФ.

Учитывая постоянную угрозу возникновения новых пандемических вирусов гриппа, проводится мониторинг циркуляции вирусов гриппа среди людей и в природе в ключевых точках Северной Евразии. В институте была организована группа быстрого реагирования на возникающие эпидемические ситуации. Создание такого функционального подразделения обеспечило возможность оперативного сбора биологического материала в очагах инфекции, быстрой идентификации возбудителя, выделения и закрепления вируса в клеточных культурах, оперативного анализа чувствительности и(или) резистентности вируса к лекарственным препаратам, подробной структурно-функциональной характеристики вируса путем полногеномного секвенирования и подготовки рекомендаций для органов здравоохранения. Из собранных материалов были изолированы все известные 15 вирусов гриппа. Возможно, именно они послужат исходным материалом для формирования нового пандемического вируса, который может появиться в любое время. От диких птиц были выделены и вирусы, вызвавшие панику в странах Юго-Восточной Азии. Вирус Н5 сейчас активен в природных биоценозах в Приморском крае, на Алтае, откуда он и был, вероятно, занесен с перелетными птицами на юг Китая и в другие страны этого региона; возможно – и на американский континент через Берингов пролив. Институт вирусологии прогнозировал эту угрозу. А предупрежден, значит – вооружен. Подготовлены экспертные тест-системы для диагностики и изоляции вируса, детекции и генотипирования вирусной РНК. Проведена апробация антивирусной активности доступных препаратов. Ведется работа по подготовке кандидата в вакцинные штаммы.

Институт немедленно включился в исследования в связи с резким обострением  эпидемической ситуации на юге России за счет вирусов Крымской-Конго геморрагической лихорадки (ККГЛ) и энцефалита Западного Нила. Показано, что свежие эпидемические штаммы генетически не отличаются от штаммов, выделенных в этом же районе 40 лет назад, что говорит об отсутствии связи между возникновением эпидемии ККГЛ на юге России с изменением генетических свойств вирусной популяции.

Филогенетический анализ полноразмерных геномов эпидемических штаммов вируса лихорадки Западного Нила показал, что отечественные эпидемические штаммы очень близки эпидемическим штаммам, выделенным в Америке, но генетически существенно отличаются от штаммов, изолированных у нас в этом же регионе 20-30 лет назад, когда не было эпидемии. Таким образом, было выяснено, что эпидемическая ситуация последних четырех лет на юге России, возможно, обусловлена изменением генетических свойств вирусной популяции. Обнаружены все известные генотипы вируса, а также не известный нигде в мире четвертый генотип. Также выявлены основные параметры экологии и эпидемиологии возбудителя. Выявлен эпицентр эпидемии. Он находится в среднем поясе дельты Волги. Именно здесь наиболее высока заражаемость людей, домашних и диких животных. Разработаны диагностические тест-системы для определения антител и антигена, а также для детекции вирусной РНК всех четырех генотипов.

Как видно из сказанного, приоритетной целью исследований является изучение эволюции вирусов, способных вызывать чрезвычайные эпидемические ситуации, создающие угрозу биобезопасности страны. Для решения поставленных задач используется широкий спектр методов:

- клинико-эпидемиологические и зоолого-паразитологические при работе по сбору полевого материала в эпицентре эпидемии;

- вирусологические, серологические и электронно-микроскопические для изоляции вирусов и их идентификации, диагностики;

- молекулярно-генетические (ПЦР, микрочипы) для детекции вирусных нуклеиновых кислот;

- секвенирование генома вирусов для филогенетического анализа.

Результаты используются для конструирования современных диагностических тест-систем, разработки и апробации противовирусных препаратов, создания кандидатов в вакцинные штаммы.

Сотрудники института, в совершенстве владеющие этими методами, составляют уникальный коллектив, способный решать возникающие задачи, в первую очередь – по проблеме новых и возвращающихся вирусных инфекций, приоритетных в плане борьбы за обеспечение биобезопасности страны.

В настоящее время Институт вирусологии им.Д.И.Ивановского является подразделением федерального государственного бюджетного учреждения «Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф.Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации на основании приказа  Минздрава России «О реорганизации ФГБУ “НИИ эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф.Гамалеи» Минздрава России и ФГБУ «НИИ вирусологии им.Д.И.Ивановского» Минздрава России в форме присоединения второго учреждения к первому» от 17 мая 2014 г. №220.