Развитие науки привело к мысли о том, что вирусы могут вызвать рак. В конце XIX века, первый вирус, заражавший животных, был зарегистрирован Фроешем и Лёффлером67. К первому десятилетию XX века вирусы выделяли и проводили с ними манипуляции как с физическими агентами с помощью фильтров Пастера – Шамберлана – Беркефельда и с использованием экспериментальных животных. Именно в это время было показано, что первые известные ретровирусы являются трансмиссивными агентами, способными вызывать рак.

Вильгельм Эллерман и Олаф Банг68, работавшие в Копенгагене, Дания, описали первую естественную бесклеточную передачу рака. Они показали, что агент, «меньший, чем бактерия», «ультравидимый (не видимый под микроскопом) вирус», вызывает эритромиелобластоз (лейкоз) у домашней птицы. Отфильтрованные экстракты лейкозных клеток и крови передавали вирус. Тем не менее в то время лейкемия не считалась раком, поэтому это открытие не имело существенного резонанса. Прошло три года, и затем Пейтон Роус индуцировал развитие солидных опухолей (сарком) у птиц, введя им фильтраты опухоли, полученные от курицы. Работая в Институте Рокфеллера, Роус, изучив кур-несушек породы Плимутрок, привезенных к нему фермерами, идентифицировал у их злокачественные опухоли, как и саркомы, состоящие из веретенообразных клеток69. Затем он продемонстрировал, что эти опухоли могут передаваться близкородственным животным. Он приготовил бесклеточный, не содержащий бактерий фильтрат таких опухолей, и привил его здоровой курице; в результате у нее выросла идентичная саркома 69.

К 1930-м годам были описаны рак молочной железы и другие виды рака у мышей. Активное исследование рака молочной железы, передаваемого от матери к ее потомству через грудное молоко, было сосредоточено на определении того, происходит ли рак от вируса, либо от содержащегося в молоке иного фактора. Результаты исследований убедительно показали, что рак возникал из-за ретровируса, позже названного вирусом рака молочной железы мышей. Несмотря на эти накопленные результаты, связывающие рак с вирусами, эти исследования не смогли получить значительного научного признания. Например, когда в 1937 году был создан Национальный институт рака США, комитет ведущих ученых, консультировавший недавно созданный институт по «различным направлениям работы, заслуживающим изучения», пришел к такому выводу относительно исследований опухолевых вирусов70:

Вопреки этому совету, 50 лет спустя работники Национального института рака США изолировали первые ретровирусы человека и показали, что они вызывают рак71,72.

С 1950-х по 1970-е годы было сделано множество открытий в отношении ретровирусов. Фактически многие из них могут вызывать опухоли у млекопитающих, и они могут передаваться как вертикально (от матери к плоду), так и горизонтально (от одного индивида к другому после рождения). Помимо использования обратной транскриптазы для репликации РНК в форму ДНК, многие, но не все, ретровирусы заражают Т-клетки иммунной системы. Такие инфекции часто вредят иммунной системе, чаще всего иммуносупрессией (подавлением ее функции). Например, ряд ретровирусов может обитать в лимфоцитах и макрофагах и подавлять защитную активность последних. Критически важным событием стал тест для выявления обратной транскрипции и идентификации ретровирусов, что облегчило изучение ретровирусных инфекций.

1970-е годы ознаменовались лихорадочной активностью во многих лабораториях, искавших ретровирусы, способные заразить человека. Хотя было найдено много кандидатов, тщательные исследования показали, что эти ретровирусы происходили не от человека, а скорее были контаминированы компонентами не человеческих ретровирусов. Наиболее распространенными примерами были ретровирусы, первоначально загрязнявшие клетки приматов помимо человека или других млекопитающих, а затем использовавшиеся для культивирования в человеческих материалах. Другим осложнением было присутствие зависимых от хозяина полимераз (ферментов, важных для создания ДНК), которые во многих случаях было трудно отличить от вирусной обратной транскриптазы.

В то время множество ученых-медиков занимались проблемой ВИЧ. Первоначально двумя наиболее известными были Роберт Галло (рисунок 7.3 на вклейке) и Люк Монтанье из Института Пастера в Париже и соучредитель Всемирного фонда исследований и профилактики СПИДа. Как эти исследователи, так и сотрудники их лабораторий были катализаторами первоначальных изысканий и выявления вируса, вызывающего СПИД73. Однако, как мы увидим, другие ученые также сыграли свою роль в установлении значимости ретровирусных инфекций. Как отражено в других главах этой книги, не один или два, но многие исследователи вносят свой вклад в определение и понимание каждого вирусного заболевания, что верно и в отношении ВИЧ и СПИДа. Многие ученые будут участвовать в возможном достижении победы над последними.

Роберт Галло родился и вырос в Уотербери, штат Коннектикут. В раннем возрасте он был впечатлен болезнью и смертью своей единственной сестры, семилетней Джудит, от лейкемии20: «Я видел ее истощенной, желтушной, покрытой синяками. ‹…› Когда она улыбнулась, я увидел только запекшуюся кровь на ее зубах. ‹…› Это был последний раз (Галло было 11 лет), когда я видел Джуди. ‹…› Это зрелище стало самым могущественным и пугающим демоном в моей жизни».

Этот травмирующий опыт сильно повлиял на Галло, избравшего карьеру, посвященную изучению биологии клеток крови и лейкемии. Первоначально он обучался вирусологии в NIH, где погрузился в изучение ретровирусов. В результате его работы объединили области ретровирологии и биологии клеток крови. Значительный вклад был внесен Галло, когда он и его коллеги разработали метод выращивания лимфоцитов (белых кровяных клеток) in vitro и определили фактор роста, необходимый для их поддержания74. Действительно, это открытие лаборатории Галло способствовало изучению биологии лимфоцитов, объединив технологию выращивания лимфоцитов с техникой обнаружения вирусной обратной транскриптазы, разработанной Говардом Теминым и Дэвидом Балтимором, за которую те совместно были удостоены Нобелевской премии в области биологии и медицины в 1975 году. Эти достижения обеспечили Галло возможность поиска ретровирусов человека. Во-первых, тесты должны были отличать вирусную обратную транскриптазу от клеточной обратной транскриптазы. С помощью таких тестов и использования фактора роста T-лимфоцитов для выращивания лимфоцитов от пациентов с лейкемиями, Галло и его коллеги изолировали первый человеческий ретровирус, T-лимфотропный вирус человека (HTLV–I), идентифицированный у пациента с кожной T-лимфоцитарной лимфомой71,72. Независимо исследователи из Японии выделили похожий вирус, вызывающий острую T-лимфоцитарную лейкемию у взрослых людей75. Через год от пациента с волосатоклеточным лейкозом был выделен второй человеческий ретровирус, HTLV–II.