Большое количество респираторных вирусных ин­фекций, поражающих человека и животных, и особен­но грозные эпидемии и пандемии гриппа в значитель­ной степени объясняют тот большой интерес, который был проявлен к изучению вирусных аэрозолей. Разви­тие аэробиологических методов исследования и в пер­вую очередь разработка конструкций герметизирован­ных аэрозольных камер, обеспечивающих безопасность работы даже с самыми опасными возбудителями, со-
здали предпосылки для детальной характеристики ви­русного аэрозоля, изучения его инактивации в усло­виях воздушной среды, а также оценки методов обез­зараживания воздуха. Иными словами, значительно расширился круг вопросов, решение которых зависит от создания стабильных вирусных аэрозолей, обеспе­чивающих сопоставимость получаемых результатов.
Внедрение экспериментальных моделей вирусного аэрозоля позволяет расширить и в то же время упро­стить проведение ряда аэробиологических исследова­ний, сравнительную оценку эффективности методов об­наружения вирусов в воздухе, выявление процессов инактивации вирусов в аэрозоле, а также изучение возможных путей распространения инфекционного агента токами воздуха в жилых и общественных по­мещениях, проницаемости различных фильтров и филь­трующих материалов в отношении биологических аэро­золей, патогенеза отдельных вирусных инфекций при аэрогенном способе заражения лабораторных живот­ных и ряда других вопросов.
Экспериментальные методы вирусных аэрозолей, используемые для решения широкого круга санитарно- вирусологических и аэробиологических вопросов, дол­жны обладать следующими основными качествами:
1) иметь высокий инфекционный титр в исходной сус­пензии; 2) отличаться высокой стабильностью в усло­виях воздушной среды; 3) характеризоваться просто­той и доступностью культивирования; 4) относиться к группе респираторных вирусов.
Разработка экспериментальных моделей вирусных аэрозолей в течение ряда лет шла по линии использо­вания для этой цели респираторных вирусов и в пер­вую очередь вируса гриппа. Однако в последние годы накапливается все больше фактического материала о широких возможностях использования бактериофага в качестве экспериментальной модели вирусного аэрозоля.
Респираторные вирусы в качестве эксперименталь­ной модели. Во многих случаях для решения отдель­ных вопросов санитарной вирусологии в качестве экс­периментальных моделей были использованы аэрозоли, которые относятся к группам орто- и парамиксовиру- сов. Наибольшее число исследований было проведено ка модели аэрозоля вируса гриппа. Вирус гриппа име- от высокий титр в исходной суспензии — аллантоисной жидкости или в растертых легких инфицированных мышей, поэтому диспергирование даже небольших объемов вируссодержащей суспензии позволяет со- здавать довольно концентрированный вирусный аэро­золь. Последнее чрезвычайно удобно для изучения процессов инактивации вирусов как в естественных ус­ловиях, так и при действии дезинфицирующих агентов.
Па модели аэрозоля вируса гриппа решали три ос­новных вопроса: 1) изучение процессов инактивации вирусов в неблагоприятных условиях воздушной сре­ды; 2) определение сравнительной эффективности улавливания вирусного аэрозоля при помощи различ­ных методов исследования воздуха; 3) обеззаражива­ние воздуха при помощи коротковолнового УФ-излу- чепия, а также химических паров и аэрозолей. Все эти вопросы подробно освещены в соответствующих раз­делах главы.
В значительно меньшей степени используются для создания вирусных аэрозолей другие респираторные вирусы. Эти вирусы, с одной стороны, были выделены и изучены позднее, чем вирус гриппа, с другой — оп­ределенное значение имели трудности в получении ви­руссодержащей жидкости с высоким инфекционным титром, что затруднило создание аэрозоля с высокими исходными концентрациями вируса. Немаловажное значение имеет также факт, что многие респираторные вирусы плохо размножаются в культурах ткани, а так­же малоустойчивы в условиях окружающей среды и быстро инактивируются в капельной фазе аэрозоля.
Вместе с тем имеются отдельные сообщения и об использовании других вирусов, в частности вирусов парагриппа, кори, вируса болезни Ньюкасла в экспе­риментальных условиях. Следует отметить, что, соглас­но проведенным нами исследованиям, вирус болезни Ньюкасла является хорошей моделью для создания вирусного аэрозоля. Вирус характеризуется значитель­ной устойчивостью в условиях воздушной среды и по сравнению с вирусами гриппа, парагриппа и кори ме­нее подвержен влиянию различных показателей отно­сительной влажности воздуха. Вирус болезни Нью­касла может быть получен в высоких концентрациях и легко определяется путем заражения куриных эмб­рионов. Несмотря на наличие таких явных преиму­
ществ, этот вирус почти не нашел применения в каче­стве экспериментальной модели аэрозоля.
Более широко используются для этой цели адено­вирусы. Аденовирусы довольно стабильны в аэрозоле, определяются в чувствительных культурах ткани. На этой модели вирусного аэрозоля была изучена устой­чивость аденовируса при различных показателях влажности воздуха, а также к действию дезинфициру­ющих агентов и, в частности, УФ-излучения. Опреде­ленным недостатком ее как модели вирусного аэрозо­ля является необходимость длительного культивиро­вания этих агентов в монослое клеток чувствительной линии культуры ткани до получения цитопатогенного эффекта.
Следует подчеркнуть, что в настоящее время име­ется возможность в условиях герметизированных ка­мер создавать аэрозоли практически любого вируса и изучать их биологические свойства. Это положение от­носится нс только к респираторным вирусам, по также и ко многим вирусам, для которых воздушный путь инфицирования не является типичным. Так, например, на основании данных о том, что в этиологии заболева­ний верхних дыхательных путей определенную роль могут играть энтеровирусы групп ECHO и Коксаки, довольно много работ было посвящено созданию и изучению аэрозолей энтеровирусов. В ряде исследова­ний изучали выживаемость арбовирусов в аэрозоле и возможность инфицирования лабораторных животных этими вирусами аэрогенным путем. Исследования в этом направлении имеют определенное практическое значение, так как в аварийных ситуациях создается серьезная опасность инфицирования воздушным пу­тем больших контингентов сотрудников вирусологиче­ских учреждений. Так, в Институте вирусологии имени Д. И. Ивановского заболели 30 сотрудников венесу­эльским лошадиным энцефаломиелитом, после того как в коридоре была случайно разбита ампула с лио- филизированной культурой вируса (А. Н. Слепушкин, 1959).
Приведенные выше материалы свидетельствуют о ‘им, что на моделях вирусных аэрозолей можно ре- «пать различные вопросы экспериментальной аэробио- •топш и санитарной вирусологии и в том числе вопросы изучения механизма распространения воздушных ин­
фекций и патогенеза инфекций дыхательных путей ви­русной этиологии.
Бактериофаги в качестве экспериментальной моде­ли вирусного аэрозоля. Хотя бактериофаги в капель­ной фазе аэрозоля использовались в качестве модели для изучения путей распространения аэрогенных ин­фекций в закрытых помещениях еще в 30-е годы, одна­ко в последующие 20 лет фаги практически не находи­ли применения для создания аэрозоля в эксперимен­тальных исследованиях.
Внимание к этому вопросу было вновь привлечено обширными экспериментальными исследованиями А. А. Герасименко (1959), в которых широко использо­вался бактериофаг стафилококка в капельной фазе аэрозоля для изучения возможности распространения вирусных инфекций токами воздуха в закрытых поме­щениях. В результате проведенных экспериментов ав­тором установлено распространение фага но Г-образ- ному коридору на расстояние 58,5 м из одного конца в другой, а также показано перемещение аэрозоля фа­га вверх по лестничной клетке. Исследования А. А. Ге­расименко со всей убедительностью показали большую роль бактериофага как своеобразного биологического индикатора возможности диссемипации инфекционно­го агента аэрогенным путем. Эта работа и последую­щие многочисленные исследования подтвердили широ­кие возможности использования аэрозолей бактерио­фага в качестве экспериментальной модели вирусного аэрозоля.
Нами позднее была отмечена значительная устой­чивость бактериофагов Т1 и Т2 кишечной палочки в воздухе аэрозольной камеры. Высказано предположе­ние о возможности использования фагов кишечной па­лочки для изучения воздухообмена в закрытых поме­щениях и путей передачи инфекционного агента воз­душным путем. По разработанной Ф. Ф. Лампсрт и соавт. (1969) методике изучали вопросы воздухообме­на в жилых и административных зданиях повышенной этажности. В этих исследованиях было показано, что распыленный в кухне 4-го этажа бактериофаг Т1 оп­ределялся часто в значительных концентрациях в воз­духе квартир па 9, 13, 17, 20 и 24-м этажах, присоеди­нённых к общему магистральному вентиляционному каналу. Полученные результаты указывают на воз­
можность распространения воздушно-капельных ин­фекций по системе вентиляции, что представляет осо­бую опасность в период вспышек респираторных ви­русных инфекций и в первую очередь во время эпидемий гриппа.
Еще более важной в эпидемиологическом отноше­нии была серия исследований по изучению токов воз­духа в клинике респираторных вирусных инфекций (Р. А. Дмитриева и др., 1974). Создание аэрозоля фа­га Т1 на лестничной клетке 1-го этажа позволило про­демонстрировать возможность распространения инфек­ционного агента как в вертикальном, так и в горизон­тальном направлении. Токами воздуха распыленный бактериофаг переносился вверх по лестничной клетке, а затем распространялся по обе стороны коридора 2-го и 3-го этажа на 20 и даже 40 м. В отдельных случаях фаг Т1 был обнаружен и в палатах.
В другой серии экспериментов была изучена воз­можность распространения вирусных аэрозолей из па­лат и полубоксов, в которых находились больные дети с респираторными вирусными инфекциями. Так, при диспергировании бактериофага в палатах он легко проникал в коридор и в соседние палаты и полубоксы, тогда как при создании аэрозоля фага в полубоксах (при закрытых дверях) он не поступал в коридор, так как имеющаяся в тамбуре полубокса вытяжная венти­ляция создавала определенный заслон на пути выноса инфекции. Однако при открывании дверей аэродина­мический режим нарушался, что обусловливало по­ступление аэрозоля бактериофага в коридор и соот­ветственно в соседние палаты и полубоксы.
В этих же исследованиях было также изучено вли­яние ультрафиолетовых барьеров проникновения ви­русных аэрозолей в соседние помещения. В экспери­ментах с аэрозолем бактериофага Т1 было показано, что использование УФ-барьеров приводит к снижению проникновения фага в соседнее помещение в среднем на 1 порядок (Р. А. Дмитриева, А. А. Сафиулин, 1975).
В проведенных Е. Д. Вовком (1975) исследованиях я различных хирургических стационарах при помощи нэрозоля бактериофага была показана возможность проникновения инфекционного агента из палат, отде- ^Ленин и лифтовых холлов в операционный блок. Ти­пичным примером в этом отношении может служить
Институт хирургии имени А. В. Вишневского. Так, со­здавая аэрозоль бактериофага в лифтовом холле 6-го этажа, где расположено гнойное хирургическое отде­ление, удалось проследить поступление фага вместе с токами воздуха через лифтовую шахту на 15-й этаж, где находятся операционные. Достигнув этого этажа, аэрозоль бактериофага двигался в горизонтальном направлении через лифтовой холл и коридор, прони­кая в предоперационные и операционные. Следует от­метить, что и здесь проникновению аэрозоля способст­вовали открытые в операционные блоки двери.
Аэрозоль бактериофага ТЗ кишечной палочки был также использован для изучения опасности внутрила- бораторного распространения инфекции при проведе­нии различных вирусологических исследований и ма­нипуляций (НеИтап е. а., 1954). При сопоставлении различных манипуляций в вирусологических лабора­ториях показано, что при интраназальном заражении мышей суспензией фага ТЗ имеют место значительная контаминация рук и лабораторного стола, а также поступление больших количеств фага в воздух, что представляет большую опасность для заражения лабо­раторных работников.
Позднее этот же фаг ТЗ был также использован для оценки возможности проникновения бактериаль­ных аэрозолей из кабинетов биологической безопасно­сти, предназначенных для предохранения персонала от внутрилабораторных заражений при работе с пато­генными микроорганизмами (МсСаггНу, Сопе11, 1974). Так, при диспергировании 5 мл суспензии фага перед отверстием кабинета, снабженного ламинарным током воздуха, не было обнаружено проникновения бактериофага внутрь установки. Наоборот, при рас­пылении фага внутри кабинета имело место проникно­вение небольшого количества вирусных частиц в окру­жающий воздух (в одном из 10 опытов). По срав­нению с проницаемостью фага при выключенной вентиляции это составляло всего лишь 0,002%. Следу­ет подчеркнуть, что введение внутрь кабинета индика­торного газа — фреона с использованием высокочувст­вительного детектора — не позволило обнаружить про­никновения газа в окружающее пространство. Таким образом, полученные в этих экспериментах данные показывают, что биологический способ обнаружения утечки оказался более чувствительным по сравнению с химическим.
На модели аэрозоля бактериофага была продемон­стрирована возможность использования отдельных приборов в отношении улавливания вирусного аэрозо­ля и проведения сравнительной оценки эффективности улавливания приборов и их модификаций (Л. В. Гри­горьева, Р. Л. Дмитриева и др.). В частности, на моде­ли бактериофага было показано, что при отборе проб воздуха при помощи каскадного пмпактора основная масса вирусного аэрозоля концентрируется на двух последних его ступенях. Эти данные свидетельствуют о том, что основная масса частиц фага находится в ви­де тонкодисперсной фракции аэрозоля.
При помощи различных фагов в капельной фазе аэрозоля многие исследователи (А. И. Шафир, Alb­recht и др.) проводили изучение проницаемости разно­образных фильтрующих материалов, фильтров и фильтрующих систем в отношении биологического аэрозоля. Эти исследования позволили изучить и оце­пить в экспериментальных условиях возможность за­держки вирусного аэрозоля различными фильтрами или специальными системами, что имеет большое при­кладное значение для разработки эффективных мер безопасности при работе с аэрозолями различных ви­русов, инфицированными животными, создании сте­рильных условий в помещениях и решении ряда дру­гих задач. И, наоборот, в экспериментах, проведенных Украинским научно-исследовательским институтом птицеводства, при помощи аэрозоля бактериофага вы­явлена возможность распространения вирусного аген­та из одного здания в другое, что может иметь боль­шое практическое значение в распространении вирус­ных инфекционных заболеваний в животноводстве и п тицеводстве.
Как уже отмечалось выше, английские ученые на основании детального эпизоотологпческого анализа ус­тановили аэрогенный путь распространения ящура в ряде графств Великобритании. В Украинском филиале института птицеводства были проведены специальные исследования гю изучению возможности распростране­ния вирусного аэрозоля из зданий птичников. Для этой цели в одном из птичников создали концентриро­ванный аэрозоль бактериофага Т1 и произвели отбор
проб воздуха на различных расстояниях от помеще­ния. В результате проведенных исследований установ­лен значительный вынос аэрозоля фага в атмосферу, который был обнаружен на расстоянии до 300 м от инфицированного помещения. Эти данные подтверж­дают возможность аэрогенного распространения ин­фекционного агента через атмосферный воздух.
В последние годы бактериофаги кишечной палочки находят довольно широкое применение при решении некоторых теоретических вопросов аэробиологии. В этих исследованиях на модели аэрозолей бактерио­фага проводится детальное изучение механизма инак­тивации вирусов в условиях воздушной среды.
Изложенные выше материалы об использовании аэрозолей бактериофага для широкого круга исследо­ваний в области санитарной вирусологии и экспери­ментальной аэробиологии свидетельствуют о том, что бактериофаги являются удачной моделью эксперимен­тального вирусного аэрозоля. На модели бактериофага в капельной фазе аэрозоля могут быть изучены многие гигиенические вопросы, связанные с распространением и профилактикой аэрогенных вирусных инфекций.