Original Material
Мутанты внутри нас
В этом сезоне грипп протекает особенно тяжело — болезнь длится долго и характеризуется серьезными осложнениями: бронхит, трахеит, воспаление легких. Вызван он уже знакомым вирусом A/H1N1 (свиным). Эпидемиологи предсказывают, что вирус будет свирепствовать по меньшей мере до конца марта
Фото: FOTOBANK.COM/GETTYIMAGES, ALAMY/PHOTAS
Откуда взялся грипп? Молекулярный биолог из Оксфорда сэр Чарльз Стюарт Харрис в 1982 году выдвинул гипотезу, что эпидемии гриппа у людей начались примерно 4500 лет назад в Южном Китае, когда китайцы приручили уток и утиный вирус получил возможность «попробовать» человека. До этого вирус гриппа долго (возможно, миллионы лет) был безобидным обитателем желудочно-кишечного тракта водоплавающих птиц: именно у них биологи находят самый широкий набор комбинаций генома гриппа. Откуда же взялись все вирусы вообще? Наиболее распространенная точка зрения, вошедшая в современные учебники, такова: вирусы родом не из древней доклеточной жизни, они произошли позже из обломков ДНК и РНК в клетках тех видов живых существ, на которых впоследствии и паразитировали. На это указывает то обстоятельство, что геномы разных вирусов имеют больше сходства с геномами своих жертв, чем между собой.
Конструкция нежизни
Биологи не считают вирусы живыми существами: в отличие от бактерий, у них нет ни обмена веществ, ни способности размножаться самостоятельно, без «биохимической фабрики» жертвы. Геном вируса гриппа состоит не из ДНК (главного носителя генетического кода всех живых организмов), а из РНК — молекулы, которая используется клетками живых существ, например, для посылки «сообщений» от ДНК. Вне клетки вирус гриппа выглядит как конструкция из восьми кусочков РНК, каждый из которых закутан в белковую оболочку, а все вместе они окружены мембраной, которую вирус просто «ворует», отрезая часть клеточной мембраны жертвы. К мембране вирус добавляет «шипы» белков гемаглютинина (H) и нейраминидазы (N), с помощью которых вирус пробивается через слизь в легких, проникает в клетку, а также отчаливает от погибающей клетки для следующего нападения. Препараты, эффективные против гриппа, озельтамивир (Tamiflu) и занамивир (Relenza) обезвреживают именно эти «шипы». Варианты вируса гриппа называют по версиям «шипов» (H1N1, H5N1, H2N8 и т.д.), хотя варианты с одним и тем же подтипом могут быть совсем разными — например, и «испанка» 1918 года, и новый «свиной грипп» имеют подтип H1N1.
Как появляются новые варианты гриппа? Во-первых, в геноме вируса все время возникают случайные изменения из-за ошибок при копировании вируса в клетке жертвы. Такие небольшие изменения приводят к сезонным эпидемиям гриппа: иммунная система перестает воспринимать «подновленный» вирус как знакомый по предыдущему году, от которого остался иммунитет. Во-вторых, иногда в клетку жертвы одновременно заходят два вируса разного подтипа (например, H1N1 и H2N8), и их индивидуальные фрагменты РНК перемешиваются — возникает гибрид (например, H1N8 или H2N1) с совершенно новыми свойствами. Такой своеобразный «секс» вирусов гриппа чаще всего происходит во внутренностях птиц, у которых самый широкий «букет» вариантов, хотя то же может происходить и у свиней, и у лошадей. Именно такие гибриды вызывают облетающие весь мир пандемии.
Мухи не виноваты
Пропагандисты гуманного обращения с животными выдвинули предположение, что гибрид нового вируса возник в результате интенсивных методов выращивания свиней* на крупных фермах в мексиканском штате Веракрус, которыми владеет американская компания Smithfield Foods. Ряд СМИ поместил сообщения, что первый зараженный, мальчик по имени Эдгар, якобы получил грипп с такой фермы в городе Ла-Глория. Это предположение опровергает журнал Scientific American, согласно которому «новый подтип H1N1 не был найден на фермах рядом с Ла-Глорией, а также непонятно, как вирус мог бы «прыгнуть» с фермы на маленького Эдгара»**.
Предположение, что грипп был якобы принесен с фермы мухами, не выдерживает критики — вирус гриппа с мухами не передается. Наиболее содержательное на сегодняшний день мнение об источнике этого вируса высказал вирусолог Рубен Донис, шеф отделения молекулярной биологии и вакцин американского Центра контроля и профилактики заболеваний. В интервью журналу Science профессор Донис на основе анализа генетики вируса заключил, что он, безусловно, происходит от свиней и похож на подтипы, которые находят у свиней на Среднем Западе США. Один из генов вируса похож одновременно на соответствующие гены свиных вирусов из Евразии и США, другой ген имеет близких родственников в Азии. Хотя вирус последние 10 лет, несомненно, был чисто свиным, в нем найдены и последовательности нуклеотидов, которые характерны для птичьих и человеческих вирусов гриппа.
Испанский кошмар
Самой известной пандемией гриппа в истории стала «испанка» 1918 года, которая, по разным оценкам, унесла жизни от 20 до 100 млн человек и которой переболели от 360 млн до 1 млрд человек — в то время более половины населения Земли***.
Но эти цифры не передают всего ужаса событий. В отличие от знакомого нам сезонного гриппа, особенно опасного для детей и стариков, многие жертвы «испанки» были в расцвете сил — от 20 до 35 лет. Смерть наступала не от вторичных бактериальных инфекций, а из-за чрезмерной реакции здоровой иммунной системы организма на сам вирус. В результате то, что наблюдали очевидцы, совсем непохоже на обычный грипп. Доктор Майкл Грегер**** собрал свидетельства американских медиков тех времен. Они утверждают, что у многих пациентов обильно шла кровь из носа и рта; кровоточили даже глаза и уши. От удушья некоторые больные синели до такой степени, что исчезала разница между белыми и чернокожими пациентами. У некоторых происходил разрыв легких и воздух попадал под кожу (т.н. подкожная эмфизема). Один из выживших, сейчас 100-летний старик, сказал: «Когда ты в таком состоянии, тебе все равно, жив ты или мертв».
Восставший из могилы
В 2005 году группа американских ученых под руководством вирусолога Джеффри Тауденбергера смогла не только определить детальную последовательность генома «испанки», но и синтезировать искусственный вирус в лаборатории, используя замороженные ткани жертв пандемии. «Воскресший» вирус оказался еще более смертельным, чем предполагали его исследователи. Все зараженные мыши умерли в течение нескольких дней — вирус производил в 39 000 раз больше вирусных частиц, чем обычный «сезонный». Также выяснилось, что вирус «испанки» пришел к человеку не от свиней, как считалось раньше, а непосредственно от птиц. В первые месяцы «испанка» не была особо смертельной или заразной, но после того как вирус «обжился» в человеческой популяции, он приобрел мутации, которые и вызвали вторую волну, унесшую десятки миллионов жизней.
Опыт борьбы
«Птичий грипп» 1997 года начался со смерти трехлетнего мальчика из Гонконга, у которого нашли до тех пор неизвестный подтип гриппа H5N1, который тоже произошел от птиц, как и грипп 1918 года. Так же как и «испанка», новый грипп приводил к очень тяжелой болезни, но был гораздо опаснее — «испанка» убивала 5% больных, а «птичий грипп» — 50%. При этом последний крайне редко передавался от человека к человеку: в одном из немногих случаев заражения двухлетний мальчик заболел, поцеловав пятилетнюю сестру. Тем не менее если бы «птичьему гриппу» дали бы возможность покрутиться в человеческой популяции несколько месяцев, то он бы смог мутировать и стать столь же заразным, как вторая волна «испанки». К счастью, этого не допустило гонконгское правительство, которое приняло решение уничтожить всех кур в Гонконге — более миллиона. Новые случаи заболевания немедленно прекратились, и человечество так и не узнало, чего оно избежало. Последующие исследования показали, что решение было правильным: в течение гонконгской эпидемии вирус действительно приобрел несколько мутаций, приспосабливаясь к жизни среди людей.
Впрочем, иногда реакция перепуганных политиков бывает чрезмерной. И сегодняшний ажиотаж может стать повторением истории «свиного гриппа» в США 1970-х, которая началась со смерти в феврале 1976 года военнослужащего из Нью-Джерси, у которого обнаружили невиданный со времен «испанки» грипп с подтипом H1. Уже через два месяца президент Форд объявил о необходимости вакцинации всех американцев, и в мае 1976 года фармацевтические компании начали спешно производить 196 млн доз вакцины*****. Эпидемии этот грипп так и не вызвал, а вот повальные прививки причинили реальный вред: у 500 человек из 40 млн вакцинированных до конца 1976 года возник синдром Гийена—Барре, который вызвал параличи у части пациентов, а 25 человек погибли, после чего правительство США остановило вакцинацию и было вынуждено разбираться с родственниками погибших в суде.
Конец человечества?
Может ли одна из следующих пандемий гриппа или другого вируса уничтожить человечество? Может, утверждает Франк Райан, британский медик и автор книги «Вирус X: отслеживание очередного мора» (1998). Райан утверждает, что вирусы часто мирно сосуществуют с определенными видами животных и атакуют конкурентов или врагов этих животных. Он называет такие отношения «агрессивным симбиозом» и приводит пример вируса герпеса B у беличьей обезьяны (Saimiri sciureus). Вирус не причиняет обезьяне никакого вреда, но стоит в ее ареал вторгнуться другому виду, например, обезьянам-мармозеткам, как вся популяция пришельцев полностью уничтожается вирусом. Райан напоминает, что человечество уже получило вирус СПИДа от обезьян и может получить другие, от других животных, обитающих в глубинах джунглей. Доктор Райан приводит пример вируса миксоматоза, который уничтожил 99,8% кроликов на юго-востоке Австралии в 1950–1951 годах. При этом оставшиеся 0,2% кроликов оказались устойчивыми к вирусу, размножились, и смертность в популяции ослабла: кролики «приручили» вирус, как люди «приручают» пандемии гриппа, волны которых сначала вызывают много смертей, но потом затухают и превращаются в небольшие сезонные неприятности. Но так бывает не всегда. Райан упоминает, что большинство видов млекопитающих живут не более миллиона лет, и вирусы могли быть причиной вымирания видов в прошлом. Следует вспомнить, что по анализу человеческой ДНК примерно 100 тыс. лет назад мировая популяция людей резко сократилась до группы менее чем тысяча челове******. Был ли причиной этого вирус или какая-нибудь другая катастрофа, достоверно неизвестно. Но то, что подобное может произойти и в будущем, не исключено.
Иной точки зрения придерживается замгендиректора Международного института вакцин в Сеуле, профессор, доктор медицинских наук Михаил Фаворов: «Если бы теоретическая возможность гибели от вируса (любого) существовала, человечество уже много раз бы вымерло. Самая страшная эпидемия — чума — в Средние века убила более 30% населения. И что? Кончилась чума, остались устойчивые люди, чувствительные умерли. Оспенных пандемий было несколько, и где оспа теперь? А мы всё тут. В Свердловске и Аральске даже попробовали военные штаммы «сибирки» и оспы (соответственно) на нас. Мы такие приспособляемые, что никакими вирусами нас как популяцию не взять…»
* https://scienceprogress.org/2009/04/flu-farms/
*** Население Земли в 1918 году — 1,8 млрд человек. По оценке BBC News, заболели до 1 млрд, погибли до 50 млн человекhttp://news.bbc.co.uk/2/hi/health/3455873.stm
**** Michael Greger. Bird Flu: A Virus of Our Own Hatching. 2006
***** Arnold J. Levine. Viruses. Scientific American Library. 1992
****** Richard Dawkins. The Ancestor’s Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution. 2005
Саннивейл, Калифорния
Впервые опубликовано в NT № 18 от 11 мая 2009 года