Лаура Спинни - Бледный всадник: как «испанка» изменила мир

Разгадки этих головоломок логично поискать в анамнезе этих возрастных когорт. Какими разновидностями гриппа успели переболеть люди до начала этой пандемии? Есть же такая школа медицинской мысли, которая постулирует, что иммунная система эффективнее всего справляется с той версией гриппа, которой человек переболел первым. Все последующие иммунные реакции на вирусы других штаммов работают как вариации на тему ответа на первый встреченный вирус и далеко не всегда идеально подходят для борьбы с новым штаммом. По некоторым косвенным признакам, полученным по результатам иммунологического анализа на антитела сохранившихся образцов крови людей, живших в первой половине XX века, свирепствовавший в 1890-х годах т. н. «русский» грипп был вызван штаммом или штаммами вируса подтипа H3N8. Если так, то множество людей, которым в 1918 году было 20–40 лет, вероятно, первоначально переболели «русской» разновидностью гриппа, вследствие чего реакция иммунной системы на радикально отличающуюся от затравочной «испанскую» версию H1N1 у них и оказалась неадекватной. Продолжая логическую цепочку (хотя серологические данные такой давности до сих пор отсутствуют), можно предположить, что относительно безболезненно пережившие испанский грипп старики, вероятно, приобрели иммунитет в 1830-х годах, когда в человеческой среде в предыдущий раз циркулировали вирусы подтипов, содержащих антигены H1 и/или N1.

Теперь еще раз зададимся вопросом о происхождении вируса испанского гриппа. Откуда он взялся изначально? Вопрос не праздный, поскольку ответ на него способен помочь нам установить условия, приводящие к так называемому «выплеску» вируса через межвидовой барьер – от животных в человеческую популяцию, – и минимизировать риск повторения подобного казуса в будущем. Для выбора из трех существующих теорий, а в идеале и для доподлинного установления географического места происхождения вируса ученым нужно было бы сравнить его РНК с РНК вирусов, ранее вызывавших вспышки респираторных заболеваний в тех же местах. Они же этого сделать не могут по той простой причине, что вирус испанского гриппа был самым первым по хронологии, который удалось задним числом секвенировать. За отсутствием же данных о предшественниках и с учетом глобального характера пандемии «испанки» ученые находили и продолжают находить ее вирус, по сути, везде, где только не поищут. Остается лишь надеяться, что не перевелись еще среди ученых заядлые охотники за образцами наподобие Йохана Халтина, которые отыщут-таки годные для секвенирования и сравнения фрагменты вирусов-предшественников. Это был бы просто «святой Грааль» для Джеффри Таубенбергера. Пока же этого не случилось, вирусологи все равно даром времени не теряют. Другая группа исследователей придумала новый и весьма многообещающий метод перевести сравнение гипотез о происхождении вируса из плоскости гадания на кофейной гуще в сферу сравнительного анализа вероятностей.

Речь идет о методологии, основанной на использовании так называемых «молекулярных часов». Каждый живой организм тиражирует свой генетический материал с целью воспроизводства себе подобных, но, как мы видели, копировальная техника и у клеток-то несовершенна, а у вируса в штампуемых им с помощью репродуктивного механизма клетки-хозяина копиях самого себя наблюдается особенно много опечаток. Часть из них переопределяют структуру вируса, и совокупность таких мутаций мы называем дрейфом, – однако большинство флуктуаций в нуклеотидных последовательностях вируса проходит «втихую», поскольку на строении или функционировании вируса они никоим образом не сказываются. В каждом инфицированном организме эти тихие ошибки накапливаются в вирусной популяции независимо друг от друга, с равной и постоянной скоростью, понимаемой как число изменений за единицу времени, а это означает, что число несовпадающих элементов структуры РНК у двух родственных вирусов прямо пропорционально времени, прошедшему с момента их происхождения от общего предка. Таким образом, молекулярные часы – суть счетчик накопившихся в популяции вируса мутаций, а вовсе не часы, однако время они отсчитывают исправно.

Разным видам и подтипам гриппа подвержены не только люди, птицы и свиньи, но и многие другие животные, включая собак и кошек, лошадей, рукокрылых, китообразных и тюленевых. Майкл Воробей, эволюционный биолог из Аризонского университета, провел исчерпывающий анализ нуклеотидных последовательностей всех известных вирусов гриппа, циркулирующих и циркулировавших за последнее столетие в популяциях различных хозяев, и использовал эти данные для построения семейного дерева гриппа. У вирусов, паразитирующих на клетках разных хозяев, генетические ошибки накапливаются с разной скоростью, но, зная об этом, Воробей сумел рассчитать эти скорости и внести поправки на них в ретроспективные оценки времени появления исторически наблюдавшихся штаммов, чтобы безошибочно определить родительские штаммы каждого вируса. В 2014 году Воробей опубликовал результаты этой работы, из которых следует, что семь из восьми нуклеотидных сегментов («генов») вируса гриппа образца 1918 года практически идентичны генам вируса, распространенного в то время среди птиц Западного полушария, а точнее сказать – Северной Америки [324] M. Worobey, G.-Z. Hana and A. Rambaut, ‘Genesis and pathogenesis of the 1918 pandemic H1N1 influenza A virus’, Proceedings of the National Academy of Sciences, 3 June 2014; 111(22):8107–12. .

Так не пора ли положить конец жарким дискуссиям относительно места происхождения испанского гриппа? Разве не означает этот результат, что пандемия действительно пошла из Канзаса? Сам Воробей, однако, остерегается делать однозначные выводы, ограничиваясь предположениями. Все-таки реконструкция генеалогии с помощью молекулярных часов – метод куда менее надежный по сравнению с секвенированием и сравнением реальных РНК. Тем не менее в прошлом результаты, вычисленные по этим часам, неизменно подтверждались затем и более традиционными методами. В 1963 году грипп, вспыхнувший в конюшнях ипподрома в Майами, вылился в эпизоотию, распространившуюся на все поголовье лошадей по всей территории США. Воробей по своей методике обнаружил близкое родство того конского штамма с птичьим гриппом, циркулировавшим тогда же в Южной Америке, что выглядело несуразно лишь до тех пор, пока в документах ветеринарной клиники при конюшнях ипподрома не обнаружилась относящаяся ко времени первой вспышки запись о том, что грипп, вероятно, завезли в Майами с последней партией породистых скакунов из Аргентины.

Вопросы, однако, остаются, и не в последнюю очередь из-за не совпадающего восьмого сегмента РНК, – тем более что им как раз оказался ключ-код, программирующий структуру антигена H1 и рассказывающий нам, судя по всему, свою собственную историю, сильно отличающуюся от канзасского сценария. Из генеалогического древа вируса следует, что его гемагглютинин имел хождение среди людей за десять и более лет до 1918 года, когда «прирос» к семи сегментам РНК вируса птичьего гриппа, заместив ранее присутствовавший там собственный H-антиген, и лишь в результате этой роковой для человечества рекомбинации нуклеотидных сегментов (антигенного сдвига) на свет появился вирус испанского гриппа. Если именно так все и было, то это вполне объясняет казавшуюся ранее иммунологам загадочной неуязвимость детей в возрасте от пяти до пятнадцати лет, которые заболевали испанским гриппом столь же массово, как и представители других возрастных когорт, но благополучно выздоравливали. Надо полагать, гриппом с антигеном H1 они успели переболеть в младенчестве или раннем детстве и выработали против него иммунную защиту. Но при таком сценарии возникают другие и не менее головоломные вопросы, в частности: почему штаммы с этой версией H1, делающей вирус крайне заразным, годами присутствуют в человеческих популяциях, не запуская пандемии? Пока кабинетные ученые продолжают чесать головы в поисках решения этой головоломки, молекулярные часы исправно тикают и время от времени тревожно бьют, сигнализируя о том, что пришла пора поискать разумное объяснение и другим закономерностям, уходящим корнями в прошлое и вселяющим опасения за будущее человечества.