Карл Циммер - Эволюция: Триумф идеи

Ученые нашли доказательства того, что эпидемия ВИЧ — результат перехода обезьяньего вируса от приматов к человеку, причем происходил этот переход несколько раз. Существует множество штаммов ВИЧ, которые подразделяются на две основные группы: ВИЧ-1 — форма, распространенная в большинстве частей света, и ВИЧ-2 — форма, распространенная только в Западной Африке. В 1989 г. вирусолог Ванесса Хирш из Джорджтаунского университета и ее коллеги обнаружили, что ВИЧ-2 больше похож на вирус иммунодефицита обезьяны мангабея из Западной Африки, чем на ВИЧ-1. Точно также вирус мангабея больше похож на ВИЧ-2, чем на вирусы иммунодефицита других обезьян. Мангабеев в Западной Африке не только держат дома как домашних любимцев — на них охотятся, их едят. Хирш предположила, что в случайные царапины, полученные на охоте, попадала зараженная обезьянья кровь. Именно таким образом человек получил от обезьяны вирус иммунодефицита, который, мутировав, и превратился в ВИЧ-2.

ВИЧ-1 распространен гораздо шире, чем ВИЧ-2, но его история была четко восстановлена лишь в 1999 г. Беатрис Хан из Алабамского университета в Бирмингеме с коллегами обнаружила, что ближайшим известным родственником ВИЧ-1 является вирус иммунодефицита обезьян в той форме, в какой он встречается у шимпанзе. И не просто у шимпанзе — все вирусы, максимально похожие на ВИЧ-1, обнаружены в образцах единственного подвида шимпанзе — Pan troglodytes troglodytes , живущих в Габоне, Камеруне и соседних с ними странах экваториальной части Западной Африки. Именно от этого подвида шимпанзе, сделала вывод Хан, человек и унаследовал вирус ВИЧ-1, причем это происходило в разное время по крайней мере трижды.

Хан и ее коллеги теперь пытаются восстановить общую картину возникновения ВИЧ. Конечно, это всего лишь гипотеза, но гипотеза, которая подтверждается по мере появления новых данных. Предки мангабеев и шимпанзе сотни тысяч лет были носителями вируса — предка ВИЧ. Иногда охотники, разделывая добычу, подхватывали эти вирусы (вместе с множеством других). Но у предка ВИЧ, плохо приспособленного к жизни в организме человека, было мало шансов выжить и утвердиться в новом хозяине. Даже уцелев в теле одного охотника, вирусы не могли сильно распространиться. Происходило такое очень редко, да и охотники жили обычно на отшибе и мало общались с внешним миром. Вирус, как правило, вымирал прежде, чем получал возможность переселиться в новых хозяев.

Все стало иначе после драматических перемен, которые пережила Западная Африка в XX в., — ВИЧ освоился в представителях нашего вида и пошел гулять по миру. В Африке выросли города; в глубину континента протянулись железные дороги; в леса пришли лесорубы с мощными машинами; люди вынужденно переселялись на плантации и в поселки в поисках работы. Вырос спрос на дичь, а вместе с ним и частота контакта охотников с кровью приматов. Люди начали быстро перемещаться по стране на автобусах и поездах, и теперь вирус мог легко перейти с первого своего человеческого контакта к новым хозяевам.

Разнообразие вирусов ВИЧ среди народов Экваториальной Африки огромно по сравнению с остальным миром, и это, по мнению Хан, говорит о том, что вирус обезьяньего иммунодефицита передавался здесь от обезьян человеку не один, а много раз. ВИЧ-2 перепрыгивал из мангабеев в людей не меньше шести раз, а ВИЧ-1 переключался с Pan t. troglodytes на человека по крайней мере трижды. Большинство таких прыжков заводили вирус в тупик. Из шести штаммов ВИЧ-2 лишь двум удалось как следует закрепиться в человеке, а глобальной эпидемией СПИДа мы обязаны в основном одному-единственному штамму ВИЧ-1. Стоило Западной Африке вступить в более тесный контакт с окружающим миром, и вирус вырвался на свободу — распространился в Европу, США и по всему миру.

Пока это лишь гипотеза, которая нуждается в дополнительной проверке. Эволюционное древо ВИЧ, нарисованное Хан, основано на исследовании вирусов всего из шести особей шимпанзе; возможно, с получением новых данных какие-то ветви дерева придется поменять местами. Но добыть образцы вирусов из крови диких шимпанзе очень непросто, и с каждым днем задача становится все труднее: из-за активной торговли мясом шимпанзе, ставшей, возможно, причиной глобальной эпидемии СПИДа, Pan t. troglodytes стремительно исчезает с лица земли.

Не исключено, что в этих шимпанзе заключена тайна первых глав биографии вируса ВИЧ. Они заражены ближайшим известным родственником ВИЧ-1, но их иммунная система с ним вполне справляется. Поскольку вирусы находятся в близком родстве, механизмы защиты от них, выработанные обезьянами, могут оказаться ключом к лекарству от СПИДа. Если эти обезьяны исчезнут, тайна, возможно, исчезнет вместе с ними.

«Наши больницы полны неизлечимыми больными с инфекционными болезнями вроде СПИДа. Эти же самые болезни встречаются и у животных, вот только животные не могут вызвать к себе скорую помощь», — говорит Стивен О’Брайен, вирусолог из Национального института рака. — У них есть только естественный отбор. Если мы посмотрим на их геном и поймем, как они отражают атаки этих вирусов, мы сможем гораздо лучше разрабатывать методы лечения людей.

О’Брайен изучает эволюцию в поисках новых, нестандартных способов борьбы с ВИЧ. Человек и прежде эволюционировал, защищаясь от паразитов, и вполне возможно, что некоторые из давних приспособительных механизмов и сегодня уберегают некоторых людей от ВИЧ.

Начиная с 1985 г. О’Брайен собирает образцы крови у людей, принадлежащих к различным группам риска по ВИЧ, — к примеру, у гомосексуалистов и наркоманов, постоянно делающих себе внутривенные инъекции. Он анализирует их ДНК — сравнивает гены тех, кто заразился ВИЧ, с генами тех, кто не заразился, — в надежде обнаружить мутации, которые, возможно, способны защитить человека от вторжения вируса.

К середине 1990-х, когда в коллекции собралось более 10 000 образцов, О’Брайен и его команда приуныли. «Мы начинали терять энтузиазм. Мы проверили несколько сотен генов, один за другим, и на каждый из них получили один и тот же ответ — никакого эффекта». Но в 1996 г. положение наконец изменилось. Тогда несколько команд исследователей одновременно обнаружили, что ВИЧ, проникая в лейкоцит, каким-то образом взламывает рецептор на поверхности клетки, известный как CCR5. Команда О’Брайена вновь обратилась к своим образцам в поисках мутаций гена, ответственного за производство этого рецептора.

«Мы были поражены», — говорит О’Брайен. Такая мутация обнаружилась: у некоторых людей отсутствовала секция гена, включающая 32 основания. Ген с такой мутацией не мог производить нужный белок. В результате у людей, у которых обе копии соответствующего гена были мутантными, на поверхности лейкоцитов не было рецепторов CCR5 (а у тех, у кого мутантной была лишь одна копия гена, таких рецепторов было меньше обычного). Кроме того, О’Брайен обнаружил сильную корреляцию между наличием этой мутации в генах и ВИЧ-инфекцией: люди, у которых было две копии мутантного гена CCR5, не заражались почти никогда. «Это был первый серьезный генетический эффект, который нам удалось обнаружить, — говорит О’Брайен. — И какой эффект!»