Майкл Грегер - Выжить в пандемию

Представьте себе: экскременты летящей утки, зараженные относительно безобидным вирусом, падают в траву, которую мирно клюет стая кур. Куры могут быть подвержены воздействию вируса, но передавшийся непосредственно от водоплавающих птиц вирус настолько хорошо настроен на физиологию утки, что может не закрепиться в организме курицы, пока иммунная система здоровой курицы его не уничтожит. Вот почему в лаборатории исследователи вводили зараженную легочную ткань одной птицы к другой, чтобы облегчить передачу инфекции. «Условия, при которых мы генерировали высоковирулентные вирусы из авирулентного штамма, как правило, не встречаются в природе, – признала исследовательская группа. – Тем не менее у кур с физическими отклонениями вирусы с низкой патогенностью могут вызывать вирусемию». 1760Вирусемия означает успешное попадание вируса в кровоток, начало заболевания, которое, вероятнее всего, поражает носителей с ослабленной иммунной системой.

Если стая и правда заразится, вирус все еще должен продолжать распространяться, чтобы выжить. Солнечные лучи быстро убивают вирус гриппа, а ветер полностью его обезвоживает. Он имеет ограниченную способность эффективно передаваться от одной курицы к другой на открытом воздухе. В малонаселенных местах может просто не хватать восприимчивых носителей, из-за чего появятся более серьезные адаптивные мутации, которые не просто взбудоражат парочку пернатых. В 1961 году 1761в Южной Африке произошла смертельная вспышка вируса среди диких морских птиц, а в 2004 году 1762то же самое повторилось на двух страусиных фермах. Редкие вспышки высокопатогенных вирусов птичьего гриппа датируются более столетия назад, 1763но, похоже, это исключения из правил. 1764По словам эксперта по птичьему гриппу Денниса Александра из Центральной ветеринарной лаборатории Великобритании, высокопатогенные вирусы гриппа «никогда не возникали в стаях, находящихся вне дома», за исключением, возможно, страусов. 1965

А теперь представьте сценарий безумного ученого. Десятки тысяч кур забиты в грязный птичник размером с футбольное поле и живут клюв к клюву в собственных отходах. В воздухе стоит спертая влажная фекальная пыль с аммиаком, которая раздражает дыхательные пути птиц, еще больше повышая восприимчивость кур, которые уже и так ослаблены от стресса в заключении. Поскольку птицы уже стоят в собственных экскрементах, вирусу даже не нужно развивать способность передаваться воздушнокапельным путем через носовые или дыхательные выделения. Он может выделяться с калом, а затем тысячи других птиц, находящихся в сарае, будут вдыхать или глотать его, что позволяет вирусу быстро и многократно циркулировать. При таком большом количестве птиц, в которых вирус может найти убежище для мутаций, низковирулентные штаммы могут иногда превращаться в смертельные. Решающую роль может также играть доза вируса, передаваемого от одной птицы к другой.

Эрл Браун специализируется на эволюции гриппа. Он исследует то, как вирус приобретает вирулентность и адаптируется к новым видам. В знаковом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, он показал, что «группа из 11 мутаций может преобразовать авирулентный вирус в вирулентный вариант, который убивает при минимальной дозе». Вместо изучения вирусов водоплавающих птиц на цыплятах он изучал вирусы человека у такого же неестественного носителя – мышей. Их можно экспериментально заразить штаммами человеческого гриппа, но при этом мыши не заболевают. Вирус приспособлен к захвату и уничтожению клеток человека, а не клеток мыши.

Как правило, человеческие вирусы настолько плохо размножаются у мышей, что их иммунная система уничтожает вирус еще до того, как он сможет вызвать хотя бы насморк. Но если вы капнете человеческий вирус непосредственно в ноздри мыши, а затем измельчите ее легкие и капнете инфицированную вирусом легочную ткань в нос другой мыши, а потом повторите цикл всего двенадцать раз, вирус, несмотря на то что все начиналось совершенно безобидно, начнет вызывать у мышей смертельную пневмонию. 1766

Исследователи обнаружили, что основной причиной увеличения вирулентности может быть размер инфекционной дозы, которая передается от одного животного к другому. Скорее всего, среди массы вирусных мутантов, находящихся в легких каждой инфицированной мыши, немногие способны к «интенсивной эксплуатации носителя», 1767но если эти мутанты не смогут попасть в другую мышь, то будут уничтожены вместе с остальными. Таким образом, даже если зараженная мышь утерла бы нос другой мыши и перенесла небольшое количество инфекции, мало вероятно, что несколько вирулентных мутантов попадут в следующую мышь. Ввиду особенностей характера распространения гриппа большинство мутантов могут оставаться относительно неэффективными, поэтому небольшая перенесенная доза может фактически привести к потере активности вируса. 1768Таким образом, важно не только количество животных, между которыми переносятся дозы вируса, но и сам размер дозы. Чем больше вирусов будет передано или перенесено от одного животного к другому, тем больший выбор будет у естественного отбора.

Профессор Браун сравнил эту ситуацию с попыткой выиграть в лотерею. Если вы покупаете несколько билетов за раз, шанс сорвать джекпот невелик. А если вы купили все билеты? Эволюция гипер вирулентности, наблюдаемая у таких вирусов, как H5N1, может потребовать огромной концентрации вируса, наблюдаемой только в уникальных обстоятельствах – при искусственной инокуляции в лаборатории, или заражении животных, содержащихся в собственных отходах, где огромные дозы передаются через тысячи носителей (то, что Браун называет «сутью» развития максимальной вирусной вирулентности). 1769Высокопатогенные вирусы птичьего гриппа – это прежде всего продукты промышленного сельского хозяйства. 1770

Сценарий безумного ученого в виде интенсивного птицеводства был воспроизведен во всем мире. Превращения безвредных вирусов в смертельных монстров были зарегистрированы во время вспышек в Пенсильвании в 1980-х годах; Мексике 1771, Австралии, Пакистане 1772и Италии в 1990-х годах; в Чили, Нидерландах и Канаде с 2002 года. 1773Некоторые фермы, где происходили подобные трансформации, были огромными: например, ферма, насчитывающая шестьсот тысяч бройлеров во время чилийской вспышки, 1774и семьсот тысяч кур-несушек на ферме в Пакистане. 1775Эти вспышки в совокупности привели к гибели миллионов цыплят. Но являются ли высокопатогенные вирусы птичьего гриппа более опасными для человека? Центр профилактики и контроля заболеваний США считает, что, вероятно, так и есть. 1776