Майкл Кордингли - Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Уважаемые академические учреждения разразились восторженными пресс-релизами, но международные СМИ отнеслись к этому делу иначе. Журналисты отнеслись к этой новости с суеверным ужасом; публику начали уверять в том, что ученые создавали пандемический вирус, способный убить все человечество. Очень скоро в газете «Independent» от 6 декабря 2013 года появилась статья, гласившая: «Эксперты предупреждают: исследования птичьего гриппа H5N1 могут привести к смертельной пандемии». Группа из пятидесяти шести влиятельных ученых выступили против экспериментов своих коллег, предупредив их в открытом письме, что пользы от их исследований гораздо меньше, чем вреда, что всегда существует опасность случайного выпуска на волю этого пандемического патогена. Таким образом, научный мир оказался расколотым; столкновение интересов, высокомерия, страхов и политики породило едкие газетные и журнальные заголовки. Несмотря на большую научную важность экспериментов с приобретением функции и критическую потребность в понимании сути взаимодействия организма человека с патогенами, очень многие встали на сторону пятидесяти шести ученых, которые назвали проведенные исследования слишком опасными, а результаты посчитали сомнительными. В октябре 2014 года, после серии обвинений в несоблюдении правил биологической безопасности (несоблюдение не касалось упомянутых работ) в государственных научных учреждениях, Белый Дом опубликовал политическое заявление, озаглавленное: «Постановление правительства США о совещании по поводу методики «приобретения функций» и о временной приостановке финансирования работ по «приобретению функций», касающихся вирусов гриппа, ближневосточного респираторного синдрома и тяжелого острого респираторного синдрома».

Исследования были лишены финансирования в США; дальнейшие работы, таким образом, застопорились. Но как далеко удалось продвинуться в понимании того, что может сделать H5N1 более серьезной угрозой здоровью человечества?

От внимания неистовствующей прессы, устроившей свистопляску после научной публикации, ускользнуло одно немаловажное обстоятельство: несмотря на то что удалось добиться воздушно-капельной передачи вируса, вирулентность его после серийного пассажа сильно снизилась по сравнению с вирулентностью исходного, родительского вируса. Действительно, пассированный вирус вызывал очень легкое недомогание у животных, заразившихся воздушно-капельным путем. Высокую летальность наблюдали только после искусственной инокуляции больших доз вариантного вируса в трахею хорьков, а это весьма неестественный способ заражения. Патогенные свойства вирусов были аттенуированы. «Петра ограбили, чтобы заплатить Павлу». Селекция вируса, способного к воздушно-капельной передаче, привела к совокупности генов с пониженной приспособляемостью. Вирус утратил способность вызывать тяжелую болезнь. Были надежды на то, что фенотип хорькового вируса будет напоминать таковой человеческого вируса, а это значит, что вирус не представляет серьезной опасности и для человека: на самом деле ученые создали жалкую пародию на патогенный вирус.

Абсолютно не соответствует действительности утверждение о том, что всего несколько мутаций отделяют вирус H5N1 от приобретения свойств пандемического вируса. На самом деле это далеко не так, потому что генетическая дистанция между генотипом H5N1 и вирусом с истинными пандемическими возможностями пока никому не известна. Было бы слишком самоуверенно считать, что мы можем предсказать конкретные аминокислотные замены, порядок их накопления или последовательность случайных (по определению) мутаций в геноме вируса гриппа, которые могут проложить путь к пандемическому фенотипу. Для того чтобы реализовать необходимые эволюционные изменения, может потребоваться одна (а чаще множество) мутация вместе с передачей генных сегментов от различных штаммов вируса гриппа. Короче говоря, это сложный и запутанный процесс, требующий множества малозаметных генетических изменений, вероятность которых может быть пренебрежимо мала, но ее, естественно, нельзя и игнорировать. Генотип птичьего гриппа H5N1 существенно отличается от вируса человеческого гриппа с пандемическим фенотипом. Вирусная линия подвергается межвидовой передаче и должна, соответственно, преодолеть видовой барьер между птицей и человеком. Если прибегнуть к аналогии ландшафта приспособленности, то можно представить себе генотип вируса H5N1 находящимся в отдаленной генотипической области ландшафта, на большом удалении от возвышенного места оптимальной приспособленности. Возможно, просто не существует мутационного перехода, который вел бы к вершине и адекватной приспособленности в организме человека, минуя залитую водой низину нежизнеспособности. Такой вирус будет либо плохо передаваться, либо обладать пониженной вирулентностью – и то и другое исключает способность вызывать масштабные эпидемии. С другой стороны, учитывая разнообразие метагенома вирусов птичьего гриппа, нельзя отрицать, что циркуляция H5N1 создает реальную и сиюминутную опасность возникновения пандемического штамма. Вероятность осуществления такого события попадает в категорию известного о неизвестном, но она не равна нулю.

Возникновение свиного варианта гриппа H1N1 стало причиной самой последней пандемии гриппа в 2009 году. Недавно выполненное исследование продемонстрировало высокую степень генетического родства между этим возникшим вирусом и штаммами H5N1 птичьего гриппа, которые эндемичны для популяции домашних птиц в Восточной Азии. Жизнеспособные и вирулентные вирусы возникали вследствие искусственной передачи генных сегментов между этими двумя штаммами в лабораторных условиях (Schrauwen et al., 2013). Возможно, нам стоило бы задуматься о том, что эти циркулирующие в природе естественные вирусы могут получить возможность рекомбинироваться в природе, создав новую траекторию в возникновении вариантов вируса птичьего гриппа H5N1. Но это уже относится к области неизвестного о неизвестном.

В 2014 году в тропических лесах Демократической Республики Конго возник вирус Эбола. Шестьдесят шесть человек заразились геморрагической лихорадкой; сорок девять человек умерли, смертность составила 76 %. Род Ebolavirus состоит из пяти видов вирусов: Заирский эболавирус, Бундибугио эболавирус, Суданский эболавирус, Таи лесной эболавирус и эболавирус Рестона. За исключением последнего, все они патогенны для человека. Вспышка была вызвана заирским штаммом, самым опасным и вирулентным из эболавирусов, которые могут поражать человеческую популяцию, изливаясь из природных африканских резервуаров. Заирский вирус Эбола несколько раз появлялся в Демократической Республике Конго сравнительно недавно – в 2007 и 2008 годах. Эти повторные вспышки привели ученых к мысли о том, что этот вирус является эндемическим или даже эпидемическим среди диких животных, обитающих в этом регионе. Этот вид вируса впервые вызвал заболевание у человека в 1976 году, в Ямбуку, в Заире (ныне Демократическая Республика Конго), и это была самая тяжелая из всех вспышек заболевания. Из-за полного невежества относительно природы заболевания (которое до тех пор никто никогда не видел) вирус быстро передавался от человека к человеку из-за тесных контактов и применения нестерильных игл и шприцев в местной клинике; из 318 заболевших от геморрагической лихорадки погибли 90 %. В какой-то степени мы уже приучились к периодическим вспышкам лихорадки Эбола. Уроки, извлеченные из ранних вспышек в Заире, Судане, Габоне и на Берегу Слоновой Кости, приготовили местные общины к бдительности в отношении заболевания. Если удается вовремя провести профилактические мероприятия, то масштабы вспышки, как правило, оказываются ограниченными. Несмотря на высокую контагиозность геморрагической лихорадки Эбола (вирус передается при контакте с телесными жидкостями больного с явными признаками заболевания или через зараженные предметы), каждая из вспышек, при всей тяжести страшного заболевания, не вызывала перегрузки для местных органов здравоохранения. Во время зарегистрированных вспышек зоонозные штаммы вируса Эбола никогда не получали возможности устойчиво передаваться от человека к человеку, что могло бы стимулировать адаптивную эволюцию в отношении человека. Все случаи представляли собой тупиковые инфекции, и возникшие линии вируса утрачивались, когда прекращалась вспышка. Вспышка геморрагической лихорадки Эбола в Демократической Республике Конго в 2014 году имела такую же структуру и была быстро ликвидирована. В другом месте Африки, в Гвинее, имела место другая вспышка лихорадки Эбола, но она протекала совершенно иначе. Геморрагическая лихорадка Макона вызвала разрушительную по масштабам эпидемию, напомнив человечеству о возможных глобальных последствиях возникновения зоонозных вирусных болезней даже на отдаленных континентах.