За межвидовым забором: откуда к человеку приходят новые болезни

04.05.2020

Вирус SARS-CoV-2, вызвавший пандемию, вероятнее всего, попал к нам от летучих мышей с помощью посредничества другого животного — панголина. Подобное уже не раз происходило: вирус преодолевал межвидовой барьер, находил подход к человеку, а потом распространялся в человеческой популяции, провоцируя вспышки и эпидемии. 

Мы решили узнать у популяризатора науки и автора блога «Все как у зверей» Евгении Тимоновой, какие еще болезни попали к человеку от животных и вызвали большой переполох, почему у нового коронавируса это получилось лучше всех и чего на самом деле хотят от нас вирусы. 

Вирусы-специалисты

Как называются общие для человека и животных болезни?

Зоонозные инфекции — то, чем вы сможете заразиться от животных. Пример зооноза, которым я сама в детстве переболела, — орнитоз. Инфекцию переносят птицы. В детстве мы постоянно возились с голубями. Однажды после этого у меня поднялась температура. Градусник два дня показывал почти 42 градуса. Поскольку все мое поведение было как на ладони, врачи быстро установили причину болезни. 

Антропозоонозы — болезни, которыми мы заражаемся от животных и дальше начинаем передавать друг другу. То есть SARS-CoV-2, возбудитель COVID-19, — это типичный антропозооноз.

Сколько людей ежегодно болеют и погибают от инфекций, пришедших к нам от животных?

Порядка 2 миллионов человек погибают от зоонозов каждый год. Соответственно, болеют еще больше. Эта цифра всплывает много где, но оригинального источника я не нашла.

С какими зоонозными инфекциями мы постоянно имеем дело?

Есть болезни, которые настолько давно с нами, что мы уже забыли, что они перешли к нам от животных. Например, корь, которая сейчас возвращается. Она пришла к нам примерно 15 тысяч лет назад. В тот период человек одомашнивал крупный рогатый скот, у которого была болезнь — бычья чума. Благодаря удачной мутации вирус смог перескочить на человека, и в виде кори нигде, кроме как у людей, уже не встречается, то есть стал антропонозом. 

Вирус герпеса — наш спутник уже не один миллион лет. Мы еще были совсем обезьяноподобные, а вирус герпеса уже жил в нас, ловко прятался в нервных клетках, вел себя достаточно деликатно, чтобы не убивать своих носителей, и из-за этого получал дополнительные возможности для распространения в популяции. 

Люди, вероятно, подцепили герпес от какого-то другого вида приматов: у многих видов обезьян свои вирусы герпеса. Например, у азиатских обезьян есть вирус обезьяньего герпеса, который для людей смертелен почти в 80%.  

То есть были вспышки среди людей?

Были единичные случаи заражения. Например, в прошлом веке исследовательница погибла после того, как обезьянья жидкость попала ей на слизистую глаза. Поднялась паника, потому что с лабораторными животными ученые постоянно свободно контактируют. Колония макак в одном из питомников после была уничтожена из-за подозрения, что они могут быть носителями вируса.

Обычно думаешь, что заразиться можно от диких видов, а тут лабораторные животные.

На Бали есть такое место — Обезьяний лес в Убуде, там живет колония макак-крабоедов, священных для индуистов животных. И туристы очень активно ходят в этот лес, кормят обезьян. Те, конечно, относятся к туристам, как к обслуживающему персоналу. Когда им не нравится, как обслуживающий персонал себя ведет, они туристов кусают. Меня тоже кусали, когда мы снимали там один из эпизодов «Все как у зверей». Это было такое себе переживание: у наших родственников-обезьян много чего может быть, кроме банального бешенства, от которого хотя бы вакцинация есть. Но обошлось. Судя по тому, что там не зафиксировано ни одного случая заражения обезьяньим герпесом, хотя вроде как у индонезийских обезьян он есть, вероятно, не так-то просто подцепить этот вирус от другого животного. 

Вирусы — изрядные специалисты: они заточены под определенный вид.

Вирусное комбо

Антропозоонозных болезней много, но эпидемии вызывают не все. От чего это зависит?

Обычно большой шорох возникает, когда появляется заболевание с высокой летальностью, как было, например, с Эболой. Это геморрагическая лихорадка, у нее есть чуть менее известные родственники — лихорадки Марбург и Ласса. Их переносят африканские рукокрылые. Симптоматика страшно тяжелая — высокая температура, рвота, диарея, кровотечения, при этом заболевание очень заразное. Но поскольку уровень летальности у некоторых штаммов Эболы достигает 90%, а у тех, что помягче — 20-30%, что тоже очень-очень много, на практике это не приводит к большим вспышкам, потому что очаг вымирает. Человек, который заболел Эболой, ложится и умирает, а не садится в самолет до Манхеттена. Правда, лихорадка Марбург названа так потому, что в этот немецкий город прилетел человек из Африки, и там была впервые описана симптоматика. Но человеку опять же было не до распространения возбудителя, и большой вспышки не произошло.

Какие условия должны совпасть, чтобы спровоцировать ситуацию, подобную нынешней?

Вирус должен быть очень заразным, чтобы для заражения достаточно было получить немного вирусных частиц. Иными словами, вирусу нужна хорошая хватка. У SARS-CoV-2 очень высокая эффективность присоединения его spike-белка — шипиков на коронке — к протеинам на клетках. Не у всех вирусов так.

Еще нужна высокая вирулентность — уровень вирусных частиц в организме. Их должно быть много, чтобы человек мог их выделять дальше и распространять вокруг себя. Самая гениальная штука у SARS-CoV-2 — он становится заразным до появления симптомов, его скрытая вирулентность — 3-4 дня. В какой-то момент вирусных частиц в человеке уже много, но симптомы еще не наступили. 

В-третьих, вирус должен быть не слишком патогенным, чтобы быстро не убивать своего носителя, тем самым позволяя зараженному распространить инфекцию. 

Родственники нового коронавируса, вызвавшие вспышки в 2002-2003 и 2012 гг., на эту роль не подошли: MERS был слишком убойный, чтобы стать проблемой для всех. Он, конечно, был очень большой проблемой, но только для тех людей, которые уже заразились. SARS вел себя, как джентльмен: у него симптомы и способность заражать появлялись одновременно. 

В этом смысле новый коронавирус, конечно, выигрывает. Многие верят в конспирологическую теорию о том, что возбудитель COVID-19 создан искусственно. Недавно в том же ключе высказался и Нобелевский лауреат Люк Монтанье. Что вы на этот счет думаете?

С таким количеством наград и почтенным возрастом Люк Монтанье может себе позволить оригинальные заявления. К тому же, вирус возник в городе Ухань, где есть вирусологическая лаборатория, — от этого трудно отмахнуться, поэтому история будет всплывать еще долго. Представьте, что рядом с вами была фабрика по производству игрушек, и вот вас засыпало игрушками. Сложно поверить, что эти события никак не связаны. Но вирус — это не черный ящик. Его последовательность нуклеотидов — генетическая структура — для вирусологов очевидна. Это как составить стихотворение из фрагментов текстов, например, Пушкина и Лермонтова. Неспециалисту будет казаться, что автор у стихотворения  один. Но любой мало-мальски подготовленный филолог немедленно определит, где чей текст. Естественные мутации выглядят иначе, чем искусственно составленная химера. Кроме того, наши инструменты еще не позволяют создать вирус, у которого все было бы настолько удачно подогнано. 

Идеальный резервуар

От каких животных мы чаще всего заражаемся новыми инфекциями?

От обезьян, летучих мышей, грызунов, водоплавающих птиц и свиней. Последние — уже домашние животные, с природой особо не общаются. Но они — идеальный посредник между нами и разными видами животных и одновременно пробирка, в которой дикие вирусы могут приобрести новые способности, в том числе способность заражать человека. Так было, например, с вирусом Нипах. Его свиньям передали плодоядные летучие мыши. Они едят фрукты в больших количествах —  под деревом, на котором питаются крыланы, всегда ужасный срач: обжеванные фрукты, все обкакано. Свиньям в таких местах очень приятно пастись. Еще сверху яблочек накидают. Таким образом крыланы передали свиньям вирус Нипах. Это случилось в Малайзии. Свиньи начали чихать и кашлять, заразилось примерно 2 миллиона животных. Какая-то часть свиней погибала, но не много. У них вирус Нипах был не особенно патогенным, но высоко вирулентным. От свиней заражались люди, у которых эта инфекция уже протекала тяжело.

Еще свиньи могут передавать человеку вирус гриппа. В 2009 году из-за этого случилась пандемия. 

Природный резервуар вируса гриппа — водоплавающие птицы. Через свиней грипп попал к человеку. Вирус 2009 года назвали мексиканским. Мексиканка очень похожа на знаменитую испанку (вирус, вызвавший самую массовую пандемию гриппа в истории человечества — прим. ред.), но, по счастью, была немного видоизмененной. 

Как именно?

Условно говоря, вирус гриппа состоит из 8 вагончиков. Эти вагончики можно переставлять местами. Достаточно переставить 2 вагончика — и это уже совсем другой вирус, на который не действуют предыдущие вакцины. Порядок постановки вагончиков определяет тип вируса. Кроме того, внутри этих вагончиков тоже бывают мутации, поэтому вирус мексиканского гриппа 2009 года был не такой смертоносный, как испанка. Он, конечно, людоед, но не настолько. Этим вирус гриппа отличается от других РНК-вирусов, у которых частые мутации сильно не меняют сам вирус. Коронавирус мутирует более медленно, чем вирус гриппа. 

Почему новые болезни родом, в основном, из Азии или Африки?

Это горячие точки биоразнообразия. В этих странах очень высокая плотность биоценозов и большое количество потенциальных резервуаров для вирусов. Лучше всего вирусы, опасные для человека, живут в обезьянах, потому что они наши родственники. Обезьяны — это Африка, Азия и в меньшей степени Южная Америка. Большая часть летучих мышей живет в тропических зонах. А рукокрылые — идеальный резервуар для вирусов.

Почему?

У летучих мышей очень гостеприимный иммунитет: не настолько агрессивный, как у человека. Иммунитет рукокрылых относится к патогенам более философски: ну, живет в моих клетках какой-то вирус, удваивает свои вирусные РНК, сильно много ресурсов у меня не отнимает, ну и ладно. Более того, вирус не просто живет у них внутри клетки, но и сам является противовирусной защитой, не пуская в клетку другие вирусы. Либо два вируса могут занять клетку и не пускать третьего. Часто летучие мыши инфицированы несколькими видами вирусов. Эти вирусы образуют альянсы, коалиции, воюют друг с другом — у них своя игра престолов, а мыши живут себе при этом спокойно. Наконец, способность к полету — очень мощный эволюционный фактор. Чтобы летать, нужно прокачать свои качества, избавиться от всего лишнего, стать более-менее идеальным. Во время полета у мышей ускоряется метаболизм, повышается температура, и это тоже играет роль противовирусной защиты. 

Привычки и образ жизни местного населения могут способствовать появлению межвидовых болезней?

Есть гипотеза раненого охотника. Охотники пошли в лес, кого-то убили, при этом поранились, заразились и дальше начали распространять вирус сами. Так, например, случилось с ВИЧ-инфекцией в Африке.

Почему не стоит есть горилл

Вирус иммунодефицита попал к нам от обезьян?

Да, человек, вероятно, порезался при разделке шимпанзе, подцепил возбудителя ВИЧ-инфекции в обезьяньем варианте. Это случилось в начале 20 века.

И вирус мутировал?

Да, ВИЧ мутирует невероятно быстро. В какой-то момент вирус начал очень удачно колонизировать клетки человека и хорошо распространяться дальше уже через людей. Симптомы отложенные — до развития СПИДа может пройти 10-15 лет. Люди в Африке умирают по разным причинам, поэтому никого не настораживали смерти от разлада всего организма. Мощный толчок развитию эпидемии дала прививочная кампания в Африке в 20-е годы. Шприцы тогда были очень дорогими и многоразовыми. Их, конечно, стерилизовали, но не всегда в должной мере. В общем, большое количество африканцев породнили одним шприцем. В какой-то момент в этой цепочке оказался человек с ВИЧ. Свою роль сыграло и распространение проституции в бедных африканских странах. К 60-м годам это была уже достаточно распространенная в Африке болезнь, которую все еще не обнаружили. 

Как же все выяснилось?

В 60-х республика Конго получила независимость и стала приглашать  специалистов из разных стран помочь в строительстве нового государства. В том числе туда прилетели рабочие из Гаити — гаитян звали охотно, обе страны франкоговорящие. За годы работы многие из приглашенных гаитян заразились ВИЧ, вступая в сексуальные контакты с местным населением, а после привезли вирус к себе в страну. Оттуда ВИЧ попал в США, где, наконец, и был обнаружен.

А от кого к нам пришла Эбола?

Через обезьян — похоже, от летучих мышей. По крайней мере, родственная Эболе лихорадка Марбург передается от летучих мышей — при том не через укусы, а через контакты с выделениями. Предполагают, что и в случае с Эболой без рукокрылых не обошлось, но точно вид-резервуар еще не определили. Вероятно, что обезьяны оказали нам посреднические услуги. В лесу рядом с очагом находили мертвых горилл и шимпанзе. Для обезьян это тоже новый вирус — такой же фатальный. Люди в Африке не брезгливые, ели этих умерших животных и заражались (вероятно, заражение происходило в процессе приготовления пищи — прим. ред.). 

На природоохранных плаката в Центральной Африке не пишут «Берегите природу, наш общий дом!». Там пишут «Не ешьте горилл — от них кровавая диарея!». Это работает лучше.

Не только животные могут заражать людей. Человек тоже в этом смысле представляет опасность для животных?

Представьте, что вы где-нибудь в Руанде идете посмотреть на горных горилл в лес, где они живут. Если животные в настроении, то могут даже подойти к вам, чтобы пообниматься. На этот счет, кстати, есть инструкция: если горилла обняла вас, просто стойте и наслаждайтесь моментом. Она пообнимается и уйдет. Контакт достаточно близкий, поэтому по правилам люди должны приходить туда в масках, чтобы не заразить горилл человеческими болячками. Если вы чем-то болеете, например, простудились, вас не пустят к гориллам: ваша обычная простуда может вызвать смертельную эпидемию у обезьян. Но мы можем переносить опасные для животных инфекции не только в собственном организме.

Что вы имеете в виду?

Сейчас в обеих Америках вымирают амфибии — целыми видами. Несколько лет назад любители-лягушководы случайно завезли в Америку вместе с экзотическими там дальневосточными жерлянками грибок хитридию. Он вызывает смертельную для неиммунных амфибий болезнь хитридиомикоз. Лягушки Старого Света жили вместе с этим грибком более-менее мирно. А для американских земноводных грибок оказался ужасной катастрофой. Из-за этого нарушились все трофические связи: лягушки вымирают, змеям становится нечего есть, они переключаются на птиц, ящериц, которые, разумеется, страшно недовольны. В общем, происходит совершеннейший бардак.

Генетическое бессмертие

Почему убивать животных, которые переносят опасные для человека инфекции, — плохая идея?

Это нарушает биологическую саморегуляцию, ломает естественную систему сдержек и противовесов. У каждого вида свое место, своя экологическая роль: каждый кого-то кормит, кого-то ест, кому-то помогает, кому-то мешает, и все это очень важно для общего баланса. Уничтожая одних, вы даете фору другим, и неизвестно, к каким последствиям это приведет. Как правило, все становится еще хуже. 

Например, рукокрылые — самый многочисленный отряд млекопитающих по количеству особей. Для нас это не очевидно, поскольку мы с ними работаем в разные смены, но количество и экологическая роль летучих мышей — огромны.  Уничтожение рукокрылых приведет к вспышке численности насекомых, а это, в свою очередь, может привести к чему угодно. 

В деградирующих, теряющих разнообразие экосистемах всегда появляется вид-победитель, для которого эта ситуация идеальна: «Спасибо, дорогой человек, что убрал врагов и конкурентов». Когда представителей какого-то вида очень много, они становятся привлекательной мишенью для новых патогенов. Вирусам выгодно иметь дело с плотной многочисленной популяцией. Эта стратегия называется «убей победителя».   

В случае с человеком эти закономерности тоже работают?

Люди — джекпот для вирусов: живем кучно, общаемся много. К нам залезть и научиться на нас паразитировать — очень выигрышный билетик для вирусов. И его вытягивали уже многие ребята. Обломки вирусных геномов составляют 40-50% человеческого ДНК. Рекорд среди всех исследованных организмов.

Что это значит?

С самых ранних этапов эволюции мы постоянно заражаемся, заболеваем, но постепенно коэволюционируем и встраиваем в собственный геном множество вирусов. Для вируса это идеальный вариант — он встраивается в генетический код хозяина, и его информационная последовательность копируется с каждым делением клетки. Все, ты обрел генетическое бессмертие. Встроенный вирус будет существовать столько же, сколько существует вид-хозяин. 

Но и хозяин получает бенефиты от этого симбиоза. Раньше эта почти половина нашей ДНК считалась просто мусором. Теперь на нее смотрят в том числе как на возможную противовирусную защиту. Встроенные охранники мешают новым вирусам проникать в клетку. Возможно, если бы не эти остатки древних вирусов в нашем геноме, мы бы сегодня болели гораздо больше.