Эпидемии будущего: с какими еще угрозами мы можем столкнуться
Аудиоверсия материала:
Ваш браузер не поддерживает аудиоплеер.
Теперь материалы РБК Трендов можно не только читать, но и слушать. Ищите и подписывайтесь на подкаст «Звучит как тренд» в Apple Podcasts, «Яндекс.Музыке», Castbox или на другой платформе, где вы слушаете подкасты.
Уже сейчас многие эксперты уверены: вирус, который стал причиной вспышки новой болезни, навсегда войдет в историю человечества. SARS-Cov-2 сделал то, чего за последние 100 лет не удавалась ни одному другому вирусу или бактерии: запер большую часть населения планеты по домам, парализовал не только социальную, но и экономическую жизнь многих государств. Он стал научной загадкой для мирового академического сообщества. Патогенез смертельно-опасной болезни COVID-19, которую он вызывает, до сих пор не разгадан. Но не менее значимо, что SARS-Cov-2 помог всем осознать: угроза нового заражения сейчас также актуальна для человечества, как и 100, 200 или 300 лет назад.
Об эксперте: Сергей Альховский — доктор биологических наук, заведующий лабораторией биотехнологии ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н. Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения России.
Новая эпидемия — это возможно?
Такое событие может произойти и совершенно внезапно, причем в самых разных частях мира. Вот сейчас мы все озабочены COVID-19, но до этого была вспышка, например, вируса Эбола в Африке. Тоже, кстати, вирус, связанный с летучими мышами. А до этого была лихорадка Зика, и все были сильно озабочены ей. Причем было совершенно непонятно, почему вдруг этот вирус, в общем-то, давно известный, стал с такой скоростью распространяться в новые ареалы и вызывать такие последствия. А до этого, в 2009 году, был новый пандемический вирус свиного гриппа H1N1. Еще раньше в Азии постоянно появлялись новые варианты птичьего гриппа, которые становились патогенными для человека. Кстати, современный штамм птичьего гриппа не может пока передаваться от человека к человеку. Но вполне вероятно, что такой штамм появится и будет распространиться в человеческой популяции. Поэтому новые вспышки возможны. И чтобы понимать, откуда и с какой вероятностью новые инфекции могут прийти, современная вирусология должна решить очень серьезную задачу — необходимо описать полностью все зоонозы в природных резервуарах, которые обладают вот таким опасным потенциалом.
Зоонозы (зоонозные инфекции) — группа инфекционных и паразитарных заболеваний, возбудители которых паразитируют в организме определенных видов животных, и для которых животные являются естественным резервуаром.
Это очень амбициозная задача. Но это необходимо сделать, поскольку все известные вирусы человека происходят от вирусов животных. А самое главное — этот процесс продолжается и в настоящее время.
Вирусы от животных продолжают передаваться людям — например, появляются новые коронавирусы или новые варианты вируса гриппа. Все это события одного и тоже же порядка.
И чтобы иметь хоть какую-то возможность прогнозировать будущие угрозы заражений, необходимо полностью изучить эти природные очаги. Конечно, это делалось и раньше. Но, к сожалению, раньше было очень сложно изолировать вирус из природного очага и идентифицировать его — даже хотя бы увидеть его в микроскоп.
Приведу простой пример: вот вы берете, например, какую-то пробу от больного. Как вы поймете, есть там вирус или нет? К тому же, вы не знаете, что это за вирус. Очень долго вирусологи занималась тем, что собирали разные материалы, в том числе и от реальных больных, и пытались найти некую модельную систему, которую можно было бы заразить и увидеть — пошел оттуда вирус или нет. В самом простом случае такой модельной системой становились лабораторные животные. Например, мыши. Если вы успешно заразили мышь, и она действительно заболела — то вы можете сказать, что изолировали штамм вируса. А если она не заболела? Значит ли это, что там нет вируса? Или это значит, что просто вирус не может расти вот на этой модели?
Такая ситуация продолжалась до 2010 года, пока не появились технологии геномного секвенирования. Только тогда мы получили возможность, используя геномный анализ, изучать ту или иную пробу и видеть в ней геномы всех вирусов, которые в ней, грубо говоря, «плавают». И этот революционный сдвиг, эта новая эра в вирусологии — она только началась.
Только сейчас мы получили возможность открывать вирусы с действительно большой скоростью — десятки и сотни новых вирусов в год. С появлением новых технологий и возможностей в сфере биоинформатики, в сфере обработки больших данных — задача описать все зоонозные вирусы кажется уже вполне решаемой. Это, конечно, очень дорого, но такие работы уже ведутся.
Современные методы работы позволили ученым ставить перед собой еще более фундаментальные задачи, чем описать все зоонозы. Например, есть такая программа, она называется «Global Virome Project». Цель проекта — описать вообще все вирусы, которые существуют на Земле. Включая тех, которые живут в океанах, морях, в почве, животных, насекомых, в растениях — вообще везде. Вот это по-настоящему трудно.
Какие природные очаги вирусов беспокоят ученых?
Здесь ситуация немного проще, чем кажется. Дело в том, что речь идет не обо всех природных очагах, которые есть на планете, а о тех природных резервуарах, с которыми человек постоянно контактирует. Вот к ним относятся, например, грызуны. В частности, у нас в России очень широко распространены мыши полевки, которые переносят вирусы геморрагической лихорадки с почечным синдромом.
Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) — острое вирусное природно-очаговое заболевание, характеризующееся системным поражением мелких сосудов, геморрагическим диатезом, гемодинамическими расстройствами. А также своеобразным поражением почек по типу острого интерстициального нефрита с развитием острой почечной недостаточности. Возбудитель ГЛПС относится к семейству буньявирусов (Bunyaviridae) и принадлежит к самостоятельному роду — Hantavirus. Репликация его осуществляется в цитоплазме инфицированных клеток. Хантавирусы политропны, они способны инфицировать моноциты, клетки легких, почек, печени, слюнных желез. Сегодня известно более 30 серологически и генетически отличающихся друг от друга хантавирусов.
Каждый год в России фиксируется десять с лишним тысяч случаев этого заболевания. А вирусы, которые вызывают такую опасную болезнь, переносят мыши-полевки. Они приходит в наши дома из полей на зимовку, спокойно с нами соседствуют до весны, и все это время вирус выделяется с их фекалиями. Так он и попадает к человеку. То есть мы постоянно контактируем с этим природным резервуаром очень опасной инфекции.
С летучими мышами тоже очень интересно. Это вообще очень необычные животные в плане их экологии, иммунологии — у них много интересных особенностей. Это млекопитающие, которые ведут себя как птицы. Они живут большими колониями и могут перелетать на большие расстояния. Эти колонии могут быть, в свою очередь, очень скученными. Причем внутри одной такой колонии может быть много разных видов летучих мышей. Это значит, что они постоянно обмениваются друг с другом своими вирусами. Плюс у них свои особенности иммунитета: провоспалительная реакция на разного рода вирусы, по всей видимости, у них выражена намного слабее, чем у человека. Эта тема еще не очень хорошо изучена, кстати. И, тем не менее, летучие мыши — это еще один большой и потенциально опасный для нас природный резервуар с неизвестными возбудителями инфекций. С которым, кстати, человек тоже часто контактирует. В теплых регионах летучие мыши живут на чердаках в жилых домах или на крышах различных жилых построек. А их вирусы также распространяются с фекалиями.
Еще один резервуар — комары с клещами. Когда вы идете в лес и вас кусает комар или клещ, то, соответственно, все вирусы, которые в них находятся — переносятся вам.
Конечно, мы не сможем отловить всех таких животных и насекомых и изучить. Но мы уже знаем определенные природные резервуары инфекций, с которыми мы постоянно контактируем. Начать изучение можно с тех же самых летучих мышей. Учитывая, что мы уже знаем, что это один из основных источников, откуда в ближайшем будущем мы ожидаем новые угрозы.
Но важно понимать, что существует ряд уже известных инфекций, которые также вызывают у ученых озабоченность. Например, есть множество различных вирусов оспы: мышей, коров, других животных. В Африке постоянно регистрируются случаи инфицирования человека вирусом оспы обезьян. К этому сегодня тоже должно быть приковано серьезное внимание.
Есть список известных инфекций, которые уже наносят человеку очень серьезный урон и подвергают постоянной опасности. Существует группа так называемых арбовирусов. Это вирусы, которые передаются комарами. Они тоже имеют потенциал приобрести новые патогенные свойства. Мы все слышали о лихорадке Денге, желтой лихорадке. Не так давно была вспышка лихорадки Зика в человеческой популяции. А ведь эти насекомые постоянно расширяют ареал своего обитания, чему способствует изменение климата. У нас на юге России, на северном побережье Краснодарского края, а также в Италии, во Франции, в ряде восточноевропейских стран, появляются инвазивные виды тропических комаров, переносчиков инфекций. В случае с арбовирусами крайне важно учитывать климат, потому что для их накопления в достаточном количестве, для успешного инфицирования, необходимо определенное количество теплых дней. Соответственно, если стоит жара, возникают все предпосылки для того, чтобы вирус накапливался в количествах, достаточных для заражения человека.
Почему вирус меняет хозяина?
Вирус, как и любое другое живое существо, постоянно пытается расширить ареал своего обитания. Конечно, ошибочно думать, что вирус что-то решает или не решает, он не обладают мышлением. Вирусы — это автономные геномы, которые способны упаковываться в капсид. Этим определением сразу подчеркивается их отличие от клеточных организмов, чей геном находится внутри клетки. Вирусы же — это отдельная ветвь жизни на Земле, их геном упаковывается не в клетку, а в капсид.
Капсид — внешняя оболочка вируса, состоящая из белков. Капсид выполняет несколько функций: защита генетического материала (ДНК или РНК) вируса от механических, физических и химических повреждений.
Вирусы еще называют облигатными клеточными паразитами, поскольку их геном, упакованный в капсид, может размножаться, только попадая в какую-то чужую клетку. Поэтому переход вируса от одного хозяину к другому — это не какая-то осмысленная миссия. Это просто эволюционный процесс. Вирусы делают это, чтобы расширять свое жизненное пространство, увеличивать свою популяцию и выживать.
Осваивать нового хозяина вирусу очень непросто. Тяжелое течение болезни, которое они вызывают, всегда сказывается на его распространении. То есть если зараженный умирает за три дня, он не успевает никому передать вирус. Соответственно, это абсолютно не «в интересах» вируса. Чтобы сохраниться в популяции, он вынужден адаптироваться, эволюционировать так, чтобы успешно продолжать размножаться.
Если говорить про сезонные коронавирусы, которые уже давно в нашей популяции и не вызывают серьезных заболеваний, то мы не знаем точно, от каких конкретно вирусов животных они произошли. Когда-то они передались нам от своего хозяина-предшественника и путем длительной эволюции стали совершенно другим видом. Но филогенетически мы понимаем, что они происходят от одного и того же общего предка. Это результат эволюции. И такая ситуация со всеми вирусами человека, все они — это бывшие зоонозы, здесь нет никаких сомнений.
Какую-то часть вирусов мы пронесли в процессе эволюции от приматов, и они с нами таким образом остались. А все остальные болезнетворные вирусы, которые мы знаем сегодня, были приобретены с точки зрения эволюции не так давно.
В случае с некоторыми вирусами мы уже более-менее точно знаем, кто был изначальным хозяином. Например, считается, что вирус оспы пришел к нам от верблюдов. Когда человек одомашнил этих животных и начал с ними плотно контактировать, этот вирус перешел на человека и вот, опять же, начал свою собственную эволюцию, как новый вид — вирус оспы человека.
Или, например, корь — предположительно попала к нам от собак. Когда мы начали одомашнивать волков, вирус перешел от них к человеку и начал свою собственную эволюцию. Так было во все времена, и так будет продолжаться. Но я думаю, что человечество сможет с этим справиться. Это видно по текущей эпидемии COVID-19. Судите сами: регистрации больных началась примерно в начале декабря 2019 года. А уже через месяц был доступен полный геном SARS-Cov-2, что позволило тут же начать разработку тестов, изучать его биологию, генетику, начать производство вакцины. Оказалось, что в течение двух-четырех месяцев мы способны наладить производство миллионов тестов. Причем и на геном, и на антитела, и на антиген. А ведь за всю историю противостояния человека и вирусов такого еще никогда не было. Глядя на все это, я бы вообще сказал, что человечеству, возможно, больше и не грозят такие разрушительные и опустошающие эпидемии вирусов.
Подписывайтесь также на Telegram-канал РБК Тренды и будьте в курсе актуальных тенденций и прогнозов о будущем технологий, эко-номики, образования и инноваций.