Межвидовой барьер. Неизбежное будущее человеческих заболеваний и наше влияние на него - Дэвид Куаммен

много штаммов. Скорость мутации считается «молекулярными часами» вируса. У каждого вируса скорость мутации своя, и, следовательно, «молекулярные часы» тоже «тикают» с разной скоростью. Соответственно, разница между двумя вирусными штаммами может показать, сколько прошло времени с того момента, как они отделились от общего предка. Степень разницы, умноженная на скорость мутации, равна прошедшему времени. Именно так молекулярные биологи рассчитывают важный параметр, который называется «время до ближайшего общего предка» (TMRCA).

Пока все понятно? Отлично. А теперь глубоко вдохните. Благодаря этим крупицам понимания мы пересечем глубокий пролив сложных молекулярных терминов и доберемся до важного научного откровения. Поехали!

Майкл Воробей обнаружил, что DRC60 и ZR59, образцы, взятые у двух жителей Киншасы в течение буквально одного года, очень отличаются друг от друга. И тот, и другой, несомненно, принадлежали к одной и той же группе M ВИЧ-1; их невозможно было перепутать ни с группой N, ни с группой O, ни с вирусом шимпанзе ВИОcpz. Но в пределах группы M они разошлись очень далеко друг от друга? Насколько далеко? Одна секция генома на 12 процентов отличалась от той же секции в другом вирусе. А сколько нужно времени, чтобы достичь такой разницы? Лет пятьдесят, предположил Воробей. Или, если вы хотите более точной цифры, по его подсчетам, ближайший общий предок DRC60 и ZR59 датируется 1908 годом, плюс-минус небольшой допуск.

Получается, преодоление межвидового барьера случилось в 1908 году? Это намного раньше, чем кто-либо предполагал; таким открытиям самое место в авторитетных изданиях вроде Nature. Статья была издана в 2008 г., через сто лет после предполагаемого события; среди соавторов значились в том числе Жан-Жак Муйембе, Жан-Мари Кабонго и Дирк Тёвен. Воробей писал:

«Наша оценка времени расхождения с эволюционной временной шкалой, длина которой составляет несколько десятилетий, а также учитывая заметное генетическое расстояние между образцами DRC60 и ZR59, показывает, что эти вирусы происходят от общего предка, который циркулировал среди жителей Африки в начале XX в.»[218]

В разговоре со мной он выразился проще:

– Этот вирус был для людей не новым.

Работа Воробья стала непосредственным опровержением гипотезы ОПВ. Если люди болели ВИЧ-1 уже в 1908 г., то, очевидно, вирус никак не мог впервые попасть в организм человека во время испытаний вакцины, проведенных в 1958 г. Окончательное прояснение этого вопроса важно и само по себе, но это лишь часть вклада, сделанного Воробьем. Определение временных рамок первого заражения стало большим шагом к пониманию того, как началась и развивалась пандемия СПИДа.

94

Определение места первого заражения не менее важно; это удалось выяснить в другой лаборатории. Беатрис Хан немного старше Майкла Воробья, и ее работа по поискам происхождения СПИДа началась задолго до того, как Воробей нашел образец DRC60.

Хан, уроженка Германии, получила медицинское образование в Мюнхене, в 1982 г. переехала в США и три года проработала в лаборатории Роберта Галло, изучая ретровирусы. Затем она перебралась в Алабамский университет в Бирмингеме, где стала профессором медицины и микробиологии и одним из директоров центра исследования СПИДа, собрав под своей эгидой талантливых постдокторантов и аспирантов. (Она работала в Алабамском университете с 1985-го по 2011 г., и практически вся описанная здесь работа была проведена именно в этот период; позже она присоединилась к Перельмановской школе медицины в Пенсильванском университете в Филадельфии.) Главная цель разнообразных проектов Хан, как и у Воробья, – разобраться в эволюционной истории ВИЧ-1 и его родственников и предков. Самое подходящее описание для подобных исследований дал Воробей, когда я попросил его назвать свою отрасль работы: молекулярная филогенетика. Молекулярные филогенетики исследуют нуклеотидные последовательности ДНК или РНК различных организмов, сравнивают и сопоставляют их с той же целью, с которой палеонтологи изучают фрагменты окаменевших костей вымерших гигантских ящеров, – чтобы узнать форму генеалогического древа и эволюционную историю. Но Беатрис Хан, будучи врачом, поставила перед собой и другую цель: узнать, как именно гены ВИЧ-1 вызывают заболевание, и разработать новые методы лечения, профилактики, а может быть, даже полного излечения болезни.

За два десятилетия работы лаборатории Хан в Алабамском университете было издано немало очень интересных статей; во многих из них основным автором значился кто-то из младших исследователей, а Хан, как научный руководитель, стояла в списке последней. Именно так случилось и в 1999 г., когда Фен Гао опубликовал филогенетическое исследование ВИОcpz и его связи с ВИЧ-1. В то время было известно лишь три штамма ВИОcpz, полученных от шимпанзе, содержавшихся в неволе; статья Гао добавила к ним четвертый. Работа была опубликована в журнале Nature; в комментарии к ней говорилось, что это «самое убедительное на нынешний момент доказательство, что ВИЧ-1 передался людям от шимпанзе, Pan troglodytes»[219]. На самом деле Гао и его коллеги не просто отследили происхождение ВИЧ-1 до шимпанзе; анализируя вирусные штаммы, они сумели свести его к особям подвида, известного как черномордый шимпанзе (Pan troglodytes troglodytes); именно от него вирус иммунодефицита обезьян передался человеку и превратился в ВИЧ-1 группы M. Этот вид шимпанзе живет только на западе Центральной Африки, к северу от реки Конго и к западу от Убанги. Так что Гао в своем исследовании, по сути, обнаружил и резервуар, и географическую область, в которой впервые появился СПИД. То было великое открытие, что отразил и заголовок в журнале Nature: «От pan до пандемии». Фен Гао тогда был постдокторантом в лаборатории Хан.

Но, поскольку Гао, как и Мартина Петерс до него, основывал свои генетические сравнения на вирусах, полученных у обезьян, которые содержались в неволе, небольшие сомнения в существовании этой инфекции среди диких шимпанзе продержались еще несколько лет. А потом, в 2002 г. Марио Саньтяго с группой соавторов объявили в журнале Science о находке ВИОcpz у диких шимпанзе. Сантьяго был кандидатом наук и учеником Беатрис Хан.

Самым главным аспектом работы Сантьяго, за которую он заслуженно получил докторскую степень, стало то, что в процессе поиска ВИО у диких шимпанзе (он нашел вирус всего у одного животного из пятидесяти восьми протестированных) он изобрел методы этих самых поисков. Методы были «неинвазивными» – это означало, что ученому больше не нужно ловить шимпанзе и брать у нее кровь. Ученому теперь достаточно всего лишь следовать за животными по лесу, вставать под ними, когда они справляют естественную нужду (или, что еще лучше, отправлять под желтый дождик кого-нибудь из полевых ассистентов), собирать образцы в маленькие пробирки и проверять их на наличие антител. Оказалось, что моча практически так же красноречива, как кровь.

– То был настоящий прорыв, – рассказала мне Беатрис Хан, когда мы встретились в