Выжить в пандемию - Майкл Грегер

Точно неизвестно, какую роль играют ганглиозиды, но мы знаем, что у вирусов гриппа разных видов есть четкие предпочтения в отношении длины этих углеводных цепочек. Утиные вирусы обладают афинностью к коротким цепочкам, в изобилии присутствующим в утином кишечнике, тогда как человеческие вирусы – к более длинным цепочкам, обнаруженным в легочной ткани приматов. Таким образом, часть барьера между уткой и человеком может заключаться в том, что вирусы утки предпочитают короткие цепочки, а у клеток человека они более длинные. У кур они находятся посередине.

По мере циркуляции вируса утки среди кур он может подвергаться селекционному давлению, чтобы прикреплялся к более длинным и, следовательно, более похожим на человеческие цепочкам для лучшей адаптации и распространения среди кур. Вспомните H5N1. Как вирус водоплавающих птиц он, по-видимому, предпочитал короткие цепочки, но мутировал в пользу афинности к более длинным цепочкам, на потенциальной траектории к более эффективной инфекции человека. Фактически вирусы куриного гриппа сильнее связываются с клетками человека, чем с клетками утки.

В результате какого-то странного витка эволюции вирус гриппа считает, что куры больше походят на людей, чем на уток. Когда вирусы водоплавающих птиц, которые по существу безвредны, заражают цыплят, они могут начать накапливать мутации, делающие их более опасными как для кур, так и для людей.1787 В поддержку этой гипотезы появляются все новые доказательства.1788 Если вирусы входят во вкус, находясь в курице, ничто не мешает им распробовать и нас с вами.

Анализ вирусных белков пандемии 1918 года позволяет предположить, что развитие в пандемический вирус может быть гораздо легче, чем считалось ранее. Как я уже говорил, только одна точечная мутация может изменить вирус, связывающий 2,3-рецепторы утки с вирусом, который связывает 2,6-рецепторы человека.1789 Исследователи, которые воскресили вирус 1918 года, обнаружили, что центр, участвующий в образовании связи с рецептором на вирусе, отличается от центра связывания его предполагаемого пернатого предшественника всего лишь одной или двумя крошечными заменителями аминокислот. По-видимому, это все, что нужно, чтобы попасть к человеку. Многие эксперты предполагали, что H5N1 найдет золотую жилу, получит все вишенки и выгоду за наш счет.

Адаптация к человеку-носителю требует большего, чем просто доступ вируса к клеткам человека. Внутренняя вирусная машина все еще должна развиваться, чтобы лучше захватить наши клетки, но проникновение вируса – это первый шаг. Негласное сходство между рецепторами курицы и человека может позволить вирусам птичьего гриппа, таким как H5N1, легче перейти от заражения миллиардов кур к заражению миллиардов людей. Данную ситуацию можно рассматривать как пример экзаптации, концепции в эволюционной биологии, согласно которой адаптация в одной среде случайным образом предопределяет успешную адаптацию в другой, совершенно несвязанной среде. «Болезнь легионеров» – классический пример.1790

Легионеллез вызывают бактерии, чья основная эволюционная ниша – водоросли на скалах природных горячих источников. Пока они эволюционировали, чтобы разрастаться в этой теплой влажной среде, оказалось, что и бактерии эволюционировали, чтобы процветать в теплой влажной среде легких человека. Безусловно, у бактерий было мало поводов для попадания в наши легкие, так как мы стараемся не допускать проникновения воды в дыхательные пути (чтобы не утонуть). Но люди изобрели кондиционеры, способные распылять воду в воздух. Об этом свидетельствует печально известная вспышка заболевания в Филадельфии на съезде Американского легиона в 1976 году, когда система вентиляции отеля кондиционировала воздух бактериями, известными сейчас как легионелла.1791 В дыхательных путях человека предыдущие адаптации легионеллы оказались смертельными. В случае вирусов гриппа вроде H5N1, которые могут вызывать пандемию, можно считать, что куры действуют аналогично горячим источникам и кондиционерам, обеспечивая среду, с помощью которой вирус может адаптироваться и распространяться среди людей.

Для прямого скачка гриппа эволюционная дистанция между уткой и человеком представляется достаточно большой, но поскольку у кур есть общие характеристики каждого из этих видов, они могут выступать в качестве трамплина для преодоления огромного разрыва между этими видами.1792 Есть доказательства того, что другие домашние птицы, например перепела и фазаны, также могут выступать в качестве промежуточного звена и вносить незначительную лепту, 1793 но мы обычно не разводим их в таких же масштабах, как кур. Несмотря на то что в 1980-х на ферме в Орегоне, на которой выращивалось более ста тысяч перепелов, и была зафиксирована вспышка вируса, фермы с таким количеством птиц (если это не куры) обычно являются исключением.1794 Куры могут представляться наиболее опасными из возможных видов, проявляющих признаки привязки вируса к человеку, поскольку являются единственной птицей в мире, которую мы ежегодно выращиваем десятками миллиардов. Как известно, в природе грипп в качестве вируса, передающегося водным путем, заражает водных млекопитающих – китов и тюленей,1795 но сколько китов поместится в сарае для бройлеров или в клеточной батарее?

В 1918 году куры все еще обитали на скотном дворе. Промышленные птицефабрики приобрели свою популярность только после Второй мировой войны. Как тогда мог возникнуть такой свирепый вирус, приведший к пандемии? Никто не знает наверняка, но теория эволюции дает нам возможность предположить. Считается, что для развития чрезмерной вирулентности необходима толпа восприимчивых носителей, которым некуда сбежать друг от друга. В противном случае вирус должен сам себя ограничивать. Как я уже сказал, если вирус птичьего гриппа становится слишком злобным и птица заболеет слишком быстро и слишком сильно, у вируса останется меньше шансов заразить других – если только следующая жертва с клювом не окажется в нескольких сантиметрах. В 1918 году все было не так. Никто не сообщал о массовых вымираниях птиц и никто не ждал их, так как в 1918 года бушевал вирус H1 и считалось, что только вирусы H5 и H7 способны мутировать в высокопатогенные формы у кур. В 1918 году не было кур, истощенных стрессовыми условиями, зараженных вирусом и массово набитых в замкнутые пространства. В 1918 году вирус еще не научился убивать людей, работающих в грязных куриных сараях. Зато он мог получить этот навык в окопах Первой мировой войны. В 1918 году на месте кур могли быть солдаты. В своей книге «Лихорадка войны: эпидемия гриппа в армии США во время Первой мировой войны» (Fever of War: The Influenza Epidemic in the U. S. Army During World War I), написанной в 2005 году, военно-медицинский историк Кэрол Байерли утверждает, что вирус 1918 года получил свою вирулентность на транспортных судах, поездах и в окопах Великой войны.1796 Миллионы людей находились в тесноте, без возможности убежать от больного товарища. Вместо клеточных батарей кур-несушек мы видим батареи пехотных отрядов в гнойных окопах. Вместо аммиака, раздражающего дыхательные пути кур и предрасполагающего их к инфекции, Западный фронт насыщен остатками ядовитых газов.1797 По теории, ужасные условия привели к созданию идеальной среды для размножения гриппа: массовые передвижения войск физически истощенных людей в условиях чрезмерного ограничения, мало чем отличающихся от перевозки живых животных. В обоих случаях – пушечное мясо.1798 На вагонах ставилась отметка: «8 лошадей или 40 человек».1799 Эволюционный биолог Пол Эвальд согласен с тем, что толпы людей, стрессовые условия и отсутствие гигиены во время Первой мировой войны могли способствовать развитию «хищного вируса», который в нормальных условиях мог бы крайне быстро убивать жертву, чтобы распространиться максимально эффективно.1800