Летучие мыши вирус эбола
Обновлено: 25.04.2024
Для большей части мира вирус, вызвавший разрушительную вспышку лихорадки Эбола в Африке, выскочил, казалось бы, совершенно из ниоткуда. Но Лесли Лобель в своей статье в Nature говорит, что мы должны были это предвидеть. Кто прав? Почему мы все проморгали?
Исследование этих некогда игнорируемых вирусов началось после вспышки сибирской язвы в США 2001 года; чиновники начали финансировать исследование смертельных патогенов, которые могут быть использованы для атак биотеррористов, и строить специальные лаборатории, в которых их можно было бы безопасно изучить. Ученые узнали, как работают подобные вирусы, и создали первые экспериментальные вакцины, которые могли бы остановить их рост.
В последние несколько месяцев исследования отошли на задний план, уступив дорогу конкретным усилиям по контролю вспышек Эбола, но по мере того, как эпидемия распространялась, снова вернулись на передний план. Ученые признают, что смогли бы остановить вирус Эбола, только если бы поняли его биологию и как им управлять.
Откуда взялись филовирусы?
Ученые поймали более 1300 летучих мышей в пещере и проверили их кровь на вирус Марбурга. И наконец нашли, что искали: контагиозный вирус Марбурга нашли в пяти египетских фруктовых летучих мышах, ни одна из них не выявила симптомы заболевания. Также ученые обнаружили больше инфицированных летучих мышей в ближайшей пещере, которая была связана с предыдущей вспышкой вируса Марбурга.
Не совсем понятно, каким образом вирус передался от летучих мышей к людям, поскольку наиболее вероятный маршрут состоит в контакте с биологическими жидкостями. Летучие мыши, инфицированные вирусом Марбурга в лаборатории, выделяли вирус вместе со слюной во рту, таким же образом они могли оставлять следы на фруктах, которые впоследствии были съедены другими животными. Знание носителя других филовирусов имеет важнейшее значение.
В настоящее время ученые серьезно подозревают, что летучие мыши могут быть естественными носителями также эболавирусов. В 1976 году, во время одной из первых известных вспышек лихорадки Эбола, шесть заболевших человек работали в заводском помещении в Судане, в котором также гнездились летучие мыши. С тех пор ученые выделили антитела для эболавирусов из летучих мышей, как и фрагменты генетического материала вирусов. Но доказать, что летучие мыши являются резервуаром, невероятно трудно — никто не выделил контагиозный эболавирус из дикой летучей мыши, и представляется крайне сложным отследить редкие и разбросанные вспышки до источника. Вспышки эболавирусов возникали во многих местах, и только иногда люди или животные контактировали с летучими мышами.
Нынешняя вспышка, как полагают, началась на юго-востоке Гвинеи в декабре 2013 года, когда двухлетний мальчик умер от загадочной болезни, которая быстро перебросилась на членов семьи и работников здравоохранения. Разумеется, ученые больше сосредоточены на локализации и лечении болезни, нежели на поиске ее источника.
Насколько распространены филовирусы?
В 2011 году ученые подтвердили, что свиньи могут также заразиться эболавирусом Заира. Бытует мнение, что свиньи могут служить неким смесителем для филовирусов. Они могут быть одновременно инфицированы несколькими филовирусами, которые обмениваются генетическим материалом, чтобы в конечном итоге произвести новые подвиды, способные заразить человека.
Лобель считает, что все эти данные нельзя принимать как есть и что анализы могут свидетельствовать об иммунном ответе на вирусы, похожие на эболавирусы. В его исследованиях люди, пережившие вирусную инфекцию Эбола, демонстрировали другой иммунный ответ, в отличие от тех, кто никогда не был инфицирован. Вместе с другими учеными Лобель теперь изучает иммунные ответы на примере множества переживших инфицирование филовирусами.
Андерсен осторожно отмечает, что никаких данных, предполагающих это, пока нет. Хотя горстка исследователей опасается, что вирус может мутировать и передаваться по воздуху, никто не верит, что вирус может так измениться за короткий срок — такого в истории еще не было. Генетический анализ показал, что этот штамм эболавируса Заира мутировал сотни раз с тех пор, как отделился от своего давнего предка около десяти лет назад, но никто не знает случаев, чтобы такие мутации меняли важнейшие характеристики вируса. Беспрецедентное распространение вируса, как полагают, связано с тем, что в Африке очень немногие люди знакомы с вирусами и знают, как их контролировать, что открывает эболавирусу дорогу в города.
Мы сами превращаем Эбола в злейшего врага?
В сентябре эпидемиологи опубликовали анализ, в котором нанесли на карту расположение всех вспышек эболавирусов в Африке вместе с известными местами обитания трех видов летучих мышей, которые являются предположительными резервуарами вируса. Также они зарегистрировали изменения в африканской популяции и мобильности — например, сколько людей в каждой стране живут в сельских и городских районах. Команда хотела точно определить зоны с наиболее высоким риском возникновения будущих вспышек.
Почему Эбола так смертелен?
Вирус Эбола представляет собой один из самых смертельных известных вирусов. Во время последней вспышки, по разным оценкам, умерло 60-70% инфицированных. Во время предыдущих вспышек цифра достигла почти 90%. Только бешенство, оспа и несколько других вирусов являются настолько же фатальными, если их не лечить. Причина, по которой вирус Эбола и другие филовирусы настолько смертельны, заключается в том, что они оборачивают защитные механизмы тела против него самого.
Другие высоко патогенные вирусы тоже запускают цитокиновый шторм, но филовирусы считаются особенно смертельными, поскольку поражают широкий спектр ткани. Кроме иммунной системы, вирус Эбола атакует селезенку и почки, разрушая клетки, которые помогают организму регулировать жидкостный и химический баланс и производят белки, помогающие крови сворачиваться. В худшем случае вирус Эбола отключает печень, легкие и почки, остальные органы перестают функционировать нормально и кровеносные сосуды теряют жидкость в окружающие ткани. Чаще всего это приводит к смерти.
Правильное лечение может повысить шансы на выживание. В ходе текущей вспышки люди, заболевшие в развитых странах, имели намного больше шансов пережить болезнь, нежели заболевшие в Африке, поскольку получали интенсивный уход. Целенаправленного лечения филовирусов нет, но врачи могут внимательно следить и вовремя поправлять химию крови и белковый дисбаланс, вызванный отказом органов и потерей жидкости — с помощью диализа почек, например. Сейчас вирус Эбола высоко летален, поскольку в местах вспышек заболевания не оказывается должной медицинской помощи.
К сожалению, как говорит Остерхольм, даже простейшие методы, которые могли бы помочь людям в борьбе с вирусом Эбола, не предоставляются в самых бедствующих районах. К примеру, оральная регидратация заменяет внутривенную инфузионную терапию по причине страха, что медицинские работники могут быть инфицированы в процессе вставки катетера.
Можно ли остановить вирус?
Десятки предыдущих вспышек филовирусов были остановлены с использованием простейших инструментов: изоляции и лечения пациентов, мониторинга и отслеживания источников. Местные власти использовали их для борьбы с распространением вируса Эбола в Нигерии и Сенегале. Но в Западной Африке одной реакции общественного здравоохранения не было достаточно в начале вспышки, что позволило вирусу быстро распространиться.
Если, как прогнозируют некоторые эпидемиологи, болезнь поразит десятки или даже сотни тысяч людей до января 2015 года, может стать практически невозможным взять ее под контроль локально. Как минимум может быть совершенно невозможно набрать и обучить нужное число медперсонала. Нужен новый план.
Но даже при том, что эти методы работают, задача невероятно сложна. Продукты, которые показали себя наилучшим образом, созданы для эболавируса Заира, самого летального из четырех видов, поражающих людей, но маловероятно, что эти же вакцины будут эффективны и против других филовирусов. Исследователи ждут одного прекрасного дня, когда можно будет использовать один метод лечения сразу против нескольких филовирусов, не тратя драгоценное время на выяснение точного вида вируса при обнаружении симптомов.
По данным Всемирной организации здравоохранения, вирус Эбола и вирус Марбурга, которые входят в список самых опасных патогенных вирусов, известных на данный момент, предположительно были получены от летучих мышей. Кроме того, к передаче возбудителя бешенства, SARS, MEPC и, очевидно, нового вида коронавируса, они причастны также, судя по имеющимся исследованиям. Что же позволяет летучим мышам быть настолько идеальными вирусными инкубаторами?
В странах Юго-восточной Азии, Африке и Океании летучих мышей употребляют в пищу
Заболевания, возникающие по вине летучих мышей
Как известно, летучие мыши являются естественным источником бешенства, но несмотря на эту весьма неприятную особенность, никакой угрозы для человека они не несут. Представители рукокрылых в своей среде обитания не являются опасными для людей, большая угроза для здоровья человека возникает только в случае употребления их в пищу. Вместе с тем, в некоторых странах блюда из летучих мышей считаются одними из основных национальных блюд.
Хотите быть в курсе последних новостей из области науки и современных технологий? Подписывайтесь на наши каналы в Telegram и Яндекс.Дзен.
Ученые отметили, что одной из важнейших особенностей в иммунном ответе летучих мышей является молниеносное производство сигнальной молекулы, которую принято называть интерферон-альфа, запускаемую в ответ на вирус. В то время, как белки интерферона секретируются вирус-инфицированными клетками, рядом расположенные клетки переходят в защитное состояние.
Благодаря эффективной работе иммунной системы, летучим мышам не угрожают опаснейшие вирусы и сопутствующие им заболевания
В ходе эксперимента клеточные структуры подвергались воздействию различного рода патогенных микроорганизмов, имитирующих вирусы Эбола и Марбурга. В то время как клетки обезьяны были быстро перегружены вирусной атакой, клетки летучей мыши активно сопротивлялись вирусной атаке благодаря сверхбыстрой передаче сигналов интерферона. Выяснилось, что благодаря эффективной работе сигнальных систем иммунитета, которые предотвращают гибель клеток, организм летучих мышей является устойчивой и эффективной системой в борьбе с опаснейшими вирусами. Как бы то ни было, с помощью интерферона вирусам приходится остаться в организме летучей мыши, где они вынуждены адаптироваться и развиваться, мутируя во все более сильные и заразные виды вирусов.
Поскольку эффективная иммунная система летучих мышей способна отразить вирусную атаку, сами вирусы “совершенствуются” для того, чтобы преодолеть поставленный живым организмом барьер. Затем при передаче вируса кому-либо из живых существ, иммунная система заразившегося не выдерживает натиск усилившегося вируса, что в конечном итоге приводит к развитию и распространению опаснейших заболеваний по всему миру.
Ученые отметили, что альфа-интерферон, обеспечивающий сверхбыстрый ответ защитных систем клеток организма, есть и у человека, но почему он не обладает таким же эффектом, как у представителей семейства рукокрылых, им еще только предстоит выяснить. Специалисты предполагают, что вызванная интерфероном противовирусная реакция у человека вряд ли бы несла только положительный эффект, поскольку вирусная инфекция могла бы перетекать в скрытую форму, пойдя по аналогичному пути мутаций, как и в случае с летучими мышами.
Американские исследователи изучили структуру и особенности работы белка VP35 летучих мышей из рода Myotis, ген которого происходит из генома вируса Эбола. Оказалось, что за 18 миллионов лет, которые прошли с момента заимствования гена, белок сохранил свою структуру и по-прежнему способен подавлять иммунитет. Тем не менее, как признались ученые в научной публикации в журнале Cell Reports, конкретную функцию белка VP35 в организме летучих мышей им установить не удалось.
Летучих мышей считают природным резервуаром вирусов, опасных для человека: так, они участвуют в распространении вируса лихорадки Марбург и, вероятно, лихорадки Эбола. В процессе совместной жизни летучие мыши успели позаимствовали гены у вирусов: так, несколько лет назад в геномах летучих мышей из рода Myotis (ночницы) обнаружили последовательность, родственную последовательности гена, кодирующего вирусный белок VP35. Этот белок при заражении вирусом Эбола подавляет врожденный противовирусный иммунитет, обусловленный активацией интерферонового каскада. В отсутствие VP35 вирус заражать клетки не способен. О том, что он делает в организме летучих мышей, ничего не было известно.
По оценкам специалистов, вирусный ген был позаимствован мышами около 18 миллионов лет назад. Интересно, что обычно млекопитающим достаются в наследство элементы ретровирусов, в жизненный цикл которых входит стадия интеграции в геном хозяина. Однако вирусы Эбола и Марбург относятся к другой группе РНК-вирусов и не нуждаются в этой стадии. Вероятно, ДНК-копия вирусного гена появилась в клетке и встроилась в геном в результате активности хозяйских ферментов.
Исследователи из Государственного университета штата Джорджия (США) под руководством специалиста по Эболе Кристофера Баслера (Christopher Basler) синтезировали белок VP35 ночниц и проанализировали его структуру и функциональные особенности. Оказалось, что за миллионы лет ген не сломался, как случается со многими случайно позаимствованными генами, и кодирует функциональный белок. Более того, аминокислотный состав белка указал на то, что его последовательность все это время была предметом как отрицательного, так и положительного отбора. Это означает, что в организме летучих мышей белок действительно зачем-то нужен. Структура VP35 ночницы оказалась практически идентичной структуре исходного вирусного белка.
Так как у вирусов VP35 выполняет функцию подавления активации дендритных клеток (клеток врожденного иммунного ответа) и интерферонового ответа, ученые проверили, способен ли делать то же самое мышиный белок. Оказалось, что как в клетках самих животных, так и в клетках человека мышиный VP35 подавляет активацию генов интерферонового ответа, хотя и в меньшей степени, чем вирусный белок.
Так как исследователи не смогли засечь экспрессию VP35 в различных тканях летучей мыши, они не смогли идентифицировать его точную функцию. Авторы работы только предположили, что белок играет роль в регуляции врожденного иммунитета.
Ученые из США и Сьерра-Леоне нашли новый вирус лихорадки Эбола у летучих мышей — это первый случай, когда новый вирус обнаружили у переносчика, а не у зараженного животного или человека. Описание вируса и его генома опубликовано в журнале Nature Microbiology.
Крупная эпидемия вирусной лихорадки Эбола случилась в 2013-2016 годах в странах Западной Африки, Либерии, Гвинее и Сьерра-Леоне: всего было зафиксировано свыше 28 тысяч заболевших, более 11 тысяч из них умерли. Локальные вспышки заболевания продолжаются до сих пор. Всего известно пять разновидностей эболавирусов, все они, кроме одной, заражают людей, а эпидемию 2013-2016 годов вызвала заирская разновидность, вспышка ее в Демократической республике Конго продолжается до сих пор.
Вирус, получивший название Бомбали (Bombali, сокращенно BOMV) по месту обнаружения, нашли участники американского проекта PREDICT, задача которого — поиск возбудителей заболевания до того, как те заразят людей. В рамках этого проекта с марта по сентябрь 2016 года ученые взяли пробы у 535 животных в Сьерра-Леоне, в том числе у 244 летучих мышей. Авторы говорят, что обнаружение вируса у летучих мышей укрепляет подозрения в том, что именно они могут быть природным резервуаром возбудителя заболевания.
Авторы статьи призывают не пытаться убивать летучих мышей, так как, помимо вреда для окружающей среды, это может лишь увеличить риск распространения вируса. Вместо этого они объясняли и продолжат объяснять местным жителям, как вести себя с мышами, которые распространяют вирус через слюну и фекалии — не трогать мертвых мышей, не есть еду и не пить воду, которую ели и пили мыши, не трогать их экскременты. Кроме того, в статье подчеркивается, что раньше в исследовании распространения Эболы внимание уделялось только крупным летучим мышам семейства крылановых, которые питаются фруктами, но теперь необходимо изучать и мелких насекомоядных мышей.
В конце июля американские медики рассказали историю женщины, переболевшей Эболой во время вспышки в Либерии в 2014 году — больше года она жила без каких-либо симптомов заболевания и лишь затем заразила трех членов своей семьи.
Читайте также: