Вирус и человек конкуренция
Обновлено: 25.04.2024
Обзор
Автор
Редакторы
Обратите внимание!
Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.
Эволюция и происхождение вирусов
В 2007 году сотрудники биологического факультета МГУ Л. Нефедова и А. Ким описали, как мог появиться один из видов вирусов — ретровирусы. Они провели сравнительный анализ геномов дрозофилы D. melanogaster и ее эндосимбионта (микроорганизма, живущего внутри дрозофилы) — бактерии Wolbachia pipientis. Полученные данные показали, что эндогенные ретровирусы группы gypsy могли произойти от мобильных элементов генома — ретротранспозонов. Причиной этому стало появление у ретротранспозонов одного нового гена — env, — который и превратил их в вирусы. Этот ген позволяет вирусам передаваться горизонтально, от клетки к клетке и от носителя к носителю, чего ретротранспозоны делать не могли. Именно так, как показал анализ, ретровирус gypsy передался из генома дрозофилы ее симбионту — вольбахии [7]. Это открытие упомянуто здесь не случайно. Оно нам понадобится для того, чтобы понять, чем вызваны трудности борьбы с вирусами.
Из давних письменных источников, оставленных историком Фукидидом и знахарем Галеном, нам известно о первых вирусных эпидемиях, возникших в Древней Греции в 430 году до н.э. и в Риме в 166 году. Часть вирусологов предполагает, что в Риме могла произойти первая зафиксированная в источниках эпидемия оспы. Тогда от неизвестного смертоносного вируса по всей Римской империи погибло несколько миллионов человек [8]. И с того времени европейский континент уже регулярно подвергался опустошающим нашествиям всевозможных эпидемий — в первую очередь, чумы, холеры и натуральной оспы. Эпидемии внезапно приходили одна за другой вместе с перемещавшимися на дальние расстояния людьми и опустошали целые города. И так же внезапно прекращались, ничем не проявляя себя сотни лет.
Вирус натуральной оспы стал первым инфекционным носителем, который представлял действительную угрозу для человечества и от которого погибало большое количество людей. Свирепствовавшая в средние века оспа буквально выкашивала целые города, оставляя после себя огромные кладбища погибших. В 2007 году в журнале Национальной академии наук США (PNAS) вышла работа группы американских ученых — И. Дэймона и его коллег, — которым на основе геномного анализа удалось установить предположительное время возникновения вируса натуральной оспы: более 16 тысяч лет назад. Интересно, что в этой же статье ученые недоумевают по поводу своего открытия: как так случилось, что, несмотря на древний возраст вируса, эпидемии оспы не упоминаются в Библии, а также в книгах древних римлян и греков [9]?
Строение вирусов и иммунный ответ организма
Рисунок 1. Первооткрыватель вирусов Д.И. Ивановский (1864–1920) (слева) и английский врач Эдвард Дженнер (справа).
Почти все известные науке вирусы имеют свою специфическую мишень в живом организме — определенный рецептор на поверхности клетки, к которому и прикрепляется вирус. Этот вирусный механизм и предопределяет, какие именно клетки пострадают от инфекции. К примеру, вирус полиомиелита может прикрепляться лишь к нейронам и потому поражает именно их, в то время как вирусы гепатита поражают только клетки печени. Некоторые вирусы — например, вирус гриппа А-типа и риновирус — прикрепляются к рецепторам гликофорин А и ICAM-1, которые характерны для нескольких видов клеток. Вирус иммунодефицита избирает в качестве мишеней целый ряд клеток: в первую очередь, клетки иммунной системы (Т-хелперы, макрофаги), а также эозинофилы, тимоциты, дендритные клетки, астроциты и другие, несущие на своей мембране специфический рецептор СD-4 и CXCR4-корецептор [13–15].
Одновременно с этим в организме реализуется еще один, молекулярный, защитный механизм: пораженные вирусом клетки начинают производить специальные белки — интерфероны, — о которых многие слышали в связи с гриппозной инфекцией. Существует три основных вида интерферонов. Синтез интерферона-альфа (ИФ-α) стимулируют лейкоциты. Он участвует в борьбе с вирусами и обладает противоопухолевым действием. Интерферон-бета (ИФ-β) производят клетки соединительной ткани, фибробласты. Он обладает таким же действием, как и ИФ-α, только с уклоном в противоопухолевый эффект. Интерферон-гамма (ИФ-γ) синтезируют Т-клетки (Т-хелперы и (СD8+) Т-лимфоциты), что придает ему свойства иммуномодулятора, усиливающего или ослабляющего иммунитет. Как именно интерфероны борются с вирусами? Они могут, в частности, блокировать работу чужеродных нуклеиновых кислот, не давая вирусу возможности реплицироваться (размножаться).
Причины поражений в борьбе с ВИЧ
Тем не менее нельзя сказать, что ничего не делается в борьбе с ВИЧ и нет никаких подвижек в этом вопросе. Сегодня уже определены перспективные направления в исследованиях, главные из которых: использование антисмысловых молекул (антисмысловых РНК), РНК-интерференция, аптамерная и химерная технологии [12]. Но пока эти антивирусные методы — дело научных институтов, а не широкой клинической практики*. И потому более миллиона человек, по официальным данным ВОЗ, погибают ежегодно от причин, связанных с ВИЧ и СПИДом.
Подобный вирусный механизм характерен не только для ВИЧ. Он описан и при инфицировании некоторыми другими опасными вирусами: такими, как вирусы Денге и Эбола. Но при ВИЧ антителозависимое усиление инфекции сопровождается еще несколькими факторами, делая его опасным и почти неуязвимым. Так, в 1991 году американские клеточные биологи из Мэриленда (Дж. Гудсмит с коллегами), изучая иммунный ответ на ВИЧ-вакцину, обнаружили так называемый феномен антигенного импринтинга [23]. Он был описан еще в далеком 1953 году при изучении вируса гриппа. Оказалось, что иммунная система запоминает самый первый вариант вируса ВИЧ и вырабатывает к нему специфические антитела. Когда вирус видоизменяется в результате точечных мутаций, а это происходит часто и быстро, иммунная система почему-то не реагирует на эти изменения, продолжая производить антитела к самому первому варианту вируса. Именно этот феномен, как считает ряд ученых, стоит препятствием перед созданием эффективной вакцины против ВИЧ.
Открытие биологов из МГУ — Нефёдовой и Кима, — о котором упоминалось в самом начале, также говорит в пользу этой, эволюционной, версии.
Сегодня не только ВИЧ представляет опасность для человечества, хотя он, конечно, самый главный наш вирусный враг. Так сложилось, что СМИ уделяют внимание, в основном, молниеносным инфекциям, вроде атипичной пневмонии или МЕRS, которыми быстро заражается сравнительно большое количество людей (и немало гибнет). Из-за этого в тени остаются медленно текущие инфекции, которые сегодня гораздо опаснее и коварнее коронавирусов* и даже вируса Эбола. К примеру, мало кто знает о мировой эпидемии гепатита С, вирус которого был открыт в 1989 году**. А ведь по всему миру сейчас насчитывается 150 млн человек — носителей вируса гепатита С! И, по данным ВОЗ, каждый год от этой инфекции умирает 350-500 тысяч человек [33]. Для сравнения — от лихорадки Эбола в 2014-2015 гг. (на состояние по июнь 2015 г.) погибли 11 184 человека [34].
* — Коронавирусы — РНК-содержащие вирусы, поверхность которых покрыта булавовидными отростками, придающими им форму короны. Коронавирусы поражают альвеолярный эпителий (выстилку легочных альвеол), повышая проницаемость клеток, что приводит к нарушению водно-электролитного баланса и развитию пневмонии.
Рисунок 8. Электронная микрофотография воссозданного вируса H1N1, вызвавшего эпидемию в 1918 г. Рисунок с сайта phil.cdc.gov.
Почему же вдруг сложилась такая ситуация, что буквально каждый год появляются новые, всё более опасные формы вирусов? По мнению ученых, главные причины — это сомкнутость популяции, когда происходит тесный контакт людей при их большом количестве, и снижение иммунитета вследствие загрязнения среды обитания и стрессов. Научный и технический прогресс создал такие возможности и средства передвижения, что носитель опасной инфекции уже через несколько суток может добраться с одного континента на другой, преодолев тысячи километров.
ТАСС, 16 декабря. Наблюдения за здоровьем 44 тысяч британцев, страдавших от острых респираторных инфекций, раскрыли закономерность - заражение гриппом резко снижает вероятность подхватить простуду и наоборот. Возможные причины этого были отражены в публикации в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Мы предполагаем, что респираторные вирусы сражаются за ресурсы примерно так же, как это делают африканские гиены и львы. Они могут делать это как напрямую, проникая в одни и те же клетки, так и благодаря тому, что особенности в реакции иммунитета на появление одного вируса будет мешать второму попадать в организм", - прокомментировала Сема Никбакш, вирусолог из Университета Глазго (Великобритания).
Вирусы гриппа и простуды имеют несколько общих черт в характере их распространения и эволюции. В частности, они поражают человека и животных примерно в одно и то же время года и от них не существует вакцин и лекарств. И тот, и другой быстро мутируют, порождая тысячи новых вариаций вирусов каждый сезон.
В последние годы ученые активно изучают характер развития и секреты работы и того, и другого патогена, пытаясь найти те части вируса, которые бы почти не менялись в процессе эволюции и были крайне важны для размножения. Один подобный сегмент был найден в генетическом коде вируса гриппа. Его атакует "Балоксавир" - лекарство, подавляющее гриппозную инфекцию в значительном числе случаев, отмечается в журнале.
Никбакш и ее коллеги открыли еще одну связь между гриппом и простудой, анализируя данные, которые собирали здравоохранительные службы двух крупных шотландских городов, Глазго и Клайда, на протяжении последних девяти лет.
Борьба за выживание
Ученые заинтересовались двумя вещами - какие респираторные вирусы были больше всего распространены в разные месяцы года и как эпидемия, порожденная одним из них, может влиять на распространение других патогенов. Помимо гриппа и простуды в этот список вошли девять других распространенных вирусов, поражающих органы дыхания человека.
Анализ медицинских данных раскрыл несколько закономерностей. В частности, ученые выяснили, что если взять все вирусные инфекции, то окажется, что вирусы одинаково часто поражают человека во все времена года, а не только зимой или осенью. Кроме того, вирусологи обнаружили тренд, указывавший на то, что активность вирусов простуды и гриппа была связана между собой. Он выражался в том, что число заражений простудой резко снижалось во времена эпидемий гриппа, и наоборот - вспышки простуды "мешали" гриппу поражать новых жертв.
В частности, гриппозные больные на 70% реже страдали от простуды, чем носители других острых респираторных инфекций или прочие пациенты британских клиник, и наоборот - заражение простудой уменьшало вероятность подхватить грипп на сопоставимые величины. Как именно вирусы подавляют друг друга, ученые пока не знают.
В ближайшее время команда Никбакш планирует исследовать, как именно это происходит, наблюдая за тем, как оба вируса пытаются одновременно проникнуть в организм подопытных животных. Это не только раскроет механизмы конкуренции между инфекциями, но и поможет понять, как можно использовать эпидемии гриппа или простуды для предсказания вспышек их "конкурента", заключают авторы статьи.
Микрофотография вируса гриппа / © Cynthia Goldsmith
На бытовом уровне мы далеко не всегда способны различить грипп, простуду, вызванную бактериальными инфекциями, и ОРВИ, то есть респираторное заболевание, причиной которого послужили вирусы, такие как риновирус. На самом деле, все это разные болезни со своими механизмами развития, прогнозами, степенью опасности, методами лечения и профилактики.
Более ранние наблюдения медиков позволили предположить, что обычные простудные заболевания реже встречаются в сезон гриппа — и наоборот. Исследование, опубликованное командой ученых из Университета Глазго в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, впервые обладает должным уровнем доказательности, чтобы убедиться в этом как на уровне популяции, так и в случае каждого конкретного больного.
За девять лет авторы протестировали образцы 36 157 пациентов с респираторными заболеваниями. В 35% случаев ОРЗ был вирусной природы, а в 8% из этих 35% вирус был более чем одного вида.
Риновирус — виновник более легких (относительно гриппа) простудных заболеваний, часто случающихся в холодное время года. Ученые сравнивают взаимодействие этих групп вируса с борьбой хищников за ресурсы.
Пока невозможно сказать, какова точная причина наблюдаемых корреляций. Также ограничением исследования можно назвать то, что все наблюдения были сделаны у уже заболевших людей, поэтому неизвестно, как поведут себя вирусы, одновременно попавшие в один организм, не имевший признаков болезни на тот момент.
В дальнейшем ученые надеются выяснить, как именно взаимодействуют респираторные вирусы. Понимание этих механизмов и того, как определенные вирусные инфекции могут способствовать развитию или угнетению друг друга, поможет лучше бороться с болезнями. Кроме того, эти знания, возможно, позволят лучше понимать, почему разные вирусы циркулируют в разные времена года или почему они по-разному влияют на возрастные группы и системы организма.
Важно, что специфические взаимодействия существуют не только между риновирусом и гриппом типа А. Команда обнаружила и другие пары среди исследованных ими 11 видов респираторных вирусов. Правда, настолько сильных антагонистов больше не встретилось. Но это показывает, что это не уникальная реакция, а значит, есть вероятность других интересных и важных находок подобного рода.
Кроме непосредственного взаимодействия внутри организма, на уровне популяции волна заражения одним видом инфекции может поспособствовать тому, что люди, будучи на больничном, пересидят дома волну другого заболевания, и, следовательно, снизится уровень заражения им.
К сожалению, говорить о том, что одна инфекция полностью защитит именно вас от другой, было бы некорректно. Авторы обращают внимание читателей на то, что их данные — это средние риски, посчитанные для очень большой выборки, так что отдельный незадачливый человек вполне имеет шанс получить и то, и другое.
В более ранних исследованиях ученые выяснили, что вирус простуженной беременной может заразить плод, и разработали новый способ обнаружения онкогенных вирусов и бактерий.
Нужна ли вакцинация от COVID-19? Какую вакцину предпочесть? Чем отличаются антитела, которые вырабатываются в результате болезни от тех, которые должны появиться после вакцинации? Надолго ли они вас защитят и защитят ли? Об этом – наш разговор с Петром Михайловичем Чумаковым, главным научным сотрудником Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта Российской академии наук, членом-корреспондентом РАН.
– Многие думают, что импортные вакцины априори лучше отечественных. Действительно ли это так или наши вакцины ничем не уступают?
Что касается зарубежных аналогов. Действительно, мы часто относимся с пиететом ко всему, что выходит с Запада. Но там есть тоже очень много проблем – и организационных, и медицинских.
– В принципе, ничего страшного в этом нет. Если учесть экономический аспект, надо понимать, что эти тесты довольно дорогие. Если их проводить всем поголовно, процедура значительно подорожает. Есть ли в этом смысл с точки зрения медицинской? Здесь тоже нет однозначного ответа. Во-первых, любой тест дает ошибки. Может быть, человек и не переболел, но у него проявился ложнопозитивный результат или, наоборот, человека переболел, но тест ничего не показывает. Поэтому я думаю, что в любом случае следует прививаться, даже если человек переболел, особенно в легкой форме.
– А если в тяжелой?
– Если он переболел в тяжелой форме, наверное, надо подождать. Сейчас пока нет надежных данных о том, что можно серьезно заболеть после перенесенного заболевания повторно. Думаю, что тем, кто действительно переболел, не стоит сейчас вакцинироваться. Всем остальным, которые сомневаются, даже если они не тестировались, надо прививаться.
– Но ведь прививка может быть бесполезной, если у человека, например, высокие иммуноглобулины класса G. Зачем же подвергать свой организм лишней нагрузке? Все-таки вакцинация – это не витамин выпить.
– Если у вас был какой-то уровень антител, а вы сделаете прививку, это в иммунологии называется буст – мощное добавление антигена уже на фоне того, что был первичный ответ. При этом очень сильно поднимется уровень антител. Ничего плохого в этом нет. Никакой опасности это не представляет, но возможно защита будет более длительной.
— Многие боятся такого тяжелого осложнения вакцинации, как антителозависимое усиление инфекции (ADE). Что это за состояние и как себя от него застраховать?
– Следующий важный для многих вопрос. Люди записываются на тестирование антител в обычной районной поликлинике и видят следующую информацию: вы можете таким образом проверить, болели вы, в том числе бессимптомно, или болеете сейчас. Но вы не можете выяснить уровень антител в результате вакцинации. Возникает вопрос: почему? Это что, какие-то разные антитела?
– То есть этот класс антител не вырабатывается в результате вакцинации?
– Мы знаем, что антитела вырабатываются не всегда и не у всех как в результате болезни, так и в результате вакцинации. Есть люди невосприимчивые как к вакцинации, так и вообще к определенным вирусам. И вот, допустим, человек прошел вакцинацию, антитела у него не выработались. Какой ему из этого делать вывод – что он по-прежнему не защищен перед болезнью и ему надо принимать какие-то меры или, наоборот, он защищен и этот вирус ему не грозит?
– Именно другой?
– Той же самой вакциной не стоит прививаться, потому что уже есть антитела к аденовирусу, и, возможно, эта прививка не будет эффективной. Ведь титр антител к аденовирусному вектору вскоре после прививки будет очень большим, и это может помешать вакцинации. Но все люди разные, и иммунная система реагирует на всё по-разному. У некоторых во время вакцинации могли быть сопутствующие заболевания, на которые не обратили внимания, но которые помешали образованию антител. Конечно, об этом нельзя забывать. Это еще касается часто болеющих, ослабленных людей, людей пожилого возраста, у которых и иммунная система также не на высоте. Наверное, в этом случае имеет смысл узнать, насколько хорошо образовались антитела.
Второй аспект – если прошло достаточно много времени после вакцинации, и антитела упали и даже не обнаруживаются. Это тоже мало о чем говорит. Обычно после вакцинации, даже после перенесенного заболевания уровень антител вначале подымается, но затем падает, но в высоких уровнях и нет необходимости. Если бы не было такого снижения, у нас в крови были бы сплошные антитела от всех перенесенных столкновений с антигенами.
Низкие уровни антител спустя время не означают, что человек не защищен, потому что у него остаются клетки памяти, которые хранят информацию об этих антителах. И как только человек сталкивается с вирусом повторно, они начинают очень быстро размножаться и продуцировать эти антитела. Инкубационный период, который всегда бывает при заражении, обычно достаточен для того, чтобы за это время наработалось нужное количество антител.
Хотя многое еще неизвестно. Например, непонятно, что будет, если человек столкнулся с огромной дозой вируса? Поможет ли вакцинация преодолеть имеющийся антительный барьер? Может быть, и нет. Но я думаю, в любом случае человек перенесет заболевание в более легкой форме.
– В каком случае человеку нужно принимать решение, что, пожалуй, стоит попробовать вакцинироваться другой вакциной, поскольку антитела низкие?
– Если через 45-60 дней после вакцинации антитела все равно низкие или их нет, наверно, надо прививаться другой вакциной. Из тех, что я бы сейчас рекомендовал, это вакцина центра им. М.П. Чумакова.
– А для себя вы какую выбрали вакцину или пока что обходитесь теми неспецифическими средствами профилактики, которые вслед за своими замечательными родителями продолжаете разрабатывать?
– Вы думаете, гриппа не было потому, что маски носили, а не потому что грипп и ковид – конкурирующие вирусы?
– Ну, какая тут конкуренция! Если бы, предположим, этот вирус широко циркулировал и у большинства людей не вызывал болезненных симптомов, то да, наверное, это была бы конкуренция. А в данном случае человек, сталкиваясь с вирусом, в большинстве случаев болеет. Поэтому я не думаю, что это конкуренция. Скорее всего, решающую роль тут сыграли меры предосторожности – и дистанционность, и отсутствие близких контактов, и маски. Всё это привело к тому, что гриппа в этом году практически нет.
— Сергей Викторович, правда ли, что гибридный иммунитет, то есть когда человек и переболел, и был вакцинирован, лучше защищает от коронавируса?
— Сейчас появляются научные работы, где описано сочетание разных типов иммунитета, причем в разной последовательности. Одна из таких работ — исследование корейских ученых 1 , которые рассмотрели разные варианты гибридного иммунитета: сначала переболеть, потом вакцинироваться; сначала вакцинироваться, потом переболеть; а затем еще и сделать разные вакцины.
Судя по всему, гибридный иммунитет действительно будет более надежным. Дело в том, что все вакцины рассчитаны на то, чтобы антитела появились только к белку S: они либо его содержат, либо индуцируют его синтез, в то время как в ходе естественной инфекции антитела появляются к самым массовым белкам вируса (а не только к белку S), например к белку нуклеопротеина. Кроме того, небольшое количество антител появляется и к мембранному белку, к белку оболочки. Поэтому такой иммунитет более эффективен по своему спектру воздействия.
В то же время известно, что естественный иммунитет в ответ на реальную коронавирусную инфекцию SARS-CoV-2 — недолговременный, его напряженность довольно быстро падает, поэтому после болезни полезно произвести вакцинацию; эффект от нее будет существенно сильнее, уровень антител станет намного больше. Это проверено, в том числе и на себе. А лучше всего иметь комплексный, или гибридный, иммунитет в обратном порядке: сначала привиться, потом переболеть и за счет вакцинации гораздо легче перенести коронавирусную инфекцию.
— Много ли известно повторных случаев заболевания COVID-19? Насколько это распространенное явление?
— Как эволюционируют вирусы? Они становятся сложнее?
— Если коротко, не сложнее: они просто становятся немного другими. У вирусов для того, чтобы они выжили в высококонкурентной среде, слабо работает механизм коррекции генома. Например, в высших организмах, таких как мы с вами, этот механизм работает четко, то есть закрепляется очень мало мутаций, именно поэтому мы живем по сравнению с некоторыми другими представителями животного мира довольно долго. При этом у нас в основном весьма высокая жизненная активность — и мозговая, и двигательная. Ау вирусов высокий уровень мутаций — один из способов выживания. Если бы они не менялись, как не менялись некоторые известные нам вирусы (например, кори, паротита), они бы не вызывали эпидемий. Некоторые вирусы вызывают эпидемии именно за счет того, что все время возникают их новые и новые варианты, которые в сопоставлении со старыми обладают какими-то преимуществами, а прежние вакцины, как в случае вируса гриппа, перестают быть эффективными.
Мутация — это то, что вызывает эволюцию многих вирусов. Конечно, до вируса гриппа коронавирусу далеко: у гриппа мутации происходят почти в десять раз быстрее. А есть, например, вирусы типа вирусов кори, паротита, краснухи, которые, наоборот, меняются очень медленно, и поэтому вакцины против них работают уже полвека. Жаль, что с коронавирусом нам не повезло: это относительно быстро эволюционирующий вирус.
— Получается, что под каждый новый штамм нужно создавать свою собственную вакцину?
Информация предоставлена С.В. Нетесовым.
Вторая категория людей, у которых они накапливаются, — это больные лейкозом, находящиеся на специальной химиотерапии с подавлением иммунитета. У них врачи видят ту же самую или очень схожую картину. На эту тему есть научные публикации: например, в Великобритании было два таких пациента, у каждого из которых коронавирус циркулировал более полугода.
— Тогда это уже хронический коронавирус?
— Да, это хронический вариант, он становится таковым, если его специально не лечить. Когда у пациентов с лейкозом обнаружили такое течение инфекции, им временно отменили иммуноподавляющую терапию и, наоборот, дали вещества, которые усиливают противовирусный иммунитет, и тогда они вылечились от коронавируса. Похожие случаи также были в Калифорнии, это тоже описано. Есть чего бояться и России: у нас около миллиона ВИЧ-инфицированных, а значит, тоже могут возникать новые варианты SARS-CoV-2. Поэтому состояние ВИЧ-инфицированных людей с коронавирусной инфекцией стоит отслеживать особенно пристально.
— Известно ли, как коронавирус влияет на злокачественные опухоли? Может ли он, например, увеличить или, напротив, уменьшить размер опухоли?
— Лично я таких публикаций не встречал, но, исходя из логики, по аналогии с другими вирусами вряд ли заражение коронавирусом будет стимулировать опухоль. Опухолевые клетки, как правило, дефектны по клеточным компонентам иммунитета, поэтому вирусы их заражают гораздо легче. Вообще, на первом этапе развития вирусологии, когда ученые размножали вирусы, они делали это как раз на раковых клетках, взятых у больных, ведь на здоровых клетках вирусы почти не размножались. Думаю, раковому больному инфекция сильно не повредит (ведь коронавирусы через свое размножение в раковых клетках их скорее всего разрушат и уж точно не будут стимулировать их размножение), если только у него нет сильного иммунодефицита, вызванного опухолью либо лечебными препаратами.
— Меняет ли коронавирус геном человека?
— Таких случаев не зафиксировано, и, честно говоря, этого никто не ожидает, потому что коронавирус имеет РНК-геном. А геном человека — это ДНК-геном, и для того, чтобы в нем что-то изменить, необходимо, чтобы этот вирус, во-первых, имел ДНК, а во-вторых, попал в ядро клетки человека, но он, как известно, в ядре не размножается. Нужны два условия, чтобы вирус изменил наш геном: первое — РНК-вирусы превратить в ДНК, второе — поместить вирус в ядро человеческой клетки. Хотя даже с учетом этих условий вероятность внесения каких-то изменений в нашу ДНК вирусом, геном которого никак не реплицируется человеческими ферментами, практически нулевая. Так что лично я не думаю, что нечто подобное происходит, потому что это противоречит естественным процессам функционирования человеческой клетки, ее размножению. В то же время коронавирус может поражать и разрушать очень важные виды клеток, и вот тогда становятся ясными причины различных постковидных осложнений.
— Как давно человечеству известны коронавирусы?
— Первые коронавирусы, правда, не человека, а домашних птиц (вирусы инфекционного бронхита птиц — очень экономически значимые патогены), были открыты еще в 1930-х гг. Лишь через 30 лет были обнаружены респираторные коронавирусы человека: в 1965 г. это открытие было сделано благодаря электронным микроскопистам в Великобритании. Позднее были выявлены еще несколько коронавирусов человека. В результате сейчас известны, по крайней мере, четыре разновидности коронавирусов, которые были и остаются нашими патогенами уже несколько сотен лет. Просто раньше их не умели детектировать.
Люди часто жалуются, что эпидемий у нас стало гораздо больше. На самом деле это не эпидемий стало больше, а мы стали больше знать об этих патогенах. Ведь не зря древние говорили. что знания умножают печали. В XIX в. были известны в основном только две инфекционные болезни — чахотка и дизентерия. Потом оказалось, что чахотка — это не только туберкулез, а целый ряд простудных заболеваний, которые вызываются вирусами или бактериями типа пневмококков, менингококков и других. Поэтому люди начали изобретать вакцины, и этих заболеваний стало меньше.
Для того чтобы действительно оценить достижения человечества в области борьбы с инфекциями, советую почитать хотя бы биографию Петра I и посмотреть, в каком возрасте и от чего умерли его дети. Вы увидите, что практически 80% детей в то время умирали, не достигнув совершеннолетия. То же самое касается детей других русских царей, а также императоров европейских стран. Да что там далеко ходить: узнайте у своих бабушек, прабабушек, рожавших вначале XX в., сколько у них было детей и сколько дожили до совершеннолетия. Это все было в эпоху, когда люди не знали самого главного — причин заболевания. У нас же сейчас дела обстоят совсем не плохо, и если женщина рожает двух детей, то они, как правило, совершенно спокойно доживают до совершеннолетия. Поэтому мы должны ценить достижения медицины и других наук, которые позволяют нам, во-первых, не быть свидетелями того, как 80% наших детей умирают, во-вторых, самим жить достаточно долго. Вы знали, например, что в Африке есть несколько стран, в которых до сих пор нет национального календаря прививок? Так вот, средняя продолжительность жизни мужчины там — 43-45 лет. А в нашей стране — почти 70 лет. И это, как считают специалисты ВОЗ, достижение как вакцинопрофилактики, так и, конечно, еще одного технического достижения: систем очистки и обеззараживания питьевой воды. Как результат последнего — люди намного меньше болеют желудочно-кишечными инфекциями. Все эти достижения нужно ценить, а также понимать, что вирусы живут с нами очень давно.
— Насколько давно?
— Сколько живет человечество, столько существуют и вирусы. Есть несколько гипотез их возникновения. Одна из них, на мой взгляд, наиболее правдоподобная, состоит в том, что вирусы отпочковались от клеток высших организмов. Некоторые из них даже содержат в себе такие метки — кусочки ДНК, которые были в митохондриях или хромосомах человека. Это так называемая деградационная гипотеза, где вирус — это отколовшийся кусочек генома живого организма, гораздо более сложно организованного.
Многие инфекции передались нам от животных путем адаптации вирусов животных к организму человека. Истории происхождения некоторых человеческих вирусов сегодня уже довольно достоверно отслежены. Например, всем известный вирус кори — видимо, дальний родственник вируса чумы крупного рогатого скота. Во-первых, у них есть сходство в строении генома, во-вторых, в дикой природе прослеживаются разные промежуточные варианты, которые говорят о том, что они явно имеют общего предка. Таким образом, по мере приручения разных животных мы получали от них вирусы. Есть гипотезы, что вирус гепатита С, например, передался людям от лошадей или собак. Есть еще другие вирусы (например, герпеса), которые, вероятнее всего, передались нам от обезьян. Вирусы растений к человеку не переходят, а вот вирусы животных, особенно млекопитающих,— весьма возможный случай.
Основные симптомы варианта "омикрон":
● першение в горле (обычно проходит при обильном питье и приеме лекарств), нередко без кашля, но бывает и с кашлем;
● заложенность носа и жидкие выделения из носа — необычно для других вариантов;
● частые кашель и чихание;
● сильная слабость и усталость; могут длиться от двух до десяти дней.
● ломота в теле — несколько дней; .
● головная боль — иногда сильная, иногда пульсирующая.
Почти все эти симптомы необычны для коронавирусной инфекции варианта "дельта".
У привитых менее шести месяцев назад симптомы и тяжесть легче.
Информация предоставлена С.В. Нетесовым.
— Почему вирусы успешно прижились и так хорошо чувствуют себя на нашей планете?
— Им с нами не так уж хорошо живется, потому что мы с ними боремся, и чем дальше, тем сильнее. На самом деле вирусы (это, кстати, может быть справедливо в отношении некоторых животных) способны даже давать какие-то определенные преимущества своим носителям. Например, в одной из работ описаны особенности поведения клещей, зараженных и не зараженных вирусом клещевого энцефалита 2 . Оказалось, что клещи, зараженные вирусом, более активны, то есть вирус им дает какое-то физиологическое преимущество. Не надо приписывать вирусам только плохое, особенно учитывая, что некоторые из них могут помочь в борьбе с раком. В этом случае в отношении целого ряда вирусов вопрос нужно ставить совсем по-другому: возможно, мы живем так долго потому, что у нас периодически происходят вирусные инфекции, которые уничтожают раковые клетки? В каждом плохом есть что-то хорошее.
— Кстати, ведь есть гипотеза о том, что рак сам по себе имеет вирусную природу и что можно изобрести вакцину от рака. Насколько это реально?
— Первым эту теорию выдвинул советский ученый Л.А. Зильбер (основоположник советской медицинской вирусологии, создатель первой в СССР вирусной лаборатории, был трижды репрессирован. — Примеч. ред.). Он написал об этом первую книгу, находясь в тюрьме. Его книги (Зильбер Л.А. Вирусная теория происхождения злокачественных опухолей. М., 1946; Зильбер Л.А., Ирлин И.С., Киселев Ф.П. Эволюция вирусо-генетической теории возникновения опухолей. М.: Наука, 1975) прошли много трудностей и, в конце концов, были изданы. Благодаря им сегодня мы знаем несколько вирусов, вызывающих рак. Это, в частности, вирусы гепатита С, гепатита В, папилломавирус человека. Кроме того, тот же самый вирус ВИЧ фактически вызывает рак, поражая некоторые клетки иммунной системы.
Сейчас развивается направление лечения рака с помощью вирусов. Я заведую лабораторией, которая занимается как раз этим, а именно — применением препаратов на основе аденовирусов.
— Расскажите, пожалуйста, подробнее о своих исследованиях в этой области.
— Но почему именно вирусы были выбраны как средство противораковой терапии?
— Потому что существующие методы терапии раковых опухолей, к сожалению, подошли к своеобразному кризису: ничего принципиально нового не появляется, а имеющиеся средства лечения — весьма жесткие и нередко малоэффективные. То, что вирусы могут уменьшать или даже полностью ликвидировать опухоли, было замечено еще в начале XX в. Правда, систематических исследований на эту тему не было, они начали появляться только четверть века назад.
Мы начали эти исследования в Новосибирском государственном университете 12 лет назад. Моя лаборатория занимается аденовирусами, которые вызывают легкую простуду. Можно перестроить и модернизировать их геномы таким образом, что они будут с большой эффективностью уничтожать раковые клетки, не затрагивая нормальные.
Это направление очень трудоемкое и непростое по своей сути, но оно открывает принципиально новые возможности в лечении рака. Думаю, рано или поздно эти исследования дадут очень приличные результаты, тем более что некоторые препараты показывают их уже сейчас. Главный критерий при лечении рака — годовая выживаемость: это значит, что, когда вы применили препарат, нужно подождать год и посмотреть, что произойдет с теми пациентами, которые получили препарат, и теми, которым его не принимали.
— В геноме человека изначально в небольшом количестве присутствуют так называемые эндогенные ретровирусы. Для чего они нужны?
— Этот вопрос не ко мне, поскольку я не специализируюсь на ретровирусах. Могу лишь сказать, что в человеческой ДНК содержатся лишь фрагменты ретровирусов, а не вирусы целиком. Эти фрагменты — показатели того, что у нас в геномах были переносы генов, потому что ретровирусы могут переносить гены из одного организма в другой. Вполне возможно, что часть эволюции нашего генома как раз и проходила в результате обмена такими вирусами с другими людьми. Так что гипотеза о том, что вирусы помогают нашей эволюции, вполне разумна и жизнеспособна. Но, как вы понимаете, это процесс очень длительный.
Все говорят, что Великобритания снимает ограничения. Так там привито почти 80% людей! Там болеют в основном невакцинированные, которых все уже устали убеждать в том, что надо вакцинироваться. А у нас ситуация совсем другая: в России двумя дозами на 1 февраля 2022 г. привито всего 47% населения. Так что нам нужно включать разум и принимать все меры, чтобы обезопасить себя, в том числе с помощью вакцин.
1. Ji-Young Hwang, Yunhwa Kim, Kyung-Min Lee, Eun Jeong Jang, Chang-Hoon Woo, Chang-Ui Hong, Seok Tae Choi, Sivilay Xayaheuang, Jong Geol Jang, June Hong Ahn, Hosun Park. Humoral and cellular responses to COVID-19 vaccines in 2 SARS-CoV-2 infection-naïve and -recovered Korean individuals // Vaccines. 2022. In press
2. Katrin Liebig, Mathias Boelke, Domenic Grund, Sabine Schicht, Andrea Springer, Christina Strube, Lidia Chitimia‐Dobler, Gerhard Dobler, Klaus Jung, Stefanie Becke. Tick populations from endemic and non‐endemic areas in Germany show differential susceptibility to TBEV // Nature, 2020.
Фото на главной странице сайта: Наука в Сибири. Фото в тексте: предоставлено С.В. Нетесовым.
Читайте также: