Эпидемия будущего
Откуда может прийти болезнь Х, которая вызовет новую, более летальную пандемию
На последнем заседании Всемирного экономического форума в Давосе представили специальный доклад, посвященный загадочной болезни Х. Так ВОЗ решила назвать потенциальную инфекцию, которая может поразить человечество и вызвать новую пандемию, по уровню летальности в разы превосходящую предыдущую. Пока это гипотетический сценарий, но эпидемиологи и инфекционисты постоянно повторяют, что избежать эпидемий нам не удастся, инфекции были и будут, это неотъемлемая часть природы, которая еще недостаточно изучена.
Участники сессии в Давосе обсудили возможные источники угрозы и необходимые усилия для ее предотвращения. Вместе с врачами и эпидемиологами «Новая-Европа» разбирается, откуда может прийти новая эпидемия и что нам с этим делать.
По словам известного российского эпидемиолога Виктора Малеева, из всех возбудителей инфекций человека нам известно не более 5%. Но мы упорно пытаемся воздействовать на природу, не представляя последствий. Это значит, что и природа не оставит нас в покое: неизбежно будут появляться новые возбудители разной степени тяжести, которые могут вызвать пандемию.
Рецепт пандемии
Наибольшие опасения вызывают вирусы. По оценкам ученых, сегодня в естественной среде свыше полутора миллионов еще не описанных вирусов, и половина из них имеют все шансы проникнуть в человеческую популяцию.
Особенность вируса в том, что он не может размножаться вне клетки, поэтому постоянно «ищет» хозяина — это необходимо для выживания вида. Иногда вирус меняет хозяина, преодолевая межвидовой барьер: именно так человек познакомился с вирусом гриппа и коронавирусом. Интересно, что лишь немногим более 20% вирусов, присутствующих в организме человека, являются исключительно «человеческими», остальные пришли из животного мира.
Большинство недавних пандемий были вызваны как раз вирусами, перешедшими от животных и способными к межвидовой передаче: это вирусы Эбола, Зика и три коронавируса — SARS (вызывающий атипичную пневмонию), MERS (ближневосточный коронавирус) и всем известный SARS-CoV-2, возбудитель COVID-19.
Впрочем, максимально реализовать свой разрушающий потенциал смог только последний. Почему? Возможно, потому что он соединил в себе необходимые параметры.
Во-первых, пандемийным возбудителем стал РНК-вирус, который в принципе склонен быстро мутировать, что позволяет ему постоянно ускользать от иммунного ответа. Во-вторых, он пришел из живой природы и имеет промежуточного хозяина — это позволило SARS-CoV-2 легко распространяться через рынки дичи в человеческую популяцию. Кроме того, вирус передается самым эффективным путем — воздушно-капельным. А его носители были заразны еще до появления симптомов. Добавьте сюда отсутствие вакцины (на первых порах) и лекарства (а создание противовирусных препаратов намного сложнее, чем антибактериальных) — и вот вам рецепт, как стать великим и ужасным патогеном Х.
«Сегодня для распространения вирусов созданы идеальные условия: глобализация привела к тому, что за пару дней человек из далекой африканской или азиатской деревни, заразившись от местного животного, может добраться до города с десятками миллионов населения, где тесные контакты неизбежны, — объясняет Виктория Доронина, ассистент кафедры науки факультета образования Манчестерского городского университета (Manchester Metropolitan University). — В этот раз нам просто повезло: вирус, приведший к COVID-19, распространялся и мутировал не очень быстро, а летальность была не очень высокая. Представьте себе болезнь Х, где все эти параметры умножены на десять».
В мире животных
Если говорить о вирусных инфекциях, то именно зоонозные (то есть передаваемые от животных человеку) являются главными кандидатами в возбудители следующей пандемии. Особенно «перспективны» с этой точки зрения летучие мыши, которые могут похвастаться широким вирусным разнообразием. Базы данных насчитывают свыше 12 тысяч геномов вирусов, найденных у этих млекопитающих. И хотя у грызунов, к которым относятся и крысы, найдено приблизительно в два раза больше различных семейств вирусов, у летучих мышей есть преимущество с точки зрения передачи возбудителей. Эффективная иммунная система летучих мышей защищает их от инфицирования. Так они остаются носителями вирусов, заражая ими диких и домашних животных — вторичных хозяев, от которых вирус переходит к человеку. И если летучие мыши еще не так щедро поделились с миром людей своим вирусным богатством, это связано исключительно с нюансами их геолокации, которая несколько ограничивает контакты с людьми.
Вспышки таких вирусов происходят всё чаще. Сегодня внимание ученых обращает на себя вирус Нипах, который относится к той же группе зоонозных инфекций, что и коронавирусы, и Эбола. Резервуаром Нипаха являются летучие мыши, обитающие в Юго-Восточной Азии, во фруктовых садах, недалеко от человеческого жилища. В результате такого близкого соседства люди нередко едят плоды, загрязненные жидкостями, которые выделяют животные, и заражаются.
С 1998 года Нипах фиксировали в Малайзии, Сингапуре, на Филиппинах, вирус регулярно бывает в Бангладеш и Индии. Поскольку эти регионы отличаются скученностью проживания и высоким уровнем миграции, то здесь вирусу совсем не сложно распространяться с высокой скоростью.
Он давно уже мог стать пандемийным, но мешает этому лишь то обстоятельство, что до 75% случаев заболевания заканчиваются летальным исходом.
«Будущие вспышки могут стать масштабнее, если вирус мутирует в более мягкий, но заразный штамм», — предупреждает специалист по новым инфекционным заболеваниям в Медицинской школе Университета силовых структур в Бетесде (США) Кристофер Бродер.
Еще одна опасная группа — это флавивирусы, переносчиками которых являются комары и клещи. Вирус Зика, Денге, лихорадка Западного Нила — на первый взгляд кажется, что это всё экзотические инфекции тропических стран. Комарам нужен теплый и влажный климат, чтобы отложить личинки. В наших северных и даже умеренных широтах вряд ли стоит опасаться эпидемии этих инфекций. Но глобальное потепление, о котором постоянно предупреждают ученые, может привести к тому, что ареал обитания комаров изменится и завтра им будет вполне комфортно в Москва-реке.
Опасный текст
Еще одним из возможных кандидатов на роль Х-патогена может стать хорошо знакомый грипп, который с человечеством уже много веков.
«Вирус гриппа так устроен, что очень быстро мутирует, и постоянно возникают новые комбинации — химеры между разными штаммами, — объясняет научный сотрудник Университета Инсбрука, микробиолог Алексей, попросивший не указывать его фамилию. — В любой момент может сложиться ситуация, которая приведет к образованию пандемийных вариантов, как это было с испанкой или гонконгским гриппом. Весь геном гриппа — это примерно 13 тысяч нуклеотидов: “букв”, которые могут случайно меняться. Они составляют восемь сегментов, которые могут перетасовываться между разными штаммами. От этого зависит, какой будет “текст” — генотип штамма гриппа».
Птичий грипп очень тяжело протекает у людей, но не передается от человека человеку, только от животных, а чтобы получить распространение в человеческой популяции, он должен преодолеть межвидовой барьер. Для этого, вероятнее всего, он должен инфицировать свинью, которая является своего рода плавильным котлом, где возникают химеры птичьего и человеческого гриппа. Гипотетически, если грипп последовательно пройдет через все этапы — инфицирование свиньи, образование химерного варианта и передачу человеку, может получиться пандемийный вариант. Смысловая разница между геномами вирусов птичьего и человеческого гриппа — 52 «буквы». В геноме исходно «птичьего» вируса «испанки» произошло всего 16 значимых замен, которые случайным образом совпали в одном штамме и образовали смертельный для человека и очень заразный вариант.
Какова вероятность такого события? Примерно такая же, как в случае с шимпанзе, которую посадили перед компьютером и дали возможность нажимать на буквы.
В результате беспорядочного набора теоретически может получиться какое-нибудь слово из трех или даже пяти букв, но вероятность этого крайне низкая.
«Вот так и с химерным вариантом гриппа. С одной стороны, вероятность крайне низкая. С другой — у природы огромное количество времени и куча возможностей. И однажды может выпасть такая комбинация, скверная для хозяина, но хорошая для вируса», — подытоживает Алексей.
Пристрелка для будущей эпидемии
Несколько лет назад серьезные опасения вызвали случаи коровьего бешенства, возбудителем которого является прион. Прионы — это не вирусы и не бактерии, а патологический белок, чья молекула имеет измененную форму. Попадая в организм, прион вызывает неправильное сворачивание такого же белка у хозяина, что приводит к развитию патологических процессов. Начиная с конца 1980-х годов, когда коровье бешенство было впервые зафиксировано в Великобритании, эта инфекция была обнаружена у сотни тысяч голов крупного рогатого скота в разных странах. Уже ясно, что прион заразный, ученые даже прогнозировали эпидемию этой инфекции, после того как несколько сотен человек умерли от разрушающего нервную систему синдрома, к которому приводит воздействие приона.
«Но коровье бешенство оказалось “неточным попаданием”, точно так же, как SARS и MERS стали своего рода пристрелкой для COVID-19, — говорит Доронина. — Однако сейчас среди белохвостых оленей Северной Америки распространяется высокоинфекционный прион. Животные заражаются им друг от друга через слюну, которая попадает на траву. Поскольку оленей едят, и плохо прожаренный олений стейк считается деликатесом, вполне вероятно заражение людей. А эпидемия COVID-19 показала, насколько люди сопротивляются ношению масок и как неэффективно они моют руки».
Бактериальный спецназ
Надо сказать, что вирусы не всегда были главными виновниками массовых эпидемий. До середины ХХ века причиной эпидемий и пандемий были бактерии — достаточно вспомнить чуму, которую переносят крысы и которая вызывается бактерией иерсиния, или холерный вибрион. Улучшение гигиены и условий проживания людей, разделение сточной и питьевой воды и обработка последней привели к снижению уровня бактериальных заболеваний. В середине ХХ века начали применять антибиотики, которые резко снизили и заболеваемость инфекциями, и смертность от них, но одновременно бактерии стали приобретать устойчивость к этим препаратам, причем множественную. То есть бактериям становится нипочем целый спектр антибиотиков — и вот это уже представляет серьезную угрозу.
До последнего времени антибиотики держали под контролем многие инфекции, от которых раньше умирали люди: скарлатину, туберкулез, проказу, даже сифилис. Но неправильное применение этих препаратов приводит к тому, что часть бактерий не погибает, а получает своеобразную прививку антибиотиком и вырабатывает нечувствительность к нему. Получается своего рода бактериальный спецназ.
«Как и вирусы, бактерии — естественные обитатели нашего организма. Среди них есть условно патогенные виды, которые при случае могут атаковать человека. Они постоянно обмениваются друг с другом генетической информацией, в том числе и генами, которые обеспечивают устойчивость к антибиотикам. И чем чаще люди принимают антибиотики, тем больше будет бактерий, имеющих гены резистентности. Причем резистентность к каждому антибиотику обеспечивает своя группа генов.
И если однажды все эти антибиотикорезистентные гены встретятся вместе в одном микроорганизме, получится настоящий монстр.
Супербактерия, которая окажется практически неуязвимой», — объясняет микробиолог Алексей.
Так что потенциальные риски со стороны бактериальной инфекции связаны с непобедимой супербактерией, а не с известными, пусть даже и входящими в группу особо опасных бактериями: сибирской язвой, той же холерой или чумой. Против последних имеются и вакцины, и лекарства — факторы, которые позволяют не допустить массового распространения этих инфекций.
Человеческий фактор
Как все, наверное, помнят, в начале пандемии довольно долго обсуждалось искусственное происхождение возбудителя COVID-19. По мнению российского инфекциониста, побеседовавшего с «Новой-Европа» анонимно, вероятность появления рукотворных мутаций нельзя полностью исключать. Это возможно, например, при несоблюдении в стационарах стандартных санитарно-гигиенических правил, в результате чего может произойти селекция штаммов с высокой патогенностью.
Случаются и утечки из лабораторий. Например, британская эпидемия ящура 2007 года была вызвана попаданием в окружающую среду вируса из принадлежащей американцам коммерческой лаборатории по разработке вакцины. В результате расследования оказалось, что неиспользованный вирус, вопреки всем правилам, просто выливали в раковину, в канализационной трубе была трещина, через которую вирус попал на поле, на котором паслись коровы.
Так что застраховаться от ошибок и случайностей на сто процентов попросту невозможно.
«Но нужно понимать, что человеку свойственно искать агента, который создал бедствие, вспомните персидского царя, который высек море, когда потерпел поражение, — рассказывает Виктория Доронина. — С начала эпидемии COVID-19 конспирологи решили, что вирус “убежал” из лаборатории, и постоянно находили признаки его искусственного происхождения. Закрыть лабораторию и посадить ее сотрудников несложно. Намного труднее осознать, что, что бы ни было источником COVID-19, в пещерах Китая обитает масса летучих мышей, которые являются носителями тысяч и тысяч разных вирусов. Некоторые из них намного опаснее пресловутого коронавируса и в любой момент могут “перепрыгнуть” на человека».
