Болезнь на кончике пера

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, начиная с 2003 года во всем мире заразились птичьим гриппом всего 273 человека. Подавляющее большинство этих случаев приходится на несколько стран Южной и Юго-Восточной Азии: Индонезию, Вьетнам, Таиланд и Китай, в Европе же до сих пор ни один человек не заболел птичьим гриппом. Тем не менее каждый год Европа (а теперь и Россия) в страхе ждет прихода этой болезни. И каждое сообщение о том, что в очередном регионе обнаружены заболевшие птицы, воспринимается как весть о приходе чумы.

Для нас грипп — это болезнь дыхательных путей, своего рода заразная простуда. Его симптомы — бурный насморк, чихание, высокая температура, головная боль, иногда тошнота или ломота в суставах. И когда мы слышим слова «птичий грипп», мы невольно представляем себе чихающую курицу.

На самом деле у птиц грипп — инфекция кишечная, они заражаются ею с пищей. Особенно этому подвержены утки, чайки и другие птицы, кормящиеся в воде и в нее же испражняющиеся: в пресной холодной воде вирус месяцами сохраняет жизнеспособность. Как показали многолетние исследования Института вирусологии РАМН, водоплавающие птицы, гнездящиеся в нашей Сибири и Арктике, просто набиты вирусами птичьего гриппа. В последние годы особенно «модными» у них были штаммы Н5, в том числе и пресловутый ныне H5N1. Однако, судя по всему, эти патентованные убийцы не доставляют своим хозяевам никаких хлопот.

Ничего удивительного в этом нет. Биологам давно известно, что, если возбудитель той или иной болезни постоянно циркулирует в одной и той же популяции своих жертв, болезнь постепенно начинает протекать все легче. Во-первых, дарвиновский естественный отбор сохраняет в каждом поколении наиболее устойчивых к данному возбудителю особей. Но ещё быстрее эволюционирует сам возбудитель. Ему, как и всякому паразиту, невыгодно убивать своего хозяина — ведь тогда погибнет и он сам. В ряду поколений (а они у вирусов сменяются во много раз быстрее, чем у людей и животных) патогенность такого возбудителя неуклонно снижается — вплоть до полного исчезновения всяких проявлений болезни. Но если этот «перевоспитанный Бармалей» столкнется с новым для него видом хозяина (или даже с незнакомой популяцией все того же вида), он снова начинает убивать.

Белок гемагглютинин (его модель изображена на рисунке слева) в разных штаммах проявляет совершенно различную активность (для четырех штаммов гриппа она показана на графиках справа). Иллюстрация: The Scripps Research Institute

Именно это и происходит с вирусами, которых наши дикие птицы каждую осень приносят в Восточную Азию. В местах зимовки бок о бок друг с другом живет множество птиц разных видов, прилетевших из самых разных районов Евразии. На тех же водоемах плещутся и местные пернатые, в том числе домашние утки и гуси. Все участники этого ежегодного вавилонского столпотворения активно обмениваются вирусами. И за несколько месяцев такой циркуляции безобидные штаммы превращаются в высокопатогенные. Жертвами их становятся прежде всего домашние птицы, причем уже не только водоплавающие: редкий год обходится без того, чтобы в Восточной Азии не разразилась крупная эпизоотия (так называется эпидемия среди животных) птичьего гриппа.

Почти всякий раз во время таких вспышек птичьим гриппом заражаются и люди. Видимо, когда-то именно таким путем эта разновидность вирусов попала от птиц к человеку. Однако человеческий грипп так и остался бедной и скудной окраиной гриппа птичьего. Достаточно сопоставить генетическое разнообразие возбудителей обеих болезней. Ключевыми для вируса любого гриппа являются два белка: гемагглютинин (H) и нейраминидаза (N). Они образуют его внешнюю оболочку, ими он берет клетку на абордаж и по ним же его распознают иммунные системы хозяев. Вирусологи так и обозначают штаммы вируса по вариантам этих двух белков: H1N1, H2N1 и т.д. У вирусов птичьего гриппа известны 15 основных типов гемагглютинина и 9 — нейраминидазы, в то время как у гриппа человеческого — соответственно три и два.

Статистика ВОЗ рисует портрет птичьего гриппа как болезни редкой, но чрезвычайно опасной: из 273 человек, заболевших ею, 167 — почти две трети! — умерло. Однако абсолютное число жертв всякий раз оказывается невелико: люди могут заразиться птичьим гриппом только от больных птиц, поев недостаточно проваренного или прожаренного мяса или случайно проглотив микроскопическую пушинку или чешуйку с кожи. Дальше болезнь оказывается в тупике: пищевой путь от человека к человеку отсутствует, а передаваться воздушно-капельным путем вирус птичьего гриппа не может — несмотря на все свое сходство с человеческим вирусом.

Только в прошлом году сотрудники Висконсинского университета в Мэдисоне (University of Wisconsin-Madison) во главе с Йосихиро Каваокой (Yoshihiro Kawaoka) выяснили, в чем тут дело. Любому вирусу, чтобы проникнуть в клетку-мишень, надо «пришвартоваться» к определенным молекулам-рецепторам на её поверхности.

Возбудитель птичьего гриппа связывается с рецепторами, характерными для эпителия пищеварительного тракта. В дыхательных путях такие рецепторы есть только у клеток, выстилающих их самые нижние отделы, добраться до которых у вируса шансов нет. Видимо, вирусы человеческого гриппа обрели независимое существование именно тогда, когда они научились цепляться к рецепторам клеток эпителия верхних дыхательных путей.

Впрочем, эта независимость относительна. Подобно великовозрастному чаду, живущему отдельно, но регулярно наведывающемуся к родителям за деньгами, возбудитель человеческого гриппа постоянно подпитывается генами птичьих вирусов. Происходит это в организмах, зараженных одновременно обоими типами гриппа. В принципе это может быть и организм человека, но, как уже говорилось, птичьим гриппом люди болеют редко и скоротечно, и крайне маловероятно, что кто-то из них успеет подцепить ещё и человеческий грипп. Куда более вероятно, что таким организмом окажется организм свиньи: она с легкостью заражается и птичьими, и человеческими вариантами болезни. Их зараженные клетки, как захваченные оккупантами заводы, в бешеном темпе штампуют вирусные белки, а те вместе с вирусными генами (которые тоже, не теряя времени, копируют и копируют себя) сами собой собираются в новые вирусные частицы. И нередко под одну оболочку попадают гены разных вирусов. Такой «гибридный» вирус специалисты называют реассортантом (reassortant).

Считается, что птичий грипп возник по такой схеме: сначала непатогенный вирус H5 попал от диких уток к домашним уткам и гусям (1), от них его «подцепили» домашние куры, для которых он стал уже патогенным (2, 3). Уже в таковом качестве он снова вернулся и к диким, и к домашним водоплавающим (4). Кроме того, вирус поселился и в организме свиней, где для него открылись разнообразные возможности генетических мутаций. Иллюстрация из статьи Webster RG, Peiris M, Chen H, Guan Y. H5N1 outbreaks and enzootic influenza. Emerg Infect Diseases. 2006 Jan

Какие именно гены достанутся реассортанту от каждого из «родителей» — дело случая. Но при массовом одновременном заражении свиней двумя разновидностями вируса среди прочих вариантов может возникнуть и такой, при котором «птичьи» белки-антигены будут сочетаться со способностью передаваться воздушно-капельным путем — т.е. от человека к человеку. И тогда катастрофа почти неминуема: новый возбудитель будет заразен,

как человеческий грипп, и смертоносен, как птичий. От него не спасут ни существующие вакцины, ни прежние встречи с гриппом — в своем новом антигенном «обличье» он будет неузнаваем для иммунной системы человека.

В 1957 году Роберт Уэбстер (Robert G. Webster) — в ту пору молодой новозеландский микробиолог, а ныне классик мировой науки о гриппе ,— предположил, что именно так и возникают великие пандемии человеческого гриппа. Тогда как раз по миру прошла очередная такая пандемия, и Уэбстер, исследовавший её возбудителя, обратил внимание на его чрезвычайное сходство со штаммом птичьего гриппа, годом раньше вызвавшего очередную эпизоотию среди птиц.

За прошедшие с тех пор полвека гипотеза Уэбстера превратилась в общепризнанную теорию, подтвержденную и проиллюстрированную множеством фактов. В частности, в 2005 году была доказана реассортантная природа возбудителя знаменитой «испанки» 1918–19 годов, унесшей, по разным оценкам, от 20 до 40 миллионов жизней. (Материал для необходимых молекулярно-биологических исследований был получен из взятых в те годы образцов тканей больных и из сохранившихся в вечной мерзлоте трупов людей, умерших от этой болезни.) Последний раз подобная пандемия случилась в 1968 году, когда в мир явился штамм H3N2 — знаменитый «Гонконг».

Вот уже тридцать восемь лет он царствует среди возбудителей человеческого гриппа, и во время каждой вспышки гриппа птичьего вирусологи и инфекционисты всего мира боятся пришествия его преемника. Уже не раз во время таких вспышек поступали сообщения о случаях передачи болезни от человека к человеку (что означало бы рождение реассортанта-убийцы), но ни одно из них, к счастью, так и не подтвердилось.

Зато прошлой зимой у эпидемиологов возникли другие основания для тревоги. Ещё осенью 2005 года птичий грипп — не только вирусы, но именно болезнь! — объявился в странах, где его сроду не бывало: в Иране, Турции, Восточной и Центральной Европе и даже в Колумбии, отделенной океанами от путей миграции носителей заразы. Всю зиму страны Западной Европы одна за другой обнаруживали у себя мертвых птиц, из тканей которых неизменно удавалось выделить специфические антитела к штамму H5N1. Вирусологи смущенно разводили руками, будучи не в силах объяснить, почему давно и хорошо изученная инфекция вдруг резко расширила свою географию и ослабила связь с определенным сезоном.