Мокрые рынки, животные и традиции. Как появляются новые смертоносные вирусы

Источник материала:

По данным на 29 января, новый короновирус унес жизни 132 человек, сообщает госкомитет по вопросам здравоохранения Китая. Эксперты считают, что болезнь пришла с рынка в городе Ухань. Но вот кто именно является переносчиком вируса — змеи, летучие мыши или морские гады, — до сих пор точно сказать нельзя. Как вообще появляются и распространяются новые вирусы? TUT.BY изучил одну любопытную книгу по этой теме.

В 2017 году российское издательство «Альпина нон-фикшн» выпустило на русском языке книгу «Пандемия: Всемирная история смертельных вирусов». Автор — научный журналист и удостоенный наград автор Соня Шах. Она пишет для New York Times, Тhe Wall Street Journal, Foreign Affairs, Scientific American, выступает на радио и на канале TED.com. Научным редактором при издании книги выступила кандидат биологических наук Виктория Доронина.

Автор подробно рассказывает об инфекционных заболеваниях. Их за последние 50 лет возникло впервые или повторно на новых территориях более 300. Почему они вообще появляются? С разрешения издательства TUT.BY выбрал самые любопытные фрагменты из книги.

Смертоносный вирус уже не первый раз появляется на «мокрых рынках»

В Китае популярны так называемые «мокрые рынки», где продают свежее мясо, рыбу и птицу, а также живую дичь для приготовления. В этой стране есть традиционная кухня «е-вэй», для которой характерны блюда из разнообразных экзотических животных — птиц, змей, летучих мышей и так далее. Люди верят, что соприкосновение с дикой природой несет энергию и долголетие.

«Именно там, на рынке дичи в Гуанчжоу, столице южнокитайской провинции Гуандун, родился вирус, чуть не ставший причиной пандемии в 2002 году. Обычные носители этого вируса — подковоносые летучие мыши. Он принадлежит к семейству коронавирусов, вызывающих, в основном, респираторные заболевания (у человека на долю коронавирусов приходится около 15% всех простуд). Но разновидность, вызревшая на рынке Гуанчжоу, была иной.

От подковоносов вирус перекинулся на других диких животных, продававшихся на соседних прилавках, — енотовидных собак, китайских барсуков, змей и пальмовых циветт. По мере распространения вирус мутировал. И в ноябре 2002 года одна из мутантных форм вируса подковоносов начала поражать людей», — рассказывает Соня Шах.

Как правило, короновирус колонизирует клетки слизистой дыхательных путей. Но у этого вируса появилось новое качество: он вмешивался в работу иммунных клеток, в итоге почти у каждого четвертого пациента симптомы ОРЗ превращались в пневмонию, а вирус разрушал альвеолы — пузырьки, из которых состоят легкие.

В отличие от нынешней ситуации, тогда власти КНР скрывали массовое заражение коронавирусом. И за два месяца болезнь вышла в Гонконг и Вьетнам, а дальше — в другие страны и на другие континенты. Потом за это молчание Китай официально просил прощения.

Этой атипичной, то есть необычной пневмонией (другое название — ТОРС или SARS по-английски, острый респираторный синдром) заразились 8 тысяч человек.

Уровень смертности составил 9%, то есть погибал почти каждый десятый заболевший. Среди них был и итальянский доктор Карло Урбани, который первый идентифицировал ТОРС. Погибли и пять его коллег, пытаясь выяснить природу неизвестной болезни. Благодаря их работе ВОЗ удалось принять меры и не допустить еще больших жертв.

На примере Эболы: болезнь маленьких селений — и минус 8 тысяч жизней за год в нескольких странах

Ученые не могут спрогнозировать, где появится новый микроорганизм или патоген, который станет причиной пандемии. Или восстанет уже известный. Грязь и трущобы — слишком простой ответ на вопрос. Так, в 20 веке, после глобальных достижений в медицине, укрощения холеры, которая «выкашивала» человечество не один десяток лет, и небывалого роста городов многим ученым казалось: ушла эпоха смертельных инфекций. Отныне люди будут умирать разве что от хронических заболеваний, рака.

А потом случились ВИЧ и вирус Западного Нила, атипичная пневмония и лихорадка Эбола, новые разновидности птичьего гриппа.

Автор книги напоминает, как в 2014 году в гвинейской глухомани вспыхнула лихорадка Эбола. Раньше вирус заражал одновременно не больше пары сотен человек, его можно было легко и быстро локализовать — но в этот раз медлили.

Все началось со смерти 2-летнего мальчика в одной из деревень Гвинеи. Вскоре умерли его мать, сестра, бабушка и няня. Затем повитуха заразила семью в соседней деревне и скончалась сама. На похоронах бабушки заразилась ее сестра и принесла болезнь в третью деревню, а местные жители — в город рядом. Дальше болезнь, которой раньше не бывало в Западной Африке, унесла жизни нескольких врачей, а через их родных ушла на еще два города. Только там, спустя месяц после первого случая, больницы наконец официально уведомили власти Гвинеи.

В стране запретили употреблять в пищу мясо летучих мышей, которые являются самыми опасными переносчиками вируса. Но распространение болезни это уже не остановило, за год вирусом заразились более 20 тысяч человек, из которых погибли не менее 8 тысяч.

Официально вакцины от Эболы нет до сих пор, хотя есть разработки и идут испытания. Уровень летальности вируса очень высокий: средний показатель составляет 50%.

Как показала история, свою роль сыграла дань погребальным традициям — вместо того, чтобы сжигать тела погибших (что наиболее эффективно при Эболе), местные хоронили так, как привыкли годами. Ведь от этого, по их представлениям, зависит жизнь его родных. Обычно это долгие проводы, когда тело выносят на улицу и долго окуривают травами, покойника целуют, после чего для погребения нередко выбирают место возле реки, чтобы вода «унесла болезнь». На самом деле все это лишь способствовало ее распространению.

Каждый раз, когда появляется новый смертоносный вирус, люди задаются вопросом: откуда?

Есть предположение, что лихорадка Эбола вспыхнула в результате планомерных вырубок гвинейских лесов в 1990-х и возникновения поселений на их месте. Многие виды животных погибли, но вот летучие мыши очень живучие и еще являются прекрасными инкубаторами для инфекций из-за особой иммунной системы. Вдруг люди оказались слишком близко от них.

«На мышей охотились, а значит, охотники соприкасались с населенной микробами тканью мышиных органов. Мыши объедали фруктовые деревья вблизи человеческого жилья, оставляя слюну и экскременты. (Летучие мыши едят на редкость неаккуратно: выбрав спелый плод, они высасывают сок, усеивая землю под деревом обляпанными слюной ошметками.) В какой-то момент — когда точно, не известно — микроб летучих мышей, филовирус Эбола, начал распространяться на человека. У людей Эбола вызывает геморрагическую лихорадку». Средний коэффициент летальности, по данным ВОЗ, составляет около 50%, но может достигать и 90%.

Нужно отметить, что вспышки Эболы случались на Африканском континенте и раньше, с 1970-х, но в удаленных селениях, где и «гасли». А в 1990-х — 2000-х вирус уничтожил треть мировой популяции родственных человеку приматов: горилл и шимпанзе.

«Животные, которые почти никогда не сталкиваются между собой в естественной среде»

Автор книги Соня Шах описывает один из «живых» рынков в Китае — как иллюстрацию того, в каких условиях появилась та же атипичная пневмония. Город Гуанчжоу, рынок под загазованной авторазвязкой. Продавцы сидят в оборудованных боксах — тут и работают, и живут в ожидании покупателей.

«В белом пластмассовом ведре копошилась в мутной воде 14-килограммовая черепаха. По соседству в клетках держали диких уток, хорьков, змей и диких кошек. Перед нами ряд за рядом представали клетки с животными, которые почти никогда (или вовсе никогда) не сталкиваются между собой в естественной среде. А здесь — дышали, мочились, испражнялись и питались бок о бок. Эта картина примечательна сразу по нескольким причинам, объясняющим, почему атипичная пневмония началась именно здесь.

Одна из причин — необычное, не знающее аналогов в естественной среде скопление диких животных. В природе жители пещер, подковоносы (летучие мыши), не будут соседствовать с пальмовыми циветтами, живущими на деревьях, а с людьми обычно близко не сталкиваются ни те ни другие. Однако на этом рынке все три вида (подковоносы, циветты и люди) вдруг оказались рядом.

Переход вируса с летучих мышей на циветт сыграл ключевую роль в развитии атипичной пневмонии. Почему-то циветты оказались особенно восприимчивы к этому вирусу, и его численность начала умножаться, словно многократно усиленный эхом звук в тоннеле. [Это] дало широкую базу для мутаций и интенсивного естественного отбора, в результате которых микроб, заражающий подковоносов, трансформировался в возбудитель болезни у человека».

Как «улучшенная» бактерия из воды стала причиной семи пандемий

Холера — давно известная инфекционная болезнь бактериальной природы, становилась причиной уже семи пандемий на планете. Последняя датируется 2010 годом в Гаити.

В природе холерный вибрион живет в партнерстве с крошечными ракообразными и выполняет свою, очень важную для экосистемы роль. За год эти бактерии поглощают миллиарды тонн хитина, который ракообразные сбрасывают панцирем, как змея шкуру. Вместе ракообразные и бактерии плодятся в дельтах рек, где смешивается пресная и морская вода. Например, возле больших мангровых лесов Сундарбан, тропических лесов, периодически затапливаемым приливами, в Индии и Бангладеш. Многие века люди не ступали на эти земли, а путешественники — обходили стороной.

Но в середине 18 века сюда пришли британские колонисты, начались массовые вырубки и заселение земель на месте когда-то непроходимого Сундарбана. Так люди оказались рядом с кишащей бактериями водой, и скоро холерный вибрион оказался в организмах. Но далеко не сразу стал причиной эпидемии.

Самый опасный этап наступает, когда болезнь вдруг переходит от человека к человеку. Чтобы вызвать волну последовательных заражений (эпидемию или пандемию), базовый показатель репродукции патогена должен быть больше единицы.

«Базовый показатель репродукции (БПР, в науке обозначается как R0) подразумевает среднее число лиц, заражаемых одним инфицированным индивидом (при отсутствии постороннего вмешательства), — объясняет автор книги о вирусах. — Скажем, у вас насморк и вы заражаете им своего сына и его друга. Если данный сценарий типичен для всего остального населения, базовый показатель репродукции вашего насморка равен двум. Если вы умудрились заразить еще и дочь, то БПР вашего насморка будет равен трем. Эти расчеты необходимы при вспышке заболевания, поскольку позволяют немедленно спрогнозировать ее дальнейшее развитие. Если в среднем каждое инфицирование дает менее одного дополнительного заражения — вы заразили сына с приятелем, но они, в свою очередь, больше никого не заражают, — значит вспышка погаснет сама. Можно сказать, вымрет, как поселение, в котором каждая семья рожает меньше двух детей. Смертоносность инфекции в данном случае не влияет на прогноз».

Но если в среднем каждое инфицирование порождает еще одно, то болезнь в теории может распространятся бесконечно. А более одного заражения — уже угроза популяции, при которой нужно принимать срочные меры.

«Ведь это значит, что при отсутствии вмешательства заражение будет расти в геометрической прогрессии. (…) Стоит патогену преодолеть порог единицы, и он сорвет оковы, удерживающие его в „животном“ резервуаре. Теперь это полноправный человеческий патоген, способный самостоятельно существовать в человеческом организме».

Если говорить о холере, то поначалу с ней справлялся естественный кислотный барьер желудка. Но со временем бактерия мутировала, у нее появился «жгутик», которым она смогла объединяться в плотные микроколонии и стала более устойчивой в агрессивной среде. Хотя все еще оставалась «привязана» к своему носителю и могла передаваться разве что от животного к человеку.

А в какой-то момент патоген, наконец, переступил этот порог и стал распространяться от человека к человеку. Бактерия научилась вырабатывать токсин, который менял функцию кишечника и просто «выжимал» через кишечник все соки из организма, а все выделения человека становились источником болезни для других. В тот момент базовый показатель репродукции болезни вырос от двух до шести.

Грипп — от птиц, туберкулез — от коров. И так далее

«Более 60% известных патогенов впервые появились у окружающих нас пернатых и хвостатых, в том числе домашних животных — как скота, так и комнатных питомцев. Из них основная масса — свыше 70% — обязана происхождением диким видам. Микробы перебирались от одного вида к другому и превращались в новые патогены на протяжении всего того времени, что человек живет в окружении других животных.

Отличную возможность для этого дает охота на животных и употребление их в пищу, то есть тесный контакт человека с тканями и жидкостями их тел. Неплохим трамплином служат укусы таких насекомых, как комары и клещи, переносящие жидкости из чужих организмов в наш. Это древнейшие формы непосредственного контакта между Homo sapiens и другими животными, (…) послужившие появлению старейших инфекционных заболеваний, таких как малярия, передававшаяся человеку от его собратьев-приматов благодаря кровососущим комарам», — объясняет автор книги «Пандемии. Всемирная история смертельных вирусов».

Исторически сложилось, что для перехода в «человеческий» мир патогену нужен долгий межвидовой контакт.

«Гораздо больше патогенов нам поставили организмы обитателей Старого Света, с которыми мы живем бок о бок миллионы лет, чем Нового, знакомство с которыми насчитывает лишь десятки тысячелетий. Огромная доля человеческих патогенов поступает от других приматов, которые — притом что составляют лишь 0,5% всех позвоночных — наградили нас 20% самых тяжких болезней (в том числе ВИЧ и малярией). По той же причине многие человеческие патогены ведут свою историю от зарождения сельского хозяйства примерно 10 000 лет назад, когда люди начали одомашнивать другие виды и вступили с ними в продолжительный тесный контакт. От коров мы получили корь и туберкулез, от свиней — коклюш, от уток — грипп».

Однако в нынешние времена, утверждает Соня Шах, путь от зооноза (болезней, которые обитают в организме животных) к человеческому патогену проходит куда быстрее.

«Число жертв таких патогенов, как МРЗС, атипичная пневмония, вирус Западного Нила и даже Эбола, в общечеловеческих масштабах относительно невелико. В США ежегодно больше людей гибнет в автокатастрофах, чем от всех этих новых патогенов за время их общего пребывания на Земле. Однако упускать их из вида нельзя, потому что они движутся тем же путем, который патогены вроде холеры когда-то прошли до конца».

Развитие цивилизации открывает новые дороги и для вирусов

Да, развитие патогена само по себе еще не обещает вызвать пандемию, отмечает автор. Но этому «помогают» условия современного мира. Передвижение людей еще никогда не было таким развитым.

«Первых жертв атипичной пневмонии на юге Китая везли в местные больницы (…). Персонал трудился не покладая рук, обеспечивая необходимый уход и лечение, однако и личную жизнь врачей никто не отменял. Один из них, доктор Лю Цзяньлунь, закончив дежурство, умылся, переоделся и уехал за 90 миль от Гуанжчоу на юг, в Гонконг, куда его пригласили на свадьбу. Несколько часов спустя он уже заселялся в номер 911 в „Метрополе“, где и получили выход на свободу вирионы атипичной пневмонии, проникнувшие в его организм. (…). Как именно заразились атипичной пневмонией от доктора Лю еще двенадцать постояльцев отеля, не известно. Может, проехались с ним в лифте, а может, прошли по коридору мимо двери, за которой он закашлялся или его вырвало. Возможно, дотронулись до стены, которой коснулась ладонь чихавшего в руку доктора. Или вдохнули распыленный вирус из водяной взвеси, образовавшейся после того, как доктор спустил за собой в туалете.

Но мы знаем наверняка, что соседи доктора Лю по отелю относились к категории людей, приехавших из разных стран и по роду своей деятельности много путешествующих по миру. (…) В числе соседок доктора Лю в 2003 году оказалась стюардесса. Она успела долететь до Сингапура и уже там, попав в больницу, передала вирус лечащему врачу, который отправлялся в Нью-Йорк на медицинскую конференцию. Добрался он только до Франкфурта. Другие соседи доктора Лю разлетелись в Сингапур, Вьетнам, Канаду, Ирландию и США. За сутки вирус атипичной пневмонии распространился на пять стран, а в конечном итоге дал знать о себе в 32. Благодаря такому чуду, как путешествия по воздуху, одного заразившегося оказалось достаточно, чтобы посеять мировую эпидемию».

Да, у каждого патогена свои особенности. Например, те, которые распространяются от человека через переносчиков (например, вирус Западного Нила или лихорадка денге), плохо выживают в холодном сухом воздухе самолетов. Чего не скажешь про атипичную пневмонию.

«Инкубатор» для нового вируса

Еще два важнейших фактора развития вирусов — отходы, а точнее обращение с ними, и перенаселение (как людей, так и животных).

«До 2014 года вспышки Эболы возникали исключительно в городах, население которых не превышало нескольких сотен тысяч человек. (…) Относительно небольшой размер и удаленность этих населенных пунктов позволили экспертам считать вирус „незначительной угрозой общественному здоровью“ в Африке, как гласил заголовок одной научной статьи 2011 года. Но затем вирус распространился на Западную Африку, где его ждал совершенно иной демографический пейзаж. Эбола поразила три столичных города с совокупным населением около 3 млн», — напоминает Соня Шах.

Скученность населения резко повышает скорость распространения, плюс к тому же для эпидемии большое население — более долговечный «топливный» ресурс.

---

Свиной грипп и лихорадка Эбола. Как в Беларуси исследуют и хранят вирусы самых опасных инфекций

---

Немногие знают, что ровно сто лет назад H1N1, подтип вируса гриппа А, настолько размахнулся в условиях скученной окопной Первой мировой войны, что унес жизни более 40 млн человек.

«После этого H1N1 пропал из вида. Казалось, что навсегда. (…) Ждать ему пришлось без малого сто лет — до 2009 года, когда мир охватила менее смертоносная, но все равно достаточно мощная пандемия свиного гриппа».

На примере гриппа, кстати, очень хорошо прослеживается роль «толпы». За последние годы возникло много новых и вирулентных (то есть способных заражать организмы) штаммов. А ведь изначально вирусы гриппа обитали в организме водоплавающих птиц. Да, у них со временем выработался иммунитет и вирус их не убивал — но не в случае с домашней птицей.

«Патоген без помех реплицируется (возобновляется. — Прим. TUT.BY) в организме [домашней птицы], эволюционируя в новые, более смертоносные штаммы под названием высокопатогенный птичий грипп. Процесс настолько стабилен, что ученые свободно воспроизводят его в лабораторных условиях, создавая более смертоносные штаммы птичьего гриппа просто за счет многократного пропускания вируса через организмы кур».

В условиях ограниченного крестьянского хозяйства резервы вируса ограничены, чего не скажешь про огромные птицефабрики. С 1993 по 2002 год вспышки стали возникать ежегодно, а с 2002 по 2006 год — каждые 10 месяцев.

«Растущая вирусная угроза от гигантских птицефабрик много лет ускользала от общественного внимания, в основном потому, что вирусы высокопатогенного птичьего гриппа затрагивали исключительно птиц».

А потом вирус изменился: во-первых, он смог поражать широкий круг диких птиц, а во-вторых, стал заразен для человека. Есть версия, что вирус H5N1 обрел способность передаваться людям через свиней, а этих животных «вирусологи считают идеальным „инкубатором“ для новых штаммов гриппа».

«Независимо от того, эволюционирует ли H5N1 в человеческий патоген или канет в небытие, риск появления новых вирусов гриппа по-прежнему существует, поскольку увеличение скученности обитания людей, птиц и свиней продолжает порождать новые штаммы с пандемическим потенциалом», — пишет автор книги.

В целом, считает Соня Шах, отношения между патогенами и их жертвами напоминают гонку вооружений: «Поскольку прекратить пандемии раз и навсегда не представляется возможным, остается научиться перехватывать их на раннем этапе».

Теги: знакомства