Откуда приходит грипп: долгое путешествие вируса

Откуда берутся новые вирусы? Будет ли новая «испанка»? Почему мы все еще не заразились? Стыдные вопросы о глобальных эпидемиях

В Китае и Юго-Восточной Азии продолжается вспышка пневмонии, вызванная новым коронавирусом. О том, что это за вирус мы уже писали — как и о том, стоит ли ее бояться и как можно себя защитить. Но остаются вопросы, касающиеся вообще любых эпидемий: почему они (вроде бы) происходят все чаще? Почему нет универсальных лекарств? И возможно ли появление инфекций, которые заразят все население Земли и медики не смогут с ними справиться?

Как возникают глобальные эпидемии? Кажется, в последнее время они происходят чаще

Глобальной эпидемией или пандемией называют болезнь, которая распространяется не только в пределах одного города или страны, но по всему миру и поражает множество людей. Чаще всего речь идет об инфекционных заболеваниях, но иногда говорят о пандемии ожирения или диабета второго типа — болезней, связанных с изменением образа жизни. Но классическое понимание пандемий все же подразумевает, что болезнь заразна — то есть передается от человека к человеку или от животного к человеку каким-то инфекционным агентом. Обычно переносчиком выступают вирусы или бактерии, но, теоретически, это могут быть простейшие организмы — как, например, в случае с малярией, которая хоть и «не дотягивает» до пандемии, но ежегодно уносит сотни тысяч жизней в Африке и Азии.

Начиная с середины XX века, опасные болезни, имеющие потенциал перерасти в пандемии, действительно, стали появляться чаще. Причин здесь множество, и одна из самых важных — возросшая частота международных перелетов. Иллюстрацией важности этого фактора может быть, например, история вспышки тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС, в английском — SARS, «атипичная пневмония»), когда ее вирус-возбудитель распространился по миру буквально за несколько дней. Вспышка произошла в 2002-2003 годах. Первым пациентом стал 64-летний доктор из китайского Гуандуна, который приехал в Гонконг на свадьбу. Там он остановился в отеле и, сам того не зная, заразил 16 человек, которые, в свою очередь, очень скоро привезли вирус в Канаду, Вьетнам и Сингапур.

Вторая возможная причина роста числа пандемий — участившиеся контакты между людьми и животными, которые происходят из-за необходимости выращивать еду для растущего населения Земли. Переносчики абсолютного большинства пандемий изначально циркулировали в организмах животных и только потом «перекинулись» на людей. Кроме того, изменение климата, вырубка лесов, осушение болот и другая антропогенная деятельность уничтожают привычные места обитания многих животных-носителей потенциально опасных для людей вирусов. Животные вынуждены мигрировать, в том числе и в места, населенные людьми. А учитывая, что плотность населения сегодня высока как никогда, вероятность передачи инфекционного агента от человека к человеку также многократно возросла.

Почему до сих пор не случилось пандемии, от которой вымерло бы полмира?

Масштабные пандемии случались, и неоднократно. Полмира в них, конечно, не умирало, но, например, знаменитый грипп «испанка» в 1918-1920-х годах убил минимум 50 миллионов человек — примерно 3% населения Земли на тот момент. Всего переболели около 500 миллионов — то есть треть жителей планеты. Черная смерть, она же эпидемия бубонной чумы, уничтожила в 1347-1351 годах от 30 до 50% европейской популяции, а в целом по миру от нее умерло около 100 миллионов человек — четверть всех, живших тогда людей (точно оценить, сколько именно тогда погибло, конечно, невозможно). Чума Юстиниана, начавшаяся в 542 году, вероятно, унесла около 100 миллионов жизней.

Причин, почему все эти болезни не уничтожили полмира или вообще всех людей, несколько. Во-первых, несмотря на чрезвычайно высокую и летальность, они заражают и убивают не всех. Например, от чумы чаще умирали уже ослабленные чем-то еще люди (а вот знаменитая «испанка», наоборот, убивала прежде всего молодых). Некоторые люди были и вовсе устойчивы к заражению, благодаря тому, что их клетки несут особый тип рецепторов, к которым хуже «цепляется» возбудитель — и сегодня их потомки более устойчивы к ВИЧ, который для проникновения в клетки использует те же рецепторы (впрочем, гипотеза о том, что устойчивые к заражению ВИЧ люди своим везением обязаны именно чуме, сегодня подвергается сомнению).

Во-вторых, по мере того, как заболевшие умирают, процент более устойчивых к болезни индивидуумов увеличивается, снижая шансы возбудителя на распространение. Этому же способствует и уменьшение плотности населения. Наконец, хотя в прежние времена люди не знали, что именно вызывает смертельные болезни, они все-таки понимали, что необходимо изолировать тех, кто уже заразился, и уничтожать трупы. Такие карантинные меры также весьма эффективно останавливают распространение болезни.

Еще одна причина того, что смертельные заболевания не убили всех людей — собственно, смертельность этих болезней. Если возбудитель убивает почти всех зараженных, они не успевают передать его другим людям, и цепочка распространения обрывается. Не исключено, что примерно так происходило во время многочисленных эпидемий вируса Эбола, уровень смертности некоторых штаммов которого достигал 90%.

Почему все пандемии сегодня начинаются где-то в Африке или Азии? Там разрабатывают биологическое оружие?

Гипотезы о том, что возбудители смертельно опасных болезней создаются искусственно в сверхсекретных лабораториях, стабильно появляются после обнаружения каждого такого возбудителя. Однако, современные молекулярно-биологические и вирусологические исследования однозначно показывают, что внешнего вмешательства не нужно: вирусы и бактерии замечательно справляются сами, мутируя или перемешивая свой геном как делают, например, разные штаммы вируса гриппа. Анализ геномов новых возбудителей позволяет точно установить, от какого животного они нам достались и как именно произошли изменения, сделавшие их опасными для людей.

Более того, на самом деле Африка и многие азиатские регионы не являются основным местом появления новых опасных болезней — гораздо чаще они появляются в высоких широтах. Другой вопрос, что из-за плохо налаженных систем здравоохранения (в том числе из-за постоянных военных конфликтов), бедности, недоступности больниц, тесного контакта с животными, недоверия «приезжим» врачам и часто высокой плотности населения, в Африке и Азии не всегда удается быстро остановить распространение возбудителей. Поэтому локальные вспышки чаще перерастают в эпидемии, а иногда и в пандемии.

Можно ли предсказать, где появится новый опасный возбудитель?

В некоторых случаях — да. Самый яркий пример — вирус гриппа. Сезонные эпидемии каждый год вызываются разными штаммами вируса, и для того, чтобы выпускать эффективные вакцины, более ста национальных центров по гриппу при ВОЗ отслеживают, какие штаммы циркулируют в популяции между эпидемическими пиками. Лаборатории отсылают полученные данные в пять исследовательских центров, сотрудники которых после изучения всей имеющейся информации и консультаций с местными специалистами на основании сложных моделей, описывающих, как происходят изменения штаммов, принимают решение, какой штамм, с наибольшей вероятностью, вызовет эпидемию в наступающем году. Иногда ученые ошибаются, но это происходит не так уж часто, и в среднем эффективность противогриппозных вакцин составляет 50-60%.

С предсказаниями, где и когда появится какой-нибудь совершенно новый, еще не изученный патоген, ситуация хуже. У систем здравоохранения недостаточно данных, чтобы делать сколько-нибудь обоснованные прогнозы — по некоторым оценкам, только среди млекопитающих и птиц циркулирует около 1,67 миллиона вирусов, от 600 до 800 тысяч из которых вполне могли бы перекинуться на человека.

Поэтому основные усилия сейчас направлены на минимизацию последствий от уже появившегося возбудителя. Тем не менее, в 2009 году был запущен Global Virome Project, то есть проект «Глобальный виром» (термином «виром» обозначают совокупность ДНК и РНК всех изучаемых вирусов), цель которого — как раз найти и охарактеризовать существенную часть таких потенциально опасных вирусов. Планировалось, что создание такой базы данных займет 10 лет и обойдется минимум в 1,2 миллиарда долларов. Однако до сих пор проект не принес существенных результатов, а многие исследователи и вовсе сомневаются в его целесообразности, полагая, что куда эффективнее было бы вложить деньги в постоянное наблюдение за регионами, в которых риск появления и распространения новых патогенов максимален. Причины скепсиса — невозможность строить обоснованные предсказания только на основании данных о геномах вирусов. Для составления точных прогнозов нужны серьезные полевые и лабораторные исследования, но такие мероприятия для 800 тысяч вирусов обойдутся в по-настоящему космическую сумму.

Можно ли на ранней стадии понять, насколько опасна новая болезнь?

Можно — если в стране хорошо налажены системы мониторинга эпидемической ситуации и раннего выявления потенциально опасных болезней. Кроме того, для адекватной оценки, насколько опасна новая болезнь, часто необходимы консультации со специалистами из других стран и крупных международных организаций. К сожалению, этого зачастую не происходит, так как государства, в которых появляется и начинает распространяться новый патоген, нередко стремятся скрыть истинное положение дел, чтобы не провоцировать негативные для экономики последствия вроде ограничений на полеты и торговлю.

Почему так трудно создать лекарства — из-за мутаций вирусов? Но бактерии ведь тоже мутируют, а антибиотики все равно работают

Бактерии мутируют заметно медленнее, чем вирусы (в среднем, в 10 -100 тысяч раз). Кроме того, вирусы существенно быстрее размножаются, так что итоговый уровень изменений в их геноме оказывается еще выше. Например, один из чемпионов по скорости самокопирования — ВИЧ — за день способен дать 10¹⁰ вирусных частиц. Такая стремительность делает создание препаратов экономически невыгодным, потому что их приходится постоянно обновлять. Чтобы избежать этого, во многих антивирусных лекарствах используются сразу несколько действующих веществ, нацеленных на разные важные для вируса системы.

Кроме того, большую часть своей жизни вирус проводит внутри клетки-хозяина и использует ее ферментную систему, а значит, убивая его, приходится убить и клетку. Поэтому для многих антивирусных препаратов характерны весьма выраженные побочные эффекты. Бактерии же можно убивать независимо от клеток организма-хозяина, причем один и тот же антибиотик часто работает для большой группы микроорганизмов, так как воздействует на какой-то ключевой для их жизни механизм. Вирусы отличаются куда большим биоразнообразием, поэтому часто препараты создаются «индивидуально». Например, антиретровирусные препараты хорошо справляются с ВИЧ, для борьбы с которым они разработаны, но они бесполезны при заражении любыми другими вирусами, жизненный цикл которых от . Учитывая все это, куда более эффективным средством против вирусов остаются вакцины, которые предотвращают заражение, а не борются с уже случившейся инфекцией.

Раз нет лекарств, то значит и сегодня возможно что-то вроде «испанки»?

Как раз для гриппа существует налаженный механизм создания эффективных вакцин — хотя для некоторых штаммов создавать их тяжелее, чем в среднем. Но эпидемии возможно останавливать и без вакцин и специфических лекарств — за счет налаженных систем экстренного реагирования, карантина и изоляции заболевших. И хотя нельзя исключать, что сходный по опасности вирус появится вновь, с начала XX века системы здравоохранения большинства государств существенно улучшились, так что можно надеяться на относительно быстрое купирование распространения такого патогена.

Как защитить себя? Не общаться с приезжими из зараженных регионов? Носить маску?

Универсальной стратегии, которая полностью убережет от заражения, не существует. В случае каждой инфекции существуют свои нюансы — если речь про новый коронавирус 2019-nCov, то вот наша свежая инструкция.

В общем случае для инфекций, передающихся от человека к человеку воздушно-капельным путем, хорошо работают стандартные гигиенические рекомендации чаще мыть руки и не трогать ими лицо (многие вирусы долго сохраняются на различных поверхностях и легко проникают в организм через слизистые). Имеет смысл избегать переполненных общественных мест, стараться не контактировать с людьми, у которых есть явные признаки заболевания.

Если очень хочется, можно носить хирургическую маску — некоторые исследования показывают, что она не менее эффективна, чем респиратор, но важно делать это постоянно. Если вы периодически снимаете маску, чтобы «подышать» и при этом не моете руки, никакого защитного эффекта не будет.

Есть ли готовые планы по спасению людей, если эпидемия реально угрожает человечеству?

У многих развитых государств существуют стратегии, как действовать в случае масштабных эпидемий (например, вот планы США по борьбе с пандемическим гриппом). Однако учитывая радикально возросший уровень сообщений между странами, меры, принимаемые только в рамках одного региона, скорее всего, будут неэффективными. Поэтому ВОЗ настаивает на необходимости как можно раньше оповещать международное сообщество о вспышках потенциально опасных заболеваний — что, как уже говорилось, происходит не всегда — и налаживать обмен опытом и координацию между развитыми странами, имеющими ресурсы для эффективного вмешательства — что тоже происходит недостаточно эффективно.

Кроме того, как показывают математические модели, для того, чтобы останавливать распространение опасных инфекций, нужно принимать весьма жесткие меры — например, вводить карантин или забивать множество животных-переносчиков вируса. По очевидным причинам, местным жителям это не нравится, и они часто стараются нарушать слишком суровые, по их мнению, правила. Считается, что не в последнюю очередь именно такое поведение привело к тому, что вспышку лихорадки Эбола в 2014-2015 не удалось купировать быстро и болезнь успела широко распространиться.

Ирина Якутенко