«С точки зрения большого количества существ, мы лакомый кусок мяса»

О том, как складываются отношения человека с вирусами, рассказывает доктор биологических наук, профессор Константин Северинов.

HBR Россия: Когда и почему стали возникать эпидемии?

Северинов: Возбудители эпидемий не даны нам за грехи — они были с нами всегда. Вирусы паразитируют на всех клеточных организмах. Они есть и у медуз, и у бактерий. Но эти вирусы разные, в ходе эволюции они «приспособились» заражать именно своих хозяев. Хозяева, в свою очередь, приспособились к своим вирусам, научились противостоять им и жить с ними.

Если говорить о человечестве, то эпидемии появились вместе с культурой и развитием цивилизации. Увеличение количества людей, возникновение городской культуры, концентрация населения в городах, обмен товарами на больших расстояниях и т. д. привели к тому, что многие болезни, которые были присущи людям, живущим на ограниченной территории, стали распространяться на целые континенты.

Что значит «возбудители были с нами всегда»? Они попадают к нам извне или обитают в нас?

Когда вы смотрите в зеркало, вы должны понимать, что вы не одиноки. На вашей коже, слизистых, в желудочно-кишечном тракте живет огромное количество бактерий, дрожжей и других простейших — ну и, конечно, их вирусов. Многих из них мы получаем во время рождения или с материнским молоком, другие заселяют нас в ходе жизни. Большая часть этой «живности» относится к ­условно-­патогенной. Это означает, что, когда у нас ухудшается общее состояние здоровья, они могут начать доставлять нам неудобства. С другой стороны, без этих существ мы жить не сможем: они выполняют массу полезных функций.

Есть также высокопатогенные организмы, которых в нормальной ситуации на нас или в нас нет. В случае бактерий это, например, возбудитель сибирской язвы, в случае вирусов — возбудители кори или оспы. Такие «профессиональные» патогены, как правило, приводят к тяжелому, быстротекущему заболеванию с нехорошим концом. Люди, которые выживают, генетически предрасположены к несколько повышенной устойчивости к возбудителю; кроме того, у них развивается стойкий иммунитет на всю оставшуюся жизнь. Поэтому популяции, долгое время находившиеся в контакте с возбудителем, становятся более устойчивыми к нему, чем те, которые с таким возбудителем не встречались. Именно этот эффект наблюдался, когда европейцы, сами того не зная, занесли вирус оспы на Американский континент, что привело к огромным жертвам среди местного населения и внесло вклад в завоевание Нового Света.

Правда ли, что эпидемии зарождаются, как правило, в тропиках и экваториальной зоне?

Большинство вирусов, которые приносят нам серьезные неудобства и попадают в новости, — это «новые» вирусы, недавно перескочившие на человека. Их реальный хозяин — дикое животное, с которым люди нечасто встречаются. Какой-то из удачных (с точки зрения вируса, не человека) вариантов вируса передается людям, получает способность жить на них и переходить от одного человека к другому. А так как мы постоянно вырубаем леса и портим все вокруг себя, вероятность контакта с патогенами, которые обычно «паслись» на диких животных и особых проблем им не доставляли, увеличивается. Ближайший предок нынешнего коронавируса, например, живет на летучих мышах, и им от этого не холодно и не горячо. Никакой потребности переходить на людей у него не было — просто кто-то съел не ту мышку, в которой был чуть-чуть нестандартный вариант вируса.

Разнообразие зверей, особенно диких, в тропиках и экваториальной зоне гораздо больше, чем в Европе, где мы всех зверей истребили, а с теми, кого пока не истребили, общаемся и обмениваемся патогенами долгое время. Поэтому в Европе нет интересных вирусов, которые не успели бы заразить наших далеких предков.

Новые для людей вирусы будут возникать постоянно?

Вирусы все время эволюционируют просто для того, чтобы жить. То же самое делают и хозяева вирусов. Так устроена эволюционная гонка: если вы не изменяетесь, вы гибнете. Конечно, всегда будут новые инфекции человека. Частично они будут появляться за счет контактов с животными, частично из-за случайных комбинаций новых мутаций у известных вирусов — именно так работает грипп. Грипп — «старый» вирус, но он все время меняется, и иногда возникают удачные в генетическом смысле варианты, которые способны вызвать пандемии.

Почему некоторые эпидемии длятся десятилетиями, а некоторые проходят относительно быстро?

Вирус, который убивает так быстро, что не успевает распространиться, не приводит к длинной вспышке. Например, Эбола всегда дает локальные вспышки — грубо говоря, деревня, в которой кто-то заболел, вымирает, вирус не успевает распространиться среди людей и остается у своего естественного хозяина, тоже, кстати, летучей мыши.

Но представьте себе, что вы вирус и хотите завоевать все человечество. Что лучше сделать: убить человека сразу или сидеть в нем тихонечко, чтобы он ходил, гулял, ездил на курорты и на шашлыки и при этом заражал других людей? Наверное, второе. Чтобы зараженный перемещался по всему миру и передавал болезнь, он не должен становиться прыщавым, с бубонами в паху, истекать кровью — он должен быть более или менее здоровым. Генетически удачный вирус несильно портит жизнь своему хозяину, чтобы тот мог заразить как можно больше людей. Такого рода эпидемия будет длиться дольше: с точки зрения эволюции вирус будет очень успешен и широко распространится. На какой-то стадии мы можем даже перестать считать это эпидемией: вирус будет спокойно сосуществовать с нами. Например, с вирусами, вызывающими обычные ОРВИ, мы замечательно живем, даже не обращая на них внимания: по-видимому, за счет большого срока взаимодействия хозяина (то есть нас) и возбудителя мы друг к другу притерлись. Это результат совместной эволюции вируса и заражаемого организма. Постепенно происходит движение от паразитизма к симбиозу, когда все всем более или менее довольны.

Сколько времени занимает переход к симбиозу?

С эволюционной точки зрения это происходит быстро. С точки зрения конкретного человека, очень долго, ведь переход требует многих поколений. Хотя немало зависит от степени патогенности возбудителя. Когда условные испанцы-­завоеватели приносят оспу в Мезоамерику, где раньше такого вируса не было, а, следовательно, не было иммунитета, все индейцы, не устойчивые к этому очень опасному вирусу, умирают ­практически ­мгновенно. Но часть индейцев по каким-то причинам (в том числе генетическим — у них немного изменен геном так, что они более устойчивы к заражению) выживает и производит на свет потомство. Более приспособленные — в данном случае способные выжить при заболевании — оставляют больше потомства. Происходит типичный дарвиновский отбор: в следующем поколении процент людей, устойчивых к данному заболеванию, резко повысится. Те испанцы, которые приехали в Латинскую Америку и принесли туда эту гадость, сами были потомками людей, которые выжили в присутствии вируса в Европе и могли распространять гены, помогающие выжить, среди индейцев.

Как эпидемии заканчиваются естественным путем?

Они сходят на нет просто потому, что чем больше людей заражает вирус, тем больше будет от него или умирать, или излечиваться — и те, кто излечивается, как правило, приобретают естественный иммунитет. Чем больше будет таких людей, тем меньше вероятность того, что вирус от заболевшего человека распространится куда-либо, то есть эпидемия сойдет на нет.

Вы сказали, что выживают те, у кого изменен геном. Почему он изменен?

Все особи одного вида немного отличаются друг от друга генетически. Большинство отличий ни на что не влияет, но при изменении условий окружающей среды некоторые мутации дают преимущества своим носителям перед другими особями. Такова роль генетической изменчивости в эволюции. Некоторые генетические различия определяют способность противостоять бактериальной или вирусной инфекции. Поэтому когда возникает эпидемия — то есть существенная группа людей в популяции оказывается зараженной, — шансы выжить или не заболеть у одних выше, чем у других.

Мы все дети победителей — людей, выживших в ходе эпидемий. Возможно, одно из наиболее существенных воздействий на то, кем мы сейчас являемся в генетическом смысле, оказали различные патогены прошлого. К сожалению, это не дает нам устойчивости к будущим патогенам, ведь у эволюции нет специального направления, ее не предугадать.

Некоторая часть ДНК человека приходится на фрагменты древних вирусов. Почему они туда встраиваются?

Геном человека — это 6 млрд «букв» ДНК, и там содержится около 20 тыс. собственно «человеческих» генов. Если посмотреть в процентном отношении, то наши гены занимают далеко не самую большую часть генома. В геноме масса так называемого генетического мусора, ДНК, которая или ничего не кодирует, или не имеет известных функций, необходимых для работы нашего организма. Существенная часть этого «мусора» — остатки вирусов, которые заражали наших предков, а потом встроили свою генетическую информацию в их геном. Почему они это сделали, мы не знаем. Одна из гипотез состоит в том, что это выгодная для вируса стратегия: если мы размножаемся, то заодно и вирус размножаем. Особенно много в нашем геноме вирусов, которые являются родственниками вируса СПИДа. Это не означает, что все мы больны СПИДом — эти вирусы просто «спят» в нашей ДНК, большинство из них испорчены. В некотором смысле наш геном — кладбище для вирусов.

Они могут проснуться?

Некоторые да — но не у всех людей сразу. Известно, что есть генетические перестройки, связанные, в частности, со старением и развитием рака, которые вызваны перестановками ДНК в районе этих вирусных последовательностей. Знаменитый ­советский вирусолог Лев Александрович Зильбер сформулировал вирусную теорию рака, которая в определенном смысле подтвердилась. Некоторые из вирусов, сидящих в нашем геноме, начинают скакать по нему, перебрасываться из одного места в другое и вдруг заставляют работать те гены, которые лучше бы не работали. Клетка с такой перестройкой ДНК начинает неконтролируемо делиться, возникает опухоль. У кого-то это происходит, у кого­-то нет — это случайный процесс.