Имя ему СПИД: Четвертый всадник Апокалипсиса
Шрифт:
Субтипы вирусов, циркулирующие среди российских наркоманов, существенно отличаются от вариантов ВИЧ, выявляемых у наркозависимых в других странах. По этой причине, обнаружив «российский» субтип ВИЧ-1 у наркозависимого, скажем, в Германии или Израиле, можно однозначно говорить о его связи с эпидемией в нашей стране. Таким образом, несмотря на сильную изменчивость, структура ВИЧ — это своеобразная метка, по которой можно проследить всевозможные связи между разными ВИЧ-положительными, причем не только в одном регионе, но и по всей нашей планете.
Чей ты родом, откуда ты? (происхождение и миграция ВИЧ)
Ex nihilo nihil fit
Вопрос о том, как той или иной вирус появился на свет, всегда очень непрост. Мы сегодня выяснили более или менее точно, где (в Африке) и примерно когда (150 млн. лет назад) произошел человек. А вот с крохотными вирусами дело порой обстоит значительно сложнее. Понятно одно: в подавляющем большинстве случаев все это творение природы, все это результат эволюции. Иногда, правда, возникают определенные подозрения.
О происхождении ВИЧ также существует много порой самой нелепой информации от различных баек до загадочных историй. Однако до сих пор никто не знает точно, когда и каким образом вирус возник и смог перебраться в организм человека, став ВИЧ. Тем не менее это очень важный вопрос, так как, не имея достоверных данных об «источниках» ВИЧ и путях его эволюции, трудно рассчитывать на создание эффективных средств и мер защиты. Кроме того, велик риск заполнения «белых пятен» недостоверными фактами. Именно недостатком знаний можно объяснить появление публикаций, будто ВИЧ — новое биологическое оружие, созданное американцами (русскими). Некоторые авторы полагали, что вирус получен искусственно в конце 70-х гг. прошлого столетия посредством методов генной инженерии на основе новых знаний об устройстве иммунной системы, влиянии на нее различного рода излучений, иммунодепрессантов, а также изучения патогенного действия разнообразных вирусов на различные звенья иммунной системы. Теперь уже ясна полная несостоятельность такой околонаучной точки зрения. Для истинного решения вопроса о происхождении ВИЧ необходимо знать, какие вирусы этого типа циркулируют в человеческой популяции, какие механизмы лежат в основе изменчивости этих вирусов, есть ли аналогии возбудителю СПИДа у других животных и когда ВИЧ появился у человека. Пока же споры относительно происхождения ВИЧ продолжаются. Едва ли библейский Ной, когда он с семьей спасался от потопа и брал в свой ковчег «каждой твари по паре», включил в свой набор ВИЧ. Вирус, скорее всего, появился значительно позднее. Если же он существовал в те давние времена, то со стороны Ноя было бы весьма жестоко по отношению к человеку прихватить и его с собой.
По мере накопления научного материала возникло несколько основных гипотез. Но прежде чем говорить о них, следует сказать несколько слов о гипотезе Нобелевского лауреата Х. Темина. Основываясь на разнообразных научных данных, указывающих на существенное сходство между ретровирусами и подвижными генетическими элементами, содержащимися в генетическом аппарате человека и животных (некоторые из них сейчас называют эндогенными провирусами), Х. Темин предположил, что экзогенные ретровирусы (т. е. ретровирусы, которые реально существуют в природе и способны инфицировать организмы) могут вести свою родословную от подвижных элементов генома высших организмов. Иными словами, современные ретровирусы (к которым относится и ВИЧ) не самозародились и возникли не сами по себе. Их источником могли быть или мы с вами, или другие животные.
А теперь поговорим немного о том, что мы знаем о происхождении ВИЧ как одного из ретровирусов человека. Согласно одной из первоначальных гипотез, ВИЧ — это вирус, существовавший у людей с древних времен и эволюционировавший вместе с человеком при его расселении по нашей планете. Возможно, он уже длительное время циркулировал и вызывал эндемические заболевания СПИДом в глухих изолированных от мира уголках Центральной Африки, например в племенных поселениях, затерянных в джунглях. А поскольку в глухих районах африканского континента продолжительность жизни не превышала 30 лет, аборигены, заразившиеся ВИЧ, зачастую погибали еще до того, как у них могло бы развиться заболевание. Такова одна из версий. На эту мысль наводит тот факт, что Африка была родиной многих смертельно опасных болезней, таких как лихорадка Эбола, малярия и др. Было время, когда главными опасностями Африки казались акулы, злые крокодилы и особенно разбойник Бармалей. Теперь же мы боимся инфекций, которые оттуда уже пришли к нам и, может быть, еще будут приходить.
Согласно другой очень маловероятной версии, во всем виновата водородная бомба. По мнению некоторых ученых, ВИЧ мог возникнуть из безопасного вируса-предшественника в результате действия радиоизотопов стронция и других элементов, выделившихся при взрыве водородной бомбы. Это предположение основано, главным образом, на совпадении места и времени предполагаемого возникновения вируса и испытания мощной водородной бомбы (1954 год, атолл Бикини, расположенный вблизи экватора).
Однако на сегодняшний день наиболее обоснованной представляется точка зрения, согласно которой ВИЧ ведет свою родословную от вируса африканских обезьян — ВИО. Но и здесь оказалось не все просто. Одни из первых версий заключались в том, что в древние времена мутанты вируса иммунодефицита зеленой мартышки трансформировались и обрели нового хозяина — человека; или ВИЧ произошел в результате генетических рекомбинациях (видимо, случайных) между существовавшими уже давно вирусами лейкоза человека и животных с вирусом опухоли молочной железы мышей или с ВИО.
Однако накапливающиеся данные о ВИЧ постепенно помогали приблизиться к более точному пониманию данной проблемы. Ведущая роль в этом принадлежит генетикам, которые научились определять родословную любого живого организма, будь то муха дрозофила или человек, на основании генетического анализа, заключающегося в сравнении разных геномов (нуклеотидных последовательностей ДНК) друг с другом. Ими установлена тесная взаимосвязь между сходством нуклеотидных последовательностей геномов разных организмов и степенью эволюционного родства между ними. Это связано с тем, что в ходе всеобщей эволюции по мере удаления друг от друга организмы все более и более начинают отличаться по последовательности нуклеотидов в их ДНК. Отличия возникают в результате случайных изменений (мутаций), возникающих в ДНК при репликации. Но происходят эти случайные изменения в определенном темпе. Процесс напоминает накопление песчинок в песочных часах. Поэтому и возникло представление о «биологических часах», по которым можно устанавливать довольно точно степень родства разных организмов. Так, у человека имеется очень маленькая ДНК, расположенная в одной из клеточных структур — в митохондриях. Поскольку митохондрии передаются детям преимущественно от матери, то на основании анализа этой маленькой митохондриальной ДНК удалось установить степень родства между ныне живущими людьми и установить с большой долей вероятности время и даже место, где появилась много тысяч лет назад «генетическая» Ева. Геном (ДНК) ВИЧ лишь в 1,5 раза меньше митохондриальной ДНК. Для генетиков с самого начала было ясно, что его анализ также позволит решить проблему происхождения и эволюции вируса.
Для этого необходимо было ответить на несколько вопросов.
Первый вопрос — как возник ВИЧ?
После того как были обнаружены вирусы иммунодефицита и у человека, и у приматов, ученые сразу стали детально анализировать устройство их генетического аппарата (генома). Тут и выяснилось, что у всех этих вирусов имеется некое сходство, но величина этого сходства очень сильно отличается. По величине сходства и стали пытаться установить степень родства. К настоящему время существует несколько версий того, как появился на свет ВИЧ, который сегодня паразитирует в человеке. Одна из них гласит: давным-давно жили-были некие вирусы, и жили они в гармонии со своими хозяевами — обезьянами. Все эти вирусы были похожи друг на друга, поэтому звали их одним именем BИО (вирус иммунодефицита обезьян). Но сходство между ними было далеко не полное. Обычно каждый из ВИО у своих природных хозяев не вызывал СПИДа. Вероятно, в ходе длительной совместной эволюции в организме хозяев возникли специальные сильные защитные механизмы. Первоначально ученые думали, что обезьяны способны каким-то образом подавлять развитие «собственных» вирусов и в их крови нет большого количества ВИО. Однако в результате анализа крови обезьян выяснилось, что в каждой капле их крови содержатся миллионы вирусных частиц. Тогда от предположения о способности организма обезьян подавлять вирусы пришлось отказаться. Для объяснения ситуации была предложена другая версия: ВИО по какой-то причине, размножаясь, не убивают клетки обезьяны. Однако и это предположение оказалось неверным. Вирусы постоянно уничтожали значительное количество клеток. Скорее всего, обезьяны просто оказались способны быстро восполнять массовую потерю клеток.
Обезьяны, зараженные своими «родными» ВИО, сами не болеют, однако они могут заражать обезьян других видов, в частности при совместном содержании в зоопарках. Так, у японских макак, никогда не сталкивавшихся прежде с ВИО в природе, инфицирование этим вирусом сопровождалось развитием СПИДа, заканчивающимся летальным исходом. Все это вместе с другими данными, а также результатами анализа генома различных вирусов иммунодефицита человека и обезьян указывало на их тесное родство. Постепенно созрело предположение, что человеческий ВИЧ-2 произошел из вируса, который существует в Африке в природных популяциях дымчатых мангобеев. ВИЧ-2 особенно близок по структуре своего генетического аппарата к этому обезьяньему вирусу, и, кроме того, описано несколько случаев заражения людей именно этим обезьяньим вирусом, причем у инфицированных развивались все симптомы, вызываемые ВИЧ-2. Экспериментальное заражение дымчатых мангобеев, напротив, приводило к развитию хронической инфекции без каких либо симптомов СПИДа. На основании всех этих фактов был сделан такой вывод: инфекция, вызываемая ВИЧ-2, — типичный зооноз (болезнь животных, которая перешла на человека), а природный резервуар вируса находится в популяции дымчатых мангобеев (Cercocebus atys), проживающих в Западной Африке. Более того, были найдены доказательства, что появление разных субтипов ВИЧ-2 (все его варианты разделяются на субтипы — от А до Е), вероятнее всего, связано с несколькими заносами ВИО в человеческую популяцию. Таким образом, на сегодняшний день наиболее правдоподобным кажется предположение, что именно BИО обезьян-мангобеев перебрался в человека и стал ВИЧ-2 (рис. 14). B результате из тихони вирус превратился в убийцу. Здесь ситуация кажется более или менее понятной. Однако ВИЧ-2 очень мало распространен среди ВИЧ-инфицированных и больных СПИДом, подавляющее большинство содержат другой вариант — ВИЧ-1.
Рис. 14. ВИЧ-1 происходит, скорее всего, от BИО шимпанзе по имени Pan troglodytes troglodytes (А), а ВИЧ-2 происходит от BИО димчатого мангобея, носящего латинское название Cercocebus atys (Б). Между разными ВИЧ и BИО существуют родственные взаимосвязи (B). Длина линий на этом рисунке B отражает степень родства разных вирусов. Считается, что за все время имели место по крайней мере три переноса вируса от шимпанзе к человеку и семь раз вирус мангобея переносился к человеку