Люди. По следам наших миграций, приспособлений и поисков компромиссов

С тех пор появилось огромное множество исследований в генетике человека, в которых было всесторонне показано, что генетическая изменчивость индивида-хозяина может хотя бы отчасти объяснить различия в протекании инфекции у разных людей. Эти различия касаются уязвимости к самой инфекции, а также определяют характер течения болезни и возникновение осложнений. С появлением новых технологий геномики было выявлено множество генов, отвечающих за различия в восприимчивости к инфекционным заболеваниям – как редким, так и распространенным. Например, исследования, проведенные командой Жан-Лорана Казанова́ и Лорана Абеля из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке и Института генетических болезней Imagine в Париже, показали, какие широкие возможности открывает секвенирование экзома для подробного изучения иммунологических механизмов, лежащих в основе патогенеза некоторых редких, но тяжелых заболеваний, называемых «менделевскими» – например, герпетического энцефалита или менделевской предрасположенности к микобактериальным инфекциям. Вместе с тем был проведен полногеномный поиск ассоциаций, или GWAS (от английского genome-wide association studies), в отношении вирусных, бактериальных и паразитарных заболеваний. Эти исследования позволили идентифицировать гены человека, связанные с его уязвимостью к некоторым довольно распространенным заболеваниям, называемым комплексными – в том числе к гепатиту С, проказе и малярии.

Патогены на протяжении всей нашей истории уносили очень много жизней. Результаты исследований популяционной генетики формально подтвердили, что гены человека, задействованные в иммунном ответе и в отношениях клетки-хозяина и патогена, представляют собой важнейший объект естественного отбора. В ходе последних десятилетий стало возможным «увидеть» естественный отбор с помощью новых статистических методов, позволяющих обнаружить сигнатуры отбора на основании последовательности ДНК. Теперь мы способны лучше понять, каким образом возбудители инфекционных заболеваний участвовали в формировании разнообразия наших геномов за последние несколько тысяч лет. А значит, методы, основанные на популяционной генетике и биологии эволюции, стали совершенно необходимым дополнением для классических методов, используемых в клинической и эпидемиологической генетике. Они позволяют идентифицировать и изучить факторы, лежащие в основе иммунной реакции современного человека на инфекции, и оценить их значение для генотипа. Как мы видим, генетика продолжает создавать для нас новые возможности, которые берут на вооружение наука и медицина.

Люди и шимпанзе против инфекций

Несмотря на значительное сходство между геномами человека и других приматов – прежде всего шимпанзе, – геномные исследования показывают, что различные виды приматов могут по-разному адаптироваться к возбудителям инфекционных заболеваний. Даже в пределах нашего вида различные популяции по-разному адаптировались к локальным патогенам, которых они повстречали в ходе расселения по Земле. Сегодня мы можем определить, как естественный отбор повлиял на гены, связанные с иммунитетом – независимо от того, идет ли речь о других видах или только о нашем: разное влияние на гены обусловлено консервативной осторожностью отбора, сохраняющего «статус-кво» – стратегии, нацеленные на разнообразие. Таким образом, геномные исследования поставляют нам все новые данные об эволюционной и иммунологической целесообразности тех или иных генов человека при встрече с инфекциями, а также об их роли в восприимчивости организма и развитии заболеваний.

Реакция, возникающая у человека в ответ на инфекции, не всегда имеет ту же природу, что у человекообразных обезьян. Фактически существует масса различий между людьми и другими приматами. Эти различия касаются как частоты, так и тяжести протекания болезней. Например, ВИЧ гораздо сильнее поражает людей, чем шимпанзе – с точки зрения как заражения вирусом, так и развития заболевания СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита человека). То же касается малярии, вызванной одноклеточным Plasmodium falciparum, или развивающихся после долгой болезни осложнений при гепатитах B и C или гриппе: люди подвержены им гораздо больше, чем шимпанзе. Сравнительные исследования между видами показывают, что некоторые из этих различий связаны с их эволюцией: иммунный ответ каждого мог развиваться по-своему. Знания эволюционной генетики, в свою очередь, могут оказаться очень ценными и помочь нам идентифицировать гены человека, играющие важную роль в выживании в случае инфекции.