Пандемия: Всемирная история смертельных вирусов

В результате скотина производит в 13 раз больше твердых отходов, чем человеческое население Соединенных Штатов{183}. Чтобы утилизировать десятки миллионов литров навоза и помета, фермеры разводят их водой и перекачивают в необрабатываемые многогектарные отстойники («навозохранилища»). Этой жидкостью поливают поля, но, поскольку местные посевы не могут впитать все удобрение, оно просачивается в грунтовые воды и стекает в поверхностные. Кроме того, оно создает смрадный шлейф загрязнения – тонкую взвесь, окутывающую вывешенное сушиться белье, машины и дома живущих с подветренной стороны от фермерских хозяйств{184}. «Планировать празднование дня рождения во дворе бесполезно, – признается один из соседствующих с навозохранилищем. – И вообще планировать бесполезно. Все планы нам диктуют вонь и мухи». (The New York Times цитирует рассказ одной женщины, которая за рабочий день в офисе, расположенном недалеко от навозохранилища, убила больше тысячи мух.) Федеральные постановления, препятствующие проникновению навоза в поверхностные воды, существуют, но их не заставляют выполнять. Во время ливней отстойники переполняются, и содержимое струится в местные водотоки. В 2013 году в Висконсине окружающая среда приняла почти 4 млн литров разлившегося навоза. В один из самых сильных разливов, после урагана 1999 года в Северной Каролине, в местную реку попало почти 100 млн литров навоза, загрязнив 9 % местных колодцев с питьевой водой фекальными бактериями кишечной группы и погубив миллионы рыб{185}.

Массовое загрязнение фекалиями создает возможности распространения для целой группы новых патогенов. Один из них – энтерогеморрагичская кишечная палочка (ЭГКП), выделяющая шига-токсин. Примерно половина скота на американских пастбищах заражена этим микробом, который при прохладной погоде способен жить в окружающей среде несколько недель или даже дольше. У человека ЭГКП вызывает кровавый понос и опасные для жизни осложнения, в том числе гемолитико-уремический синдром, при котором отказывают почки. До 5 % случаев заканчивается летальным исходом, а треть уцелевших мучается из-за проблем с почками до конца жизни.

С 1982 года, когда была зафиксирована первая вспышка, ЭГКП успела проявиться в пятидесяти странах мира. Несмотря на продолжающиеся попытки ее сдержать, ЭГКП ежегодно заражаются 70 000 американцев. Наибольшему риску подвержены жители стран, где распространено промышленное животноводство, – США, Канада, Британия, Япония, – и чем ближе вы живете к животноводческой ферме, тем сильнее рискуете{186}.

Однако это не значит, что зона риска ограничивается соседством с фермами, поскольку загрязненные фекалиями продукты перевозятся и потребляются по всему миру. В 2011 году партия семян пажитника из Египта вызвала вспышку заболевания за 3000 миль – в Германии. Эта вспышка примечательна по двум причинам. Она продемонстрировала, насколько далеко могут распространяться зараженные фекалиями продукты и какой риск они представляют для всех звеньев глобальной цепи производства пищевой продукции. Кроме того, она показала, как патогены выискивают в загрязненной фекалиями среде возможности не только для распространения, но и для усиления вирулентности.

Последнее связано с тем, как микробы обмениваются генетическим материалом. В отличие от нам подобных, передающих гены «вертикально» от родителей к потомству, бактерии способны обмениваться генами «горизонтально» при тесном соседстве. Ученые называют это горизонтальным переносом генов. Поскольку происходит он в местах скопления микробов, загрязненная фекалиями среда оказывается благоприятной для этого площадкой{187}.

Именно таким способом сумели повысить вирулентность многие патогены. Благодаря горизонтальному переносу генов обрела свой пандемический потенциал холера, когда бактериофаг (вирус, поражающий бактерии) заразил вибрион и передал ему способность выделять токсин[7]. Горизонтальный перенос генов породил МРЗС – когда золотистый стафилококк перенял у другого микроорганизма способность выделять токсин под названием стафилококковый лейкоцидин, или лейкоцидин Пантона-Валентайна, а у родственных бактериальных видов – гены, дающие возможность сопротивляться антибиотикам. Этот же механизм позволяет плазмиде NDM-1 передаваться от одного вида бактерий к другому и наделять их устойчивостью к лекарствам{188}.

Патогену, вызвавшему вспышку в Германии в 2011 году, помогли усилить вирулентность два горизонтальных переноса генов. В ходе первого некий бактериофаг, инфицировав безобидный штамм кишечной палочки, передал ей гены выделения шига-токсина и породил тем самым ЭГКП. Второй горизонтальный перенос наделил патоген способностью выделять еще больше токсинов и придал устойчивость к широкому диапазону антибиотиков. В результате появился высоковирулентный штамм ЭГКП под названием O104: H4[8], вызывающий опасные для жизни осложнения в два раза чаще, чем обычная ЭГКП{189}.