Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

ВИЧ-1 представляет благодатное поле для исследователей, которые получили возможность изучать эволюцию вируса в режиме реального времени у его носителей в многочисленной популяции в течение большей части ее истории в клетках человека. В большинстве случаев при изучении вирусов мы вынуждены довольствоваться кончиками тонких веточек их эволюционного дерева. В случае ВИЧ-1 геномные нуклеотидные последовательности доступны у всех вирусов из любого места их генеалогического древа. Ученые могут прослеживать геномные последовательности, начиная с корней, когда ВИЧ-1 впервые дебютировал как вирус человека, а также изучать геномы с тонких веточек, то есть геномы вирусов, циркулирующих в наши дни. Вероятно, самым удивительным аспектом эволюции ВИЧ-1 является то, что эта эволюция осуществляется внутри организма хозяина. В фазе хронического течения заболевания в пробах крови больных в каждом миллилитре содержится до 10 миллионов вирусных РНК-геномов. Массивная виремия создает ежедневно от 10 миллиардов до 1 триллиона новых вирусных частиц. Учитывая, что это происходит изо дня в день в течение десятков лет, мы можем уверенно утверждать, что это очень мощный стимул для генетической вариабельности, которая позволяет ВИЧ распространяться по организму с беспрецедентной скоростью. РНК-геном ВИЧ является продуктом работы РНК-полимеразы, которая в среднем делает одну ошибку на пять геномов. Популяция из триллиона вирусов, образующихся ежедневно, содержит до 200 миллиардов различных вирусных геномных последовательностей; в самом деле, в течение всего лишь одного дня вирус может опробовать каждое нуклеотидное замещение, возможное в данном геноме. Образующиеся в результате квазивиды могут исчерпывающе испытать все доступное пространство последовательностей и обеспечить вирус взрывоподобной способностью к эволюционным изменениям и адаптации, и именно эти качества делают ВИЧ-1 смертельно опасным для человека.

В организме человека ВИЧ-1 находится на крутой кривой эволюционного обучения, так как должен учиться отвечать на наши иммунные реакции и на активность системы противовирусной защиты. Так же как вирусы гриппа в человеческой популяции имеют более высокую скорость эволюции, чем вирусы гриппа, паразитирующие на птицах, так и высокая скорость эволюции ВИЧ-1 характерна для эволюционного конфликта, который всегда возникает при начале новых или недавно возникших отношений вируса и хозяина. По прошествии достаточного времени (при отсутствии всякого медицинского вмешательства) можно рассчитывать на два радикально отличающихся друг от друга исхода современной эпидемии ВИЧ: линии ВИЧ-1 и род человеческий вымрут, или штаммы вируса и генетические линии людей будут сосуществовать на популяционном уровне в результате коадаптации. Цепь передачи ВИЧ-1 в человеческой популяции к настоящему времени установлена прочно; эпидемия, если ее не контролировать, станет самоподдерживающейся – ВИЧ стал эндемичным заболеванием. Гигантское бремя, наложенное ВИЧ на человеческие сообщества, подавляет человеческий потенциал в наиболее пораженных инфекцией странах третьего мира. Невероятно важна задача создания эффективных лекарств и вакцин. Конечно, человеческое общество не может, опустив руки, ждать, когда наконец род человеческий выработает сопротивляемость в отношении вируса. Исход такого самопроизвольного процесса не однозначен, и человечество должно вмешаться, а не позволять Черной Королеве продолжать свой бег на месте. Эволюционный потенциал ВИЧ-1 – вот что представляет самую большую трудность на пути эффективного биомедицинского вмешательства в эту эпидемию.

ВИЧ в процессе сотворения