Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Сегодняшние методы изучения связей генома позволили выявить много «защитных» аллелей, циркулирующих в человеческой популяции, определяя разную чувствительность к прогрессированию ВИЧ-инфекции (Passaes et al., 2014; An, Winkler, 2010; O’Brien, Nelson, 2004). В принципе, в долгосрочной перспективе эти варианты полиморфизма, которые предоставляют их носителям конкурентное преимущество, начнут встречаться в популяции чаще. Возможно, мне стоит воспользоваться моментом и убедить вас в том, что Черная Королева оставила свой след в некоторых первобытных популяциях, которые столкнулись с зоонозным ВИО. Ученые из университета штата Иллинойс предположили, что так как в истоке пандемии ВИЧ несколько межвидовых инфекций вирусом иммунодефицита шимпанзе (и горилл), то исторически население Западной Африки, жившее в ареале обитания P.t. troglodytes, вероятно, неоднократно сталкивалось с ВИО задолго до пандемии двадцатого века (Zhao et al., 2012). Ученые принялись искать свидетельства в пользу того, что геномы современных жителей Африки могли сформироваться таким предыдущим опытом. Для исследования они выбрали пигмейское племя Бьяка, проживающее в Центрально-Африканской Республике, чьи общины изначально проживали в лесных районах, там же, где обитали шимпанзе. Частоту единичных нуклеотидных полиморфизмов в генотипе пигмеев сравнивали с частотой полиморфизмов в генотипах пигмейского племени Мбути, которые никогда не жили рядом с шимпанзе (а поэтому не подвергались риску заразиться их зоонозом). Результаты оказались поразительными и интригующими. Частота определенных аллелей генов, отвечающих за врожденный антивирусный ответ и иммунитет, была выше среди пигмейского населения, которое делило территорию своего проживания с ареалом шимпанзе. Были обнаружены свидетельства того, что имел место отбор вариантов, которые могли считаться защитными по отношению к зоонозной инфекции. Возможно, что за исторически длительный отрезок времени первоначальные зоонозные вирусы иммунодефицита вступили в гонку вооружений с первобытными человеческими сообществами.

Этот коэволюционный сценарий был основан на беспощадном дарвиновском выживании самых приспособленных. Это был механизм, посредством которого ретровирусы и их многие позвоночные хозяева установили долговременные отношения, механизм, определивший, как происходила «натурализация» ВИО в организмах новых хозяев – обезьян. Но эта натурализация не характеризует развитие отношений между зоонозным ВИО (ВИЧ) и его новым хозяином – человеком. Это просто неприемлемо с точки зрения человеческого общества: мы не имеем права ждать изменений нашего генотипа для того, чтобы разрешить кризис, вставший перед общественным здравоохранением.

Лекарство на линии фронта между вирусом и хозяином

Мы уже исследовали очень личностную гонку вооружений, происходящую между нашей иммунной системой и ВИЧ, гонку, которая побуждает вирус к отбору мутаций вирусного генома, позволяющих ему, по крайней мере временно, избегать нашего иммунного ответа. Этот аспект нашей нескончаемой гонки вооружений с ВИЧ сильно напоминает гонку, происходящую между другими позвоночными и их вирусами. Можно надеяться выявить эволюционные изменения вируса, которые претерпевают повторные быстрые репликативные циклы, в ходе которых происходят ошибки репликации, порождающие невероятное генетическое разнообразие. Тем не менее сегодня ВИЧ подвергается отчетливому давлению отбора, который влияет на успешность вирусных линий. Самое главное заключается в том, что наша осведомленность о заболевании, его воздействии на общество и понимание способов передачи позволили нам адаптивно изменить наше собственное поведение. Оповещение населения о факторах риска и практика безопасного секса суть несомненные адаптивные изменения в поведении, оказывающие непосредственное воздействие на основное репродуктивное число вируса, которое должно превышать единицу при продолжении эпидемии. Прерывание цепи передачи в результате упомянутых мер весьма эффективно, и в настоящее время трудно предвидеть, как это скажется на эволюционных изменениях вирусного генома, которые, возможно, смогут обойти воздвигнутый на его пути концептуальный барьер.