Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Повествование о пандемии ВИЧ-1-инфекции является убедительным и полезным примером вирусного зооноза с необратимыми глобальными последствиями для человечества. Более углубленное рассмотрение переменных, влияющих на исходы межвидовых вирусных инфекций, позволит нам лучше оценить риски возникновения вирусных зоонозов в будущем. Эти переменные включают генетику, экологию, поведение, и именно они определяют вероятность перескока вируса через межвидовой барьер. Мы будем рассуждать об этом, пользуясь понятиями средств и возможностей для вируса совершить это преступление – вызвать зоонозную инфекцию у человека. Сможет ли вирус успешно преодолеть межвидовой барьер и успешно внедрить устойчивую генетическую линию в клетки нового хозяина?

Возможность в приложении к зоонозу включает в себя экологические и поведенческие параметры. Межвидовая передача вируса от его естественного хозяина новому виду хозяев требует контакта с инфекционным материалом. Два вида могут занимать один ареал или два перекрывающихся ареала обитания. Кроме того, представители этих видов должны вести себя так, чтобы стала возможной передача инфекции. Здесь мы можем полагаться на наши знания о межвидовой передаче ВИО в Западной Африке и возникновении эпидемии СПИДа. Очевидно, что в конечном счете зоонозная линия вируса SIVcpz передавалась от приматов к приматам – от африканских низших обезьян шимпанзе (и гориллам), а потом и человеку. Каждая из этих межвидовых передач происходила в регионах, где перекрывались ареалы обитания соответствующих приматов. Филогенетически родственные виды часто занимают сходные экологические ниши и проявляют схожее поведение, а это фактор, создающий обстоятельства, в которых их пути пересекаются. Конфликты и хищничество, возникающие в отношениях разных видов приматов (например, шимпанзе охотятся на низших обезьян и поедают их), а также охота, разделка туш и питание мясом, характерные для человека, завершают картину возможностей межвидовой передачи зоонозного ВИО. Создаются все условия для появления нулевого хозяина. Поведенческие факторы тоже могут влиять на вероятность возникновения эпидемической цепи передачи вирусов новым хозяевам: доказательством служит возникновение пандемии ВИЧ-1-инфекции, порожденной социальным и экономическим подъемом во французских и бельгийских колониях в Африке.

Так же сложны и средства совершения зоонозного преступления; на него влияют генетические факторы хозяев и вируса. Вероятность надежного закрепления инфекции в организме нового хозяина повышается, если естественный хозяин и новый хозяин близки филогенетически. Белки клеточной поверхности, служащие рецепторами для вируса и позволяющие ему прикрепиться к клетке и проникнуть в нее, как правило, консервативны, а значит, проявляют структурную и функциональную схожесть. То же самое относится и к другим инфраструктурам клетки-хозяина, с которыми вынужден взаимодействовать вирус. Эти белки составляют операционную систему клетки. Чем больше сходства между операционными системами разных хозяев, тем более вероятно, что вирус сможет реплицироваться в организме нового хозяина. Конечно, это слишком широкое обобщение, требующее множества предпосылок, но разумно будет предсказать, что перескоки между видами, эволюционно далекими друг от друга, будут представлять значительные трудности для вируса. Для этого надо сопоставить исход инфицирования низших африканских обезьян Старого Света вирусом обезьяньего иммунодефицита и инфицирования человека ВИЧ-1. ВИО-инфекция, как правило, протекает у мартышек доброкачественно, в то время как ВИЧ вызывает у человека неизбежную смерть в подавляющем большинстве случаев заражения. Точно так же африканский обезьяний вирус вызывает тяжелый синдром приобретенного иммунодефицита у азиатских низших обезьян. Исходы заболеваний при этом разительно отличаются, несмотря на относительно близкое эволюционное и филогенетическое родство африканских и азиатских обезьян. Эта разница иллюстрирует наличие мощных видовых барьеров, которые вирусу приходится преодолевать для того, чтобы передаваться между разными видами родственных между собой приматов. Несмотря на то что клетки африканских и азиатских обезьян пользуются сходными операционными системами, коэволюционная адаптация вируса и его естественного хозяина создает несовпадения, которые значительно влияют на патогенез вирусной инфекции у нового хозяина.