Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Теперь мы на время переместимся на территорию арбовирусов, которые переносятся от хозяина к хозяину переносчиками – членистоногими. Стоит отметить, что арбовирусы составляют 40 % всех известных патогенных вирусов (Rosenberg et al., 2013). Здесь мы обсудим примеры семейства Togaviridae и представителей рода Alphavirus. Эти вирусы отнюдь не являются новыми патогенами, но мы выберем их, потому что они встречаются на обширных территориях; за последнее время они приобрели особую важность, так как было выяснено, что этот человеческий вирус переносится комарами. В контексте нашего обсуждения принципов, направляющих коэволюцию вирусов и хозяев, особенно интересны альфа-вирусы. Это переносимые комарами РНК-содержащие вирусы с геномами длиной около 12 тысяч оснований. Способ их существования требует, чтобы они реплицировались в клетках как человека, так и комара-переносчика. Вирусы не являются простыми пассажирами. Передача болезни между животными-хозяевами требует, чтобы в крови была достаточная концентрация вируса, чтобы он был с гарантией проглочен комаром вместе с кровью жертвы. Вирус должен активно реплицироваться сначала в кишечнике, потом в гемоцеле, а затем и в слюнных железах комара. Вирус передается млекопитающему, когда комар кусает свою очередную жертву. Необходимость успешно реплицироваться в организмах комаров и млекопитающих накладывает особенно жесткие требования к вирусному геному, и способность к такой репликации является великим достижением вирусной адаптивной эволюции. Программы вируса должны быть спроектированы так, чтобы иметь возможность работать в двух сильно отличающихся друг от друга операционных системах.

Альфа-вирусы Нового Света вызывают энцефалит у людей и лошадей (мы сосредоточим наше внимание на венесуэльском вирусе лошадиного энцефалита), в то время как в Старом Свете эти вирусы вызывают заболевания, проявляющиеся сыпью, болями в суставах и лихорадкой. Для начала мы обратимся к вирусу Старого Света к вирусу чикунгунья. Первая вспышка заболевания была зафиксирована в 1952 году на плато Маконде, в южной части Танганьики (ныне Танзания). Доклад об этом заболевании был представлен в Королевском обществе тропической медицины и гигиены доктором Марион Робинсон из госпиталя Лулинди в Центральной Африке (Robinson, 1955). Эпидемия носила взрывоподобный характер, с поражением в некоторых деревнях до 60–80 % населения. Робинсон сообщила, что характерными симптомами болезни были сильнейшие боли в суставах, сыпь и высокая лихорадка. Болезнь была названа чикунгунья, что в переводе с языка макоре означает приблизительно «то, что скручивает». Болезнь особенно сильно поразила места, где обильно водились комары. Виновником оказался комар вида Aedes aegipti. В обычных условиях вирус циркулирует в организмах африканских и азиатских приматов в форме эпизоотического заболевания. Это преобладающая вирусная болезнь животных соответствующих регионов. Во время сезона дождей популяции комаров сильно размножаются, и они появляются в деревнях, где болезнь передается от человека человеку в результате комариных укусов. В прошлом, двадцатом веке вспышки чикунгуньи были редкостью, но с 2000 года болезнь перенесли 5–10 миллионов человек. Теперь вирус поражает людей не только в Африке и Юго-Восточной Азии, но также в Европе и обеих Америках. Всемирное распространение заболевания имеет своей причиной эволюционную адаптацию вируса к различным видам переносчиков рода Aedes, географический ареал обитания которого весьма обширен.