Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Грипп чаще встречается в виде сезонных эпидемий, в зимние месяцы, в регионах с умеренным климатом в Северном и Южном полушариях. Факторы, управляющие этой сезонностью, неизвестны. Высказывалось предположение, что такие погодные условия благоприятствуют передаче вируса между хозяевами – возможно, благодаря более тесному контакту между людьми, проводящими в зимние месяцы больше времени в закрытых помещениях. Другие ученые считают причиной сезонное ослабление иммунитета или дефицит витамина D в связи с укорочением светлого времени суток. Некоторые или все эти факторы могут играть большую или меньшую роль. Выяснено, что эпидемии гриппа среди птиц возникают во время, предшествующее миграции, когда птицы сбиваются в группы после рождения восприимчивых к гриппу птенцов, поэтому весьма вероятно, что поведенческие факторы, влияющие на передачу вирусов, являются основными в определении сезонности инфекции (Nelson, Holmes, 2007). Было установлено, что тиглем человеческого гриппа являются субтропические области Восточной и Юго-Восточной Азии. В этих областях эпидемии не следуют сезонным циклам, и вирус может быть выделен в любое время года. Представляется вероятным, что линии вирусов гриппа постоянно циркулируют в этом регионе и сеют семена эпидемий, распространяющихся в зоны с умеренным климатом.

Эволюция генотипов и фенотипов вируса гриппа, происходящая во время эпидемий, является главной проблемой в их безграничной возможности вызывать эпидемии у людей. Мы принимаем как догму, что постоянство ежегодных эпидемий стало возможным благодаря способности вирусов избегать воздействия иммунитета хозяев путем образования новых штаммов. Геном циркулирующего во время эпидемии вируса гриппа находится в организме хозяина под сильным давлением отбора. Это давление является орудием гонки вооружений: если у хозяина сохранена иммунологическая память об инфицировании тем же или близкородственным вирусом, находящиеся на страже антитела быстро нейтрализуют вирус сразу после инфицирования. Поэтому на вирусы действует сильное диверсифицирующее давление, которое благоприятствует вирусам с измененными антигенами. Такие вирусы не распознаются иммунной системой хозяина и становятся объектами положительного отбора. Только те вирусы и содержащаяся в них генетическая информация, которые избегнут нейтрализации, смогут обеспечить непрерывность передачи в популяции жертв. Вирус создает необходимое генетическое разнообразие в форме мутаций поверхностных гликопротеинов ГА и НА. Доминантные эпитопы белка нейраминидазы обнаруживаются в наиболее далеко выступающем участке белка ГА, называемом HA1. Эта часть вирусной частицы наиболее важна в определении ее антигенности, именно она распознается и связывается защитными антителами. Исторически HA1 всегда был самым исследованным белком вируса гриппа, как с точки зрения филогенеза, так и с точки зрения иммунологии. Каждый год собирались и исследовались нуклеотидные последовательности для выяснения генетической эволюции циркулирующего вируса гриппа. Внимательному изучению подверглись и защитные антитела, распознающие HA1; на этом белке были выявлены пять главных эпитопов, частей белка, на которые предпочтительно нацелены антитела. Именно здесь разыгрывается первая стадия гонки вооружений.