Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Вспомним, что в 1918 году свиньи были заражены вирусом испанки H1N1. Если, действительно, люди получили вирус непосредственно от птиц, то кто в таком случае заразил свиней. Это был очень важный этап. (Я говорю «если», потому что трудно исключить возможность, что вирус сначала был передан от птиц свиньям, а уже от них – людям). О таком же феномене сообщили в 1977 году, когда штаммы человеческого гонконгского вируса H3N2 были обнаружены в популяциях свиней в Азии (Shortridge et al., 1977). Несомненно, эти штаммы некоторое время циркулировали среди свиней, так как они были весьма схожи с вирусами H3N2, которые к тому моменту уже перестали циркулировать в человеческой популяции. Это было свидетельством не только того, что свиньи могут играть роль тигля и передавать вирусы людям, но и того, что вирус может передаваться от человека свинье. Выше я уже упоминал, что вычисленная скорость эволюции вируса птичьего гриппа в птичьих популяциях очень небольшая; этот феномен приписывают длительной взаимной эволюционной адаптации вируса и хозяина, что и наложило отпечаток на поведение вируса птичьего гриппа. Скорость эволюции вируса гриппа в свиной популяции ниже, чем в популяции человеческой. Следовательно, вирус, циркулирующий среди свиней, может играть роль архива альтернативно развивавшегося генетического материала, что достигалось перемещениями и включениями в геном материала либо человеческого, либо птичьего гриппа, которые могли одновременно инфицировать свиней. Это может создать феномен, известный под названием «тройное перемещение вирусов»: вырисовывается фантастическая картина соединения различных генных компонентов из смеси циркулирующих свиных, птичьих и человеческих вирусов. Такие составные вирусы действительно циркулировали в американских и китайских свиных популяциях и часто передавались людям, контактировавшим с зараженными свиньями (Smith et al., 2009; Yin, Yin, Xie, Zhang, Qi, 2014).

Вскоре после того, как в 2009 году начал циркулировать вирус S-OIV, специалисты по молекулярной вирусологии принялись исследовать свойства нового вируса, стараясь выяснить его происхождение. Откуда и как он возник? Выяснилось, что вирус имеет очень сложную генеалогию (Smith et al., 2009; Zimmer, Burke, 2009). Из восьми генных сегментов шесть были унаследованы от вирусов с тройным перемещением, которые сами произошли от человеческого вируса H3N2, птичьего вируса и классического свиного вируса H1N1. Оставшиеся два сегмента могли происходить из свиного вируса H1N1 птичьего происхождения, который был обнаружен на просторах Евразии в 1979 году. Интересно, что вирус испанки продолжает свое существование в этой же пандемической линии в форме трех генных сегментов: гемагглютинина (ГА), неструктурных белков и нуклеокапсида, каждый из которых был передан путем тройного перемещения генного материала. Эти два вируса свиного гриппа H1N1 подверглись смешиванию в клетках свиней с формированием S-OIV незадолго до того, как были переданы человеку и вызвали пандемию. Это вполне очевидный факт, потому что генетическое расстояние между их генами и генами родительских вирусов указывают на степень дивергенции, которая была бы возможна только при условии циркуляции – в течение некоторого времени – в свиной популяции. Представляется весьма вероятным, что «перетасованный» вирус, появившийся во время пандемии 2009 года в виде штамма H1N1, некоторое время вызревал, необнаруженный, в мексиканской свиной популяции, прежде чем инфицировать первого пациента (Smith et al., 2009). Эти события перемещения генетического материала привели к соединению подтипа 1 ГА и подтипа 1 НА, то есть тех же подтипов, которые циркулировали в 2008 году. Оба подтипа происходят от вируса испанки 1918 года, но генетически от него отличаются: подтип 1 НА происходит от птичьего вируса, а также от вируса евразийского свиного гриппа, а подтип ГА 1 происходит от штамма классического свиного гриппа H1N1. Несмотря на то что ген гемагглютинина происходит от гена предкового вируса 1918 года H1N1, он сильно изменился в своем развитии за девяноста лет адаптации к хозяевам различных биологических видов. Подтип гемагглютинина, обнаруженный в человеческом вирусе H1N1, который продолжает циркулировать и в наши дни (а в 2009 году был использован для изготовления вакцины), совершил большой эволюционный путь, и сегодня сильно отличается от своего предка – вируса свиного гриппа. К 2009 году человеческая популяция уже не имела иммунологической памяти ни для одного поверхностного антигена группы S-OIV.