Эпидемия стерильности

Знакомьтесь: виром

По подсчетам ученых, вирусы герпеса, которые повсеместно распространены в животном мире, существуют минимум 400 миллионов лет, а может, и гораздо дольше. Эти вирусы заражают млекопитающих, птиц, рептилий, рыб и некоторых моллюсков. Кроме того, они специфичны по отношению к хозяину. У людей есть восемь нативных вирусов герпеса. Все эти вирусы остаются в организме человека на всю жизнь, и, хотя в отдельных случаях они связаны с развитием опухолевых заболеваний и простого герпеса, как правило, герпетические возбудители инфекции почти ничего не делают. Этот характерный образ действий озадачивает вирусологов. Вирусы проникают в организм человека, а затем впадают в спячку и находятся в латентном состоянии десятки лет. Это можно расценивать как стратегию паразитов, ориентированную на небольшие группы людей, — стратегию времен палеолита. Подобно тому, как поступили паразитологи в отношении крупных многоклеточных паразитов, некоторые бесстрашные вирусологи начали спрашивать, какие преимущества могут обеспечивать эти «латентные комменсалы» своим хозяевам.
Природа предлагает ряд интересных примеров полезности вирусов. В частности, вирусы могут выступать в качестве агентов биологической войны, действующих в интересах своего хозяина. Например, американская серая белка, поселившаяся на Британских островах при помощи человека, — носитель одной из разновидностей вируса оспы. Американская белка демонстрирует толерантность по отношению к этому вирусу, однако обитающая на островах красная белка воспринимает его как смертоносный. Отчасти благодаря своему спутнику в лице вируса оспы американская белка уверенно и неуклонно распространялась по территории Британии, вытеснив красную родственницу в такие уединенные места, как остров Уайт.
Эта схема напоминает ситуацию, сложившуюся после прибытия европейцев на оба американских континента. Согласно одной из оценок, 90% коренных американцев погибли от принесенных европейцами болезней, к которым у них не было иммунитета. С точки зрения теории Дарвина, как только болезни Старого Света стали частью ландшафта Нового Света, европейцы получили конкурентное преимущество над относительно чистыми коренными американцами. Один ученый применил этот же сценарий (сценарий спонтанной биологической войны), чтобы объяснить исчезновение неандертальцев. Представители Homo sapiens, только что прибывшие из Африки, были носителями микроба, который оказался смертельным для их дальних родственников Homo neanderthalensis.
Кроме того, такая динамика может разделять подвиды и удерживать их на разных эволюционных путях. Например, африканские и азиатские слоны — носители свойственных только им вирусов герпеса. Слоны каждого вида толерантно относятся к своим вирусам, симптомы почти полностью отсутствуют. Тем не менее в зоопарках однажды обнаружили, что вирус герпеса африканских слонов смертелен для слонов азиатских, и, по всей вероятности, наоборот. Если бы Индийский субконтинент внезапно соединился с Африкой, эти два вида слонов не смогли бы жить вместе, даже если бы захотели.
Однако если оставить в стороне уничтожение потенциальных соперников, какую непосредственную пользу приносят своему хозяину вирусные комменсалы (допустим, они заслуживают того, чтобы отнести их к этой категории)?
Вирусолог Эрик Бартон попытался найти ответ на этот вопрос в ходе эксперимента. Он инфицировал мышей двумя вирусами герпеса — мышиными версиями цитомегаловируса и вируса Эпштейна — Барр. Бартон предполагал, что усиленная противомикробная защита, возникающая после заражения EBV, эффективна против сторонних патогенов. В связи с этим он подверг инфицированных мышей воздействию условно-патогенных бактерий. Мыши, которые уже были носителями EBV, действительно оказались чрезвычайно устойчивыми к этим бактериям. Они лучше боролись с чумной палочкой Yersinia pestis (бактерией, которая вызывает бубонную чуму), а также с бактерией Listeria monocytogenes, которая во многих случаях служит причиной пищевых отравлений. Приблизительный подсчет численности захватчиков позволил Бартону составить количественную оценку относительной защиты. По сравнению с мышами, не получившими вирусов, у инфицированных мышей оказалось в 100–1000 раз меньше бактерий-захватчиков. Однако вирус усиливал защитные механизмы хозяина только после перехода в латентное состояние — именно на том этапе, когда он якобы ничего не делает. Это значит, что с точки зрения суперорганизма он все же кое-что сделал: укрепил оборону.
У вирусов, как правило, плохая репутация. Многие считают их губительными генетическими паразитами. Некоторые утверждают, что их даже нельзя считать живыми. Внешний вид вирусов также говорит не в их пользу: на изображениях, полученных с помощью электронных микроскопов, они выглядят как паукообразные, имеющие причудливую геометрическую форму чужаков, которые прикрепляются к невинным сферическим клеткам и разрушают их.
По этой причине, когда в 2007 году Бартон опубликовал полученные результаты в журнале Nature, это вызвало ожесточенные споры. Один из коллег переслал Бартону гневное электронное письмо от человека, работающего над созданием вакцины от вируса Эпштейна — Барр. Автор этого письма обвинял Бартона в безответственности, а также утверждал, что его работа неизбежно подольет масла в огонь антивакцинальной истерии. Однако у Бартона были более серьезные поводы для беспокойства: что, если через тридцать лет, когда вакцинация от EBV получит повсеместное распространение, мы осознаем, что вирусы герпеса, которые к тому времени исчезнут, обеспечивали незаменимые преимущества? Тогда мы начнем бранить себя за то, что не изучили все эти нюансы как следует, прежде чем уничтожать этот микроорганизм. «Если это верно с биологической точки зрения, мы должны знать об этом», — сказал мне Бартон.
Другая группа исследователей воспроизвела результаты Бартона, хотя обнаружила при этом, что вирус обеспечивает защиту только на шесть месяцев. По мнению этих исследователей, такого срока недостаточно для того, чтобы вирус мог претендовать на статус мутуалиста. Бартон считал, что эта интерпретация не учитывает такой важный фактор, как временная привязка. Принимая во внимание продолжительность жизни мышей, можно сказать, что через полгода наступает мышиный средний возраст. Другими словами, вирус защищал мышей даже после наступления репродуктивного возраста. По мнению Бартона, защита на раннем этапе жизни — это, по всей вероятности, самый важный аспект мутуализма между млекопитающими и вирусами.
Бартон объясняет, что в прежние времена вирус поступал в организм детей в момент прекращения грудного вскармливания, особенно если матери пережевывали для них пищу. Именно в этот период ослабевает пассивная защита, которую передают антитела грудного молока, а подверженность воздействию патогенов усиливается. Бартон считает, что такое грандиозное появление вируса в идеально подобранный момент времени — не случайность. Вирус усиливает иммунную защиту именно тогда, когда ребенок наиболее уязвим, или, как говорит Бартон, вирус служит в качестве «инъекции пенициллина в тот момент, когда ребенок нуждается в этом больше всего». Продолжая эти размышления, Бартон утверждает, будто совсем неслучайно другие вирусы герпеса, остающиеся в организме человека на всю жизнь, скрываются в тех зонах, в которых обычно закрепляются микробы-захватчики (слизистая оболочка рта и половых органов). По мнению Бартона, вирусы герпеса усиливают иммунную защиту в самых уязвимых зонах.
Хотя в некоторых кругах считают, что идеи Бартона граничат с ересью, в других областях такие наблюдения стали привычными. Некоторые ученые анализируют эти связи в поиске подсказок относительно лечения определенных инфекционных заболеваний. Например, у носителей вируса гепатита G и ВИЧ-1 медленнее развивается СПИД с развернутой клинической картиной по сравнению с теми, у кого нет вируса гепатита G. По всей вероятности, вирус гепатита усиливает иммунитет против ВИЧ. Так должно ли лечение ВИЧ имитировать последствия заражения вирусом гепатита G?
Предварительное заражение человеческим цитомегаловирусом (еще одним вирусом герпеса) также подавляет воспроизводство ВИЧ-1. А вирус гепатита А может защитить от заражения гораздо более изнурительной формой гепатита — вирусом гепатита С, который приводит к образованию рубцовой ткани в печени и вызывает рак.
Для определенной категории генетиков в таких на первый взгляд мутуалистических взаимоотношениях нет ничего удивительного. Одним из главных открытий, сделанных после расшифровки человеческого генома, первый набросок которого был опубликован в 2001 году, был тот факт, что 8% нашего генетического материала состоит из вирусов, интегрированных в саму нашу ДНК. Поначалу ученые считали эти частички вирусов своего рода мусором, оставшимся после прошлых вторжений, однако десять лет спустя становится все более очевидным, что эти внедрившиеся вирусы сделали возможным ряд важных эволюционных скачков.
Рассмотрим в качестве примера нашу адаптивную иммунную систему: белые кровяные клетки, которые учатся, кого следует распознавать и атаковать, а к кому проявлять толерантность на протяжении всей жизни. В основе этого процесса лежит умение генерировать рецепторы, способные распознать что угодно. Как мы создаем практически бесконечные возможности на основе конечного генома? Перетасовывая ограниченный набор инструкций до тех пор, пока не будет получена та или иная комбинация. По мнению ученых, эту способность обеспечил вирус, который внедрился в наш геном.
Можно рассмотреть также плаценту — орган, позволяющий млекопитающим вынашивать плод внутри организма. Плацента выполняет много задач, в том числе прячет эмбрион от иммунной системы матери. По мнению ученых, именно интеграция вируса сделала возможной такую способность к маскировке. Интегрированный вирус помогает подорвать иммунный ответ матери.
Какими бы интересными ни были эти примеры, они не оказывают серьезного влияния на рассматриваемый вопрос: если мы эволюционировали вместе с вирусом Эпштейна — Барр и этот вирус является скорее мутуалистом, чем патогеном, тогда почему в наши дни он провоцирует рассеянный склероз? Возможно, запоздалое внедрение этого вируса в организм меняет характер его воздействия на хозяина, однако сам по себе этот факт не может объяснить значительные различия в распространенности рассеянного склероза в мире. Как и в предыдущих случаях, вклад данного вируса в общую картину происходящего может зависеть от контекста более крупного суперорганизма (от того, что еще присутствует или отсутствует в нем).
В прошлом вирус Эпштейна — Барр попадал в организм человека гораздо раньше: по всей вероятности, в момент прекращения грудного вскармливания. (В развивающихся странах это происходит до сих пор.) Возможно, бактерия Helicobacter pylori прибывала в то же время. Кроме того, человек еще в детстве подхватывал некоторых гельминтов. Питание и постоянное пребывание в среде, изобилующей гельминтами, обеспечивало формирование совершенно другой микробиоты, которая, насколько мы можем судить, носила менее выраженный воспалительный характер. Сигналы, поступающие от мамы в период развития плода, также были другими. В крови с самого рождения циркулировало больше регуляторных Т-клеток. А теперь вопрос: возможно ли в этом контексте, чтобы усиление воспалительного ответа, обусловленное EBV, приносило пользу совершенно безвозмездно, то есть чтобы была защита от вторжения и не было аутоиммунной реакции?
Я задаю этот вопрос Бартону, и он, будучи серьезным ученым, отвечает, что никто не искал ответ на этот вопрос экспериментальным путем. «Никто даже близко не подошел к этому», — говорит он.
Как выяснилось, различия в распространенности других заболеваний, связанных с EBV, свидетельствуют о том, что на самом деле коинфицирование играет важную роль в определении причиненного вирусом ущерба. В тех местах, где рассеянный склероз встречается реже всего (в Африке и Южной Азии), с вирусом Эпштейна — Барр связывают возникновение ужасных форм рака, обусловленных вторичной инфекцией. Воспользовавшись этой информацией в качестве ориентира, мы можем составить весьма приближенные уравнения, в частности: малярия в сочетании с EBV вызывает предрасположенность к раку белых кровяных клеток, которую называют иногда лимфомой Беркитта; вирус Эпштейна — Барр в сочетании с ВИЧ (еще одним вирусом, который нарушает равновесие иммунной системы) повышает риск развития лимфом. Получив на одном полюсе злокачественные опухоли, обусловленные EBV, а на другом — связанные с EBV проблемы высоких широт (такие, как мононуклеоз и рассеянный склероз), мы можем выделить золотую середину — оптимальную конфигурацию суперорганизма. В эту конфигурацию входит раннее прибытие вируса, успокаивающая микробиота, постоянное микробное давление со стороны микроорганизмов, обитающих во внешней среде, а также несколько паразитов, стимулирующих регуляторные цепи. Следовательно, в этой регуляторной функции задействованы не только гельминты.
Показать оглавление

Комментариев: 3

Оставить комментарий

  1. tuiquiCalt
    Замечательно, очень ценная фраза --- Очень замечательно! гдз дорофеев, гдз егэурок и английский rainbow ютуб гдз
  2. beherzmix
    Между нами говоря, попробуйте поискать ответ на Ваш вопрос в google.com --- Я что-то не понимаю гдз чесноков, яблонский гдз и класс rainbow гдз мещерский
  3. inarGemy
    Я извиняюсь, но, по-моему, Вы не правы. Пишите мне в PM. --- Буду знать, большое спасибо за помощь в этом вопросе. службы досуга иркутск, агентство досуг иркутск или индивидуалки в Иркутске досуг для детей иркутск