Помоги проекту - поделись книгой:
Вирус иммунодефицита человека можно считать образцовым представителем стратегии второго типа, самым миролюбивым из всех паразитов. Сам по себе этот вирус не вызывает какой-либо болезни, он только лишает организм естественной защиты от многих других болезней.
Вирусы обладают способностью вставлять свою ДНК или РНК в молекулы ДНК клеток-хозяев. Эта способность вирусов используется в генной инженерии. Для переноса генов используются наиболее агрессивные вирусы, способные проникать практически в любые клетки. Предварительно с ними проводят определенную работу, изменяют их так, чтобы они стали бы безопасными и действовали бы исключительно в целях науки – доставляли бы в клетки нужные исследователям гены и обеспечивали бы их внедрение в молекулу ДНК. Генетикам же важно получить жизнеспособные клетки с пересаженными генами, которые могли бы размножаться, иначе вся затея с пересадками генов, именуемая по-научному трансгенезом, теряет весь смысл.
Практически все, что возможно в лабораторных условиях, вероятно и в реальной жизни. Почему бы вирусам не вставлять целиком свою нуклеиновую кислоту в хозяйские молекулы ДНК с таким расчетом, чтобы вирус (держитесь за стулья-кресла крепче и дышите ровно!) передавался по наследству при делении клеток? Вы представляете выгоду? Одна успешная операция по внедрению ДНК – и вечная (условно вечная!) жизнь. Пораженная вирусом клетка не погибает и не превращается в одноразовую фабрику по производству новых вирусов. Клетка становится фабрикой-праматерью, а вирус – естественной частью клетки. Кстати говоря, есть мнение, что многие клеточные органы (за исключением ядра, оболочки и цитоплазмы) возникли именно в результате такого стороннего внедрения чужеродной генетической информации.
И не надо думать, что третья стратегия не нанесет организмам-хозяевам вреда. Очень даже нанесет, проявится в виде различных болезней, причем болезней наследственных, лишенных явных признаков инфекционного процесса. Такая ползучая эпидемия может растянуться на несколько веков, и чем она закончится, это еще бабушка надвое сказала. Нельзя исключить такой фатальный вариант, как исчезновение человеческой популяции (простите автора, если он кого-то огорчил, но это была не злая шутка, а рассмотрение реальной научной гипотезы, имеющей под собой довольно твердую почву).
Для того чтобы вы представили всю опасность внедрения какого-то лишнего фрагмента в одну из молекул человеческой ДНК, надо совершить небольшую экскурсию в область генетики.
Самым распространенным и известным нарушением числа хромосом у человека является синдром Дауна, при котором к 21-й паре хромосом добавляется еще одна хромосома. Этот синдром получил название в честь впервые описавшего его в 1866 году английского врача Джона Дауна, но причина синдрома, связанная с врожденным изменением количества хромосом, была выявлена только в 1959 году.
На первый взгляд может показаться, что много – это не мало. Недостаток одной хромосомы может приводить к дефициту закодированных в ней белков, которые будут синтезироваться с одной матрицы ДНК вместо двух[22]. Недостаток чего-то в организме всегда создает проблемы. Но лишняя молекула ДНК вроде бы не должна делать этого…
Вроде бы не должна, но создает, причем довольно крупные. Для синдрома Дауна характерно более 30 специфических признаков, проявляющихся с различной частотой. Начиная с умственной отсталости и заканчивая врожденным лейкозом – злокачественным заболеванием кроветворной системы.
Почему одна лишняя матрица для кодирования белков вызывает столь многочисленные и разнообразные отклонения от нормы? Дело в том, что наш организм, как и вообще любой живой организм, представляет собой тщательно сбалансированную систему. Баланс – основа нормальной жизнедеятельности, и любое его нарушение чревато негативными последствиями.
Каждая хромосома «обслуживается» комплексом белков и ферментов, которые обеспечивают считывание информации с молекулы ДНК для синтеза белков, ведь все признаки организма определяются конкретными белками, информация о которых записана в молекулах ДНК.
Давайте представим дом, в котором живут сорок шесть семей (по числу наших хромосом). У каждой семьи есть кухарка, которая готовит еду, и горничная, которая следит за порядком. А еще в доме живет дворник, который подметает двор и следит за тем, чтобы все коммуникации функционировали нормально.
Дом – это клеточное ядро, содержащее хромосомы.
В один несчастливый день алчный домовладелец вселяет в квартиру к дворнику еще одну семью. Невелика шишка дворник, он и в прихожей спать может или, скажем, в подвале, а лишние жильцы – это дополнительная прибыль. Кухарку и горничную новым жильцам домовладелец не нанимает, считая, что имеющаяся в доме прислуга может обслуживать дополнительную семью по очереди. В нагрузку к своим основным обязанностям, так сказать.
Знакомая ситуация, верно? У вас на работе тоже было нечто похожее. Кого-то из коллег уволили, а их обязанности распределили по оставшимся. Разумеется, без увеличения заработной платы, ведь увольняли для того, чтобы сэкономить.
Что получится в результате? Ежедневно какая-то из семей-старожилов будет страдать, потому что их прислуге придется работать на два фронта. Обслуживая две семьи вместо одной, и кухарка, и горничная будут выполнять свои обязанности кое-как, наспех. Завтрак запоздает, на обед вместо трех блюд будет подано два, а про ужин кухарка впопыхах может вообще забыть. Горничная вместо нормальной уборки ограничится сдуванием пыли с самых заметных мест и протиркой полов в центральных частях комнат. И так по кругу, каждый день в каком-то из семейств старожилов…
О том, каково придется новым жильцам, лучше вообще не думать. Их будут обслуживать плохо, поскольку для прислуги они являются обузой. Да и дворник будет постоянно высказывать им свое недовольство, а в знак протеста станет халатно относиться к своим обязанностям. В результате трубы в доме начнут протекать, в электропроводке часто будут случаться замыкания, чистый двор превратится в грязный… Бизнес алчного домовладельца может серьезно пострадать из-за подобной экономии.
Точно так же страдает жизнедеятельность всего организма из-за появления одной дополнительной хромосомы. Лишняя хромосома есть, а сил средств на ее обслуживание нет, и проигнорировать ее организм не может, потому что он на такое не запрограммирован. Всю имеющуюся информацию нужно считывать – и точка!
В результате возникает дисбаланс, начинаются сбои в передаче информации с молекул ДНК. Одни белки совсем не синтезируются, а другие синтезируются с ошибками, и весь этот непорядок приводит к тому, что организм развивается и функционирует не так, как положено.
ДНК или РНК вируса – это, по сути, та же лишняя хромосома, дополнительный генетический материал, на полноценное обслуживание которого у организма нет ресурсов. Вирус организму-хозяину эти ресурсы не обеспечит, нет у него возможности полностью «перепрограммировать» работу по считыванию информации с молекул ДНК. Он только добавит проблем, не более того.
Патогенность возбудителя при третьем типе стратегии никуда не денется, она всего лишь «замаскируется». Нельзя сказать, что вставка (прочная вставка!) РНК или ДНК вируса в молекулу ДНК организма-хозяина, не нанесет хозяину вреда.
И вообще, комменсализм с паразитами – это утопия. Инстинктом самосохранения микробы не обладают, а любое противоборство с ними приведет не к тому, что станет снижаться патогенность и придет комменсализм, а к исчезновению данного микроорганизма. Болезнетворные микробы скорее передохнут, нежели поступятся своей патогенностью. Но экологическую нишу нельзя уничтожить вместе с микробом, который ее занимал, а ниши пустыми не остаются[23]. Убираем одну проблему – получаем другую. Так что инфекционисты с венерологами могут спать спокойно. Принудительная переквалификация им не грозит, потому что без работы они никогда не останутся. Даже в самом отдаленном будущем. И если у вас от такого несовершенства бытия щемит сердце, то можете написать фантастический роман о том, как человечество заключило мирный договор с паразитами. Переживания нужно выплескивать, а не держать внутри, это вам любой психолог подтвердит.
Глава третья. Природные резервуары возбудителей
Человек, у которого есть какие-то средства на банковском счету или в стеклянной банке, зарытой в огороде, чувствует себя увереннее человека, ничего не отложившего на черный день. То же самое можно было бы сказать и о возбудителях инфекционных заболеваний, если бы эти микроскопические существа были бы способны что-то чувствовать. Только вместо банковского счета у некоторых возбудителей есть природные резервуары, которые делают их бессмертными и непобедимыми. Ладно, давайте не будем пессимистами – условно непобедимыми. Во-первых, не в одном природном резервуаре дело, санитарные меры и специфическое лечение позволяют держать в рамках повиновения даже тех возбудителей, у которых есть природные резервуары, во-вторых, наука не стоит на месте, а
Благодаря беллетристике и кинематографу вы, наверное, хорошо представляете, как много усилий приходится прилагать полицейским или налоговым инспекторам для того, чтобы установить истинных владельцев банковских счетов, запрятанных где-то в потаенных глубинах Каймановых островов, или же найти все скрытые счета подозреваемого. Та еще морока, верно? Примерно так же трудно найти настоящий природный резервуар инфекционного заболевания. Думаю, в третьей главе уже не нужно пояснять, какое значение имеет знание природного резервуара для борьбы с эпидемиями, не так ли?
Взять, хотя бы чуму… Но давайте сначала кое-что уточним. Когда заходит речь о какой-то эпидемии, сразу же упоминают про ее очаг, эпидемический очаг. Не путайте очаг с резервуаром. Природный резервуар – это долговременный хозяин болезнетворного организма, обеспечивающий ему как биологическому виду возможность непрерывного существования. Современное определение эпидемического очага выглядит громоздким и немного сложным для понимания: место пребывания источника инфекции с окружающей его территорией в тех пределах, в которых он способен в данной конкретной обстановке, при данной инфекции передавать заразное начало окружающим. Но можно воспользоваться более ясным определением, которое в наши дни считается устаревшим: эпидемический очаг – это территория, на которой возможно в определенных границах времени и пространства заражение людей возбудителями инфекционных болезней.
Итак, возьмем чуму. С библейских времен это заболевание связывалось с грызунами (вспомните золотых мышей «по числу всех городов Филистимских»). После того как была открыта чумная палочка, ее природным резервуаром «назначили» грызунов. Надо понимать, что, говоря о природном резервуаре, врачи и биологи имеют в виду первичный природный резервуар, то есть Истинного Хранителя, а не промежуточных хозяев. При изучении любого процесса важно докопаться до его корней.
Грызуны – резервуар чумы, а блохи – передатчики заболевания. Все логично и убедительно.
Клетки иммунной системы вырабатывают против чужеродных агентов (возбудителей заболевания) особые белки – антитела, которые связываются с возбудителем и блокируют его, убивают или делают неактивным, то есть безвредным, не способным вызвать заболевание. По антителам, содержащимся в крови, можно судить о присутствии возбудителя в организме. Возбудителя может быть очень мало, он способен прятаться в каких-то потаенных глубинах, где его, образно говоря, и днем с огнем не найдешь, но антитела его выдадут.
Антитела, иначе называемые иммуноглобулинами, начали изучаться с 30-х годов прошлого века, а во второй половине его определение антител стало применяться при наблюдениях за животными, которые считались резервуарами опасных инфекционных заболеваний. Суть процесса заключалась в регулярном определении антител к данному заболеванию в крови отдельных «резервуаристов», пойманных в разных точках ареала их обитания. Если выяснится, что количество зараженных животных вдруг начало расти, то нужно срочно принимать противоэпидемические меры. Точнее, противоэпизоотические, потому что широкое распространение инфекционной болезни среди одного или многих видов животных на обширной территории, существенно превышающее обычно регистрируемый уровень заболеваемости, называется эпизоотией. По сути, эпизоотия представляет собой эпидемию среди животных, не переходящую на человека. Потому в ее названии слово demos – народ, заменено словом zoon – животное.
И что же выяснилось?
А выяснилось, что даже в годы, предшествующие очередной эпизоотии, антитела к чумной палочке не обнаруживаются практически ни у одного грызуна, несмотря на большое количество исследованных животных. В Советском Союзе подобные наблюдения проводились, в частности, в Южном Прибалхашье (ныне это территория Казахстана) в 1975–1978 годах между двумя эпизоотиями. Ученые ожидали, что перед началом эпизоотии, еще до выделения культур возбудителя из больших песчанок, которые являлись основным носителем чумы в это регионе, должно происходить постепенное накопление животных с антителами к возбудителю чумы. Это логично. Количество инфицированных животных в популяции постепенно нарастает, и, когда оно дойдет до некоей критической точки, начнется эпизоотия.
Однако ничего подобного в Южном Прибалхашье не наблюдалось. В 1978 году, предшествующем возникновению новой эпизоотии, не было обнаружено ни одной песчанки с антителами к возбудителю чумы. А в конце июня 1979 года у песчанок и их блох на значительной территории, площадь которой превышала 160 тысяч гектаров, обнаружили чумную палочку, а вскоре вспыхнула эпизоотия.
Результаты целого ряда подобных наблюдений наводили на мысль о том, что первичным резервуаром чумы могли являться блохи. Зараженные чумой, они могут сохраняться без питания в замурованных земляной пробкой норах в течение продолжительного периода. Клещи также могли выступать в роли хранителей чумной палочки. Мы не станем углубляться в дебри эпидемиологии, поскольку в них без специального образования ничего не понять. Будет лучше просто сказать, что ни в отдельности, ни в связке с грызунами блохи и клещи «не тянут» на первичный природный резервуар чумной палочки, обеспечивающий ее непрерывное существование. Вот не тянут – и все тут! Ищите глубже.
Глубже и нашли. В настоящее время наиболее достоверной выглядит гипотеза, выдвинутая отечественным микробиологом Михаилом Супотницким. Оттолкнувшись от родства чумной палочки с ее эволюционным предком псевдотуберкулезной йерсинией (а у этого микроба-паразита весьма широкий круг хозяев), Супотницкий предположил, что чумная палочка может паразитировать в почвенных одноклеточных организмах, принадлежащих к биологической группе простейших. Имея в запасе такое надежное убежище, позволяющее существовать бесконечно, чумная палочка может позволить себе такую роскошь, как высокая патогенность. Зачем заботиться о сохранении жизни своим наземным жертвам, если всегда можно спрятаться в земле? Нет уж, пускай они болеют ярко, широко распространяя при этом возбудителя болезни.
При таком подходе инфицированные грызуны являются не природным резервуаром чумы, а всего лишь индикатором сдвига в экологии одноклеточных организмов, первичных хозяев чумной палочки.
Начали с грызунов, а пришли к почвенным одноклеточным. Бывает.
Если вас удивляет, что один одноклеточный организм способен паразитировать в другом одноклеточном организме, то на самом деле в этом нет ничего удивительного. Чумная палочка имеет размер 0,3–0,6 × 1–2 мкм[24] (форма у них яйцевидная, промежуточная между палочкой и шариком), а размер крупных простейших по бо́льшей оси может доходить до 45 мкм. Простейшие имеют ядро, они более сложно устроены, чем безъядерные бактерии и гораздо крупнее, так что чумной палочке есть где расположиться, для того чтобы переждать тяжелые времена.
Чумная палочка не единственный Особо Опасный Паразит Простейших. Возбудители лепры (микобактерии лепры и лепроматоза) могут паразитировать внутри амеб рода Acanthamoeba, которые живут в почве, пресной воде и болотных мхах. Кстати говоря, если раньше природным резервуаром лепры считались больные люди и носители, то сейчас эта неблаговидная роль перешла к простейшим.
Среди вирусных заболеваний есть большая группа так называемых геморрагических лихорадок, к которым, в частности, относятся желтая лихорадка, лихорадка денге, лихорадка Эбола, лихорадка долины Рифт и др. (название обычно дается по месту первого обнаружения заболевания). С лихорадкой все ясно, а вот слово «гемморагическая» несведущему человеку непонятно. Так и напрашиваются ассоциации с геморроем. И совершенно обоснованно, надо сказать, напрашиваются, потому что геморрагия переводится с греческого как кровотечение. Для гемморагических лихорадок характерны такие симптомы, как высокая температура и нарушение свертываемости крови, проявляющееся сыпью на теле и кровотечениями. Летальность[25] при различных лихорадках разная, но всегда высокая. Самой смертоносной на сегодняшний день считается лихорадка Эбола, убивающая до 9 человек из 10 заболевших. И если у лихорадки денге с первичным природным резервуаром есть какая-то ясность – то ли обезьяны, то ли обезьяны в компании с летучими мышами, то природный резервуар лихорадки Эбола ученые не могут установить с 1976 года, то есть уже 40 с лишним лет. Несмотря на активные поиски…
В случае с лихорадкой Эбола, получившей свое название от одной из заирских рек, установление природного резервуара носит не только научное, но и политическое значение. Если у какой-то смертоносной инфекции, могущей вызывать эпидемии (а именно такой является лихорадка Эбола), не удается быстро установить природный резервуар, то сразу же появляются конспирологические версии, «убедительно» объясняющие миру, что это заболевание является не природным, а рукотворным. Возбудитель выведен в секретных лабораториях (Пентагона, Кремля, Моссада, колумбийской наркомафии – можно вставить сюда все, что угодно), для того чтобы уничтожить определенную группу людей. В случае с вирусом Эбола – африканцев, живущих в Западной и Центральной Африке, регионах, богатых полезными ископаемыми. Когда вирус убьет местное население, транснациональные корпорации при помощи военных приберут к рукам все эти природные богатства… Делайте выводы.
Да, делайте выводы, но не упускайте из внимания и то, что вирус Эбола с одинаковым успехом поражает представителей разных рас, а не только африканцев. Но природный резервуар этого зловредного вируса найти все же нужно. Глядишь, и получится извести его начисто.
Как вы думаете, может ли микроорганизм поменять свой природный резервуар (по-научному это называется смещением резервуара)?
Разумеется, может. Если антилопы или, скажем, куропатки, способны мигрировать из одного района в другой при изменении условий обитания в худшую сторону, то почему бы вирусам или бактериям не делать того же? Если микроб лишается одного резервуара, то пытается (при возможности) подыскать себе другой, чтобы не повторить печальную судьбу вируса натуральной оспы. Например, массовая вакцинация домашних собак, а также кошек и сельскохозяйственных животных от бешенства привела к смещению природного резервуара вируса этого заболевания на диких плотоядных животных: волков, лисиц, енотовидных собак, шакалов, песцов, мангустов, скунсов, летучих мышей. Если микробу есть куда перейти, он туда непременно перейдет, можете не сомневаться.
Природным резервуаром холеры традиционно считались (и продолжают считаться официально) больные и носители холерного вибриона. Не вызывает особого удивления появление холеры в портовых городах, туристических центрах или мегаполисах, то есть в местах большой проходимости. Среди множества приезжих вполне может оказаться кто-то из эндемичного[26] «холерного» региона. Но как можно объяснить обнаружение холерного вибриона в различных водоемах нашей страны, которые никак нельзя отнести к местам большой проходимости? Туристов нет, круглый год живут только местные, а во второй половине июля и в августе в водоемах обнаруживается холерный вибрион… Вспомните то, что было сказано выше о способности холерных вибрионов вступать в симбиоз с зоопланктоном и рядом других обитателей водоемов. Явно настало время пересмотреть взгляды на природный резервуар холеры. На самом деле он находится в водной среде, а не в человеческом организме. Согласно наиболее убедительной гипотезе, у холерных вибрионов в водной экологической системе существуют не одна, а две экологические ниши: часть вибрионов обитает непосредственно в воде, а другая паразитирует в различных водных организмах. Множество симбиотических связей холерных вибрионов с простейшими, ракообразными, моллюсками и рыбами обеспечивает им стабильное сохранение вида в водной среде.
Интересная деталь: лабораторное культивирование амеб вида неглерия Фоулера и некоторых представителей рода акантамеб совместно с холерными вибрионами показало, что вибрионы после поглощения их амебами способны активно размножаться внутри своих хозяев и сохранять жизнеспособность при образовании амебами цист[27]. Представьте, как хорошо вибрионам находиться внутри клетки, защищенной дополнительной оболочкой. Есть надежная защита, есть удобная квартира, есть запас питания – ну чего еще можно желать?
Природные резервуары возбудителей инфекционных заболеваний подразделяются на четыре вида:
1) почвенный;
2) водный;
3) техногенный;
4) наземный.
В почве можно найти практически все роды бактерий, к которым относятся возбудители инфекционных заболеваний человека и животных. Напрашивается во-прос: как возбудитель заболевания попадает из почвы в организмы наземных животных? Конечно же, с растениями, ведь именно они связывают почву с наземным миром. Вот, к слову будь сказано, наглядная иллюстрация того, что в биологии далеко не каждый метод решения проблемы может быть приемлемым. Можно ликвидировать почвенный природный резервуар какой-либо болезни путем уничтожения всей растительности на данной территории. В чем-чем, а в уничтожении растительности человечество достигло высокого мастерства. Но не окажется ли такая победа пирровой победой[28]?
Водный резервуар в тех климатических поясах, где водоемы зимой не покрываются ледяной коркой, является более благоприятным для обитания микроорганизмов, нежели почвенный. Микроорганизмы вступают в симбиоз не только с живущими в воде животными, но и с растениями. Например, существуют гипотезы, согласно которым первичными природными резервуарами вибриона Эль-Тор является водный гиацинт или ряска.
С наземными резервуарами все ясно – это обитатели земной поверхности, начиная с блохи и заканчивая человеком. Но что такое техногенный природный резервуар? Воображение сразу же рисует секретные лаборатории, в которых ученые выводят смертоносные вирусы… Да, бактериологическое оружие существует и от этого факта никуда не деться, но техногенными резервуарами возбудителей инфекционных заболеваний называют экологические ниши, созданные в результате деятельности человека. Склады, водопровод и канализация, системы вентиляции и кондиционирования воздуха, медицин-ские учреждения, собирающие микробов со всей обслуживаемой территории – все это техногенные резервуары. Разумеется, все они являются вторичными, поскольку получают возбудителей инфекций из природных резервуаров, но их эпидемиологическое значение точно такое же, как и у природных резервуаров, ведь многие люди контактируют только с техногенными очагами инфекций.
Классическим примером инфекции, пришедшей к людям из техногенного резервуара, является легионеллез, или болезнь легионеров, острое инфекционное заболевание, вызываемое различными видами микроорганизмов, относящихся к биологическому роду Legionella. В природе эти микробы обитают в водоемах, населенных водорослями. С водорослями и обитающими в воде простейшими, в первую очередь с амебами, у легионелл сложились такие же теплые отношения, что и у холерных вибрионов.
Название заболевания и его возбудителя связано со вспышкой в Филадельфии в июле 1976 года тяжелого заболевания дыхательной системы, напоминавшего пневмонию. Заболевшие оказались участниками съезда Американского легиона[29], который ежегодно проходил в Филадельфии. Всего заболел 221 человек, из которых умерло 34.
О чем можно подумать в первую очередь, когда массово заболевают участники какого-то собрания, но при этом болезнь от них никому не передается (легионеллез относится к малозаразительным инфекциям)? Разумеется, об отравлении. Картину, похожую на клинику легионеллеза, можно наблюдать при отравлениях различными токсичными веществами, но ни одно из подозреваемых в отравлении веществ не было обнаружено в организмах умерших легионеров. Версия с гриппом тоже не нашла подтверждения. И только в начале 1977 года из фрагмента легочной ткани одного из умерших была высеяна бактерия, которую в память о ее жертвах назвали Легионелла пнеумофила (в дословном переводе – легионелла, испытывающая склонность к легким). Выяснилось, что вспышку заболевания вызвали колонии легионелл, обитавшие в вентиляционной системе, которая была установлена в гостинице, где остановились участники съезда. Конкретно легионеллы жили в воде, используемой для увлажнения воздуха в системе. Они поступали в помещения в виде аэрозоли и попадали в легкие вместе с вдыхаемым воздухом. Надо сказать, что такой способ заражения является самым эффективным. Из природного водного очага легионеллы так легко попасть в дыхательную систему не могут. В отношении распространения легионеллеза техногенный очаг оказался на порядок результативнее природного.
Разумеется, легионеллы появились не в Филадельфии в 1976 году. Они существовали и раньше, просто ученые о них ничего не знали. В мире остается много непознанного, в том числе и незнакомые нам микроорганизмы.
На примере легионеллеза можно увидеть, как на пустом месте создается видимость эпидемии. Журналисты не раз писали о росте заболеваемости легионеллезом (в особенности у путешественников, останавливающихся в гостиницах и кемпингах) и о том, что повторяющиеся «эпидемии» легионеллеза привели к созданию в 1986 году Европейской рабочей группы по легионеллезам (Eurpean Working Group for Legionella Infections, EWGLI). Да, действительно, если верить статистике, то в 90-х годах прошлого века и нулевых годах века нынешнего наблюдался рост заболеваемости легионеллезом в странах Европы и США, но, во-первых, эпидемией это назвать никак нельзя, а во-вторых, надо понимать, что такая динамика была вызвана не увеличением заболеваемости, а повышением качества диагностики инфекционных поражений дыхательной системы.
Без уничтожения природного резервуара невозможно ликвидировать инфекционное заболевание. Но кроме ликвидации существует такое понятие, как элиминация – снижение заболеваемости определенной инфекционной болезнью до нуля. Например, недавно Европейская региональная комиссия по верификации элиминации кори и краснухи (это подразделение Всемирной организации здравоохранения) документально подтвердила, что Российская Федерация достигла элиминации краснухи в период с января 2015 года по декабрь 2017 года. По итогам 2018 года в России зарегистрировано всего пять случаев краснухи, большая часть которых является завозными из зарубежных стран. Кроме этого, в России отсутствуют случаи синдрома врожденной краснухи, что также соответствует критериям элиминации этой инфекции.
Как достигается элиминация? Природные очаги остаются в целости и сохранности, но не в них дело. Можно сделать людей невосприимчивыми к заболеванию посредством вакцинации или же можно уничтожить переносчика заболевания. Так, борьба с малярией представляет собой уничтожение комаров рода Anopheles, самки которых при укусах заражают людей.
Кстати, о птичках, то есть об эпидемиях: в 2018 году, согласно данным Всемирной организации здравоохранения, во всем мире заболело малярией 228 миллионов человек, а умерло от нее 405 тысяч. И это при том, что благодаря масштабным противомалярийным мероприятиям за период с 2000 по 2015 годы смертность от малярии снизилась на 62 %, а заболеваемость – более чем на 50 %.
А теперь отвлекитесь ненадолго от Вселенской Коронавирусной Мегапандемии и попытайтесь вспомнить, когда в последний раз вы читали или слышали об эпидемии малярии. Кто вспомнит точную дату, тот молодец и может взять с полки пирожок (если кто не понял, то это был прозрачный намек на то, что в наше богатое информацией время устраивать эпидемии и пандемии могут не только возбудители инфекционных болезней, но и журналисты с блогерами).
Вторичные природные резервуары инфекций, которыми болеют не только люди, но и животные, могут формироваться и за счет заражения диких животных от людей. Особенно много общего (в смысле инфекционных болезней) у нас с приматами, нашими самыми близкими родственниками в дикой природе. Такие очаги представляют большую эпидемическую опасность, по-скольку они долгое время могут существовать скрытно, без какого-либо контроля. А своевременный и регулярный контроль является основой противоэпидемической деятельности.
Какими путями могут заражаться от человека дикие животные?
Да практически какими угодно – и воздушно-капельным, и фекально-оральным, когда болезнетворные микроорганизмы из экскрементов больного человека попадают в пищеварительный тракт животного, и через воду, и через кровососущих насекомых… Как шутят врачи, был бы микроб, а способ передачи найдется.
Глава четвертая. Причины возникновения эпидемий
Что нужно, чтобы произошла эпидемическая вспышка?
Ответ прост. Для возникновения эпидемии нужно всего-навсего три фактора: возбудитель, пути его передачи и восприимчивость к нему.
На вопрос, почему возникают эпидемии, ответить гораздо труднее. Хорошо, если можно проследить причинно-следственные связи. Например, связать эпидемию чумы с землетрясением или эпидемию холеры с пиком солнечной активности. Да, существует зависимость распространения холеры от солнечной активности, а если точнее, то от температуры воды. Чем теплее вода, тем больше в ней водорослей, рачков и прочих обитателей, с которыми так любят сожительствовать холерные вибрионы. В наше время температура воды мирового океана постепенно увеличивается, так что ждите сюрпризов от вибриона.
Почему вдруг спящий микроб активизировался и вызвал массовое заражение, понятно не всегда. Но объективная причина тем не менее есть, просто так в природе ничего не происходит. Или обстоятельства складываются благоприятным образом (благоприятным для возбудителя, разумеется), или его активность возрастает по «внутренним причинам», вследствие мутаций, или же у жертв возбудителя снижается сопротивляемость из-за ухудшения жизненных условий, изменения климата либо все тех же мутаций. Правда, в человеческой популяции новые признаки появляются гораздо медленнее, чем среди микроорганизмов. Можете объяснить, почему так происходит?
Конечно же, из-за разных темпов размножения. Полезные признаки закрепляются в популяции при размножении их обладателей. В каждом поколении полезного становится все больше, и больше и так продолжается до тех пор, пока полезный признак не закрепится в качестве видового признака, то есть станет присутствовать у подавляющего большинства представителей данного биологического вида. Сравните темпы размножения человека с темпами бактерий (некоторые из которых могут делиться каждые 20 минут) и сделайте выводы.
Кстати, а знаете ли вы, что такое мутация? С научной точки зрения, а не «ну это вообще-то такое…». Мутацией называется стойкое изменение генома (совокупности генов данного организма), приводящее к изменению наслед-ственной информации. Слово «стойкое» означает в данном случае, что это изменение может передаваться потомкам.
Словом, мутация может затрагивать отдельный ген или же хромосому, то есть молекулу ДНК. Генные мутации представляют собой изменение строения одного гена – одного участка хромосомы. Мутации, которые изменяют структуру хромосом, называются хромосомными перестройками или просто хромосомными мутациями. Как происходит такая перестройка? По-разному. Две хромосомы могут обменяться своими сегментами (есть у хромосом такое свойство), или же при копировании молекулы ДНК в рамках подготовки к делению клетки какой-то сегмент может выпасть, а то и скопироваться дважды.
Факторы, которые вызывают мутацию, называют мутагенными факторами либо мутагенами. Мутагены воздействуют на молекулы ДНК, изменяя их структуру, а также могут повреждать некоторые белки, участвующие в копировании. По своей природе мутагены подразделяются на физические, химические и биологические. Самыми известными физическими мутагенами являются различные виды ионизирующего излучения: ультрафиолетовое[30], нейтронное, рентгеновское, гамма-излучение и др. Эти излучения называются ионизирующими благодаря своей способности образовывать ионы из нейтральных атомов или молекул в тех веществах, через которые они проходят. При ионизации в молекулах ДНК возникают разрывы. Чем больше разрывов – тем больше ошибок при их ликвидации – тем больше мутаций.
Высокие или низкие температуры также могут вызывать мутации, но, в отличие от ионизирующего излучения, мутагенное действие температур избирательно. Например, у ржи или пшеницы температуры никаких мутаций не вызывают, а вот у мушек-дрозофил повышение температуры окружающей среды на 10 °C увеличивает частоту мутаций в три раза!
Химических мутагенов существует великое множество – счет им идет на тысячи. У них у всех есть одно общее свойство: это химически активные вещества, охотно вступающие в реакцию с другими веществами. О нынешнем загрязнении окружающей среды сказано столько, что углубляться в эту тему нет никакой необходимости. Надо только уточнить, что мутагены действуют на все живые организмы без исключения. Мы такие разные, а нуклеиновые кислоты у всех, по сути, одни и те же. Строение конкретных молекул разное, но физико-химические свойства примерно одинаковы.
Представляете ли вы жизнь микроорганизмов-паразитов во всей ее беспросветной мрачности? На первый взгляд может показаться, что эти паразиты (в прямом и переносном смыслах) живут замечательно, ведь у них есть все, о чем может мечтать живое создание: уютная среда обитания, много пищи, возможность размножаться…
Уютная среда обитания? Ага, как же! Интересно, как бы вы себя чувствовали, если бы к вам домой то и дело пытались вломиться агрессивно настроенные и при этом вооруженные люди и они же норовили бы напасть на вас из-за каждого угла при выходе на улицу? А ведь именно так и живут несчастненькие микробы-паразиты до тех пор, пока им не удается сломать иммунную защиту. Но тут уж как фишка ляжет: или паразиты уничтожат защиту, или иммунная система уничтожит паразитов. Но это только часть тех тягот и лишений, которые испытывают наши маленькие враги. Время от времени им приходится покидать обжитые организмы хозяев и выходить в «открытый космос» – во внешнюю среду. Надо же искать новых хозяев. А во внешней среде столько напастей: и свет, и холод, и сухость, и многое другое! Вылетит, скажем, при чихании двести тысяч вирусов, а до новых хозяев доберется тысяч двадцать-тридцать. Это жизнь, детка, она такая!
Поймите правильно, никто не собирается вызвать у вас сочувствие к паразитам. Во-первых, они никакого сочувствия не вызывают, поскольку являются нашими заклятыми врагами. Во-вторых, книга, которую вы читаете, является научно-популярной, а в научно-популярной литературе эмоциям места нет. Если бы автор хотел пробить читателей на слезу, то он бы написал меланхолическую поэму «Песня о вибрионе» или же романтическую пьесу «Плазмодий и Йерсиния». Но у автора другая задача. Он хотел показать, как тяжела жизнь микробов-паразитов, для того чтобы было понятно, какую огромную ценность имеют для них полезные признаки. Чем хуже жизнь, чем менее благоприятны условия окружающей среды, тем острее становится борьба за существование (выживание), тем больше ценятся полезные признаки. Образно говоря, если нас с вами естественный отбор мягко направляет в нужную сторону, то над паразитами он постоянно машет огненным мечом. Добавьте это обстоятельство к высокой скорости размножения микроорганизмов, и вы поймете, почему они так быстро изменяются.
А у РНК-содержащих вирусов, которых, как уже было сказано, среди вирусов большинство, есть еще одно «преимущество», стимулирующее их изменчивость. Молекулы ДНК состоят из двух цепочек, которые комплементарны друг другу. Комплементарностью называется взаимное соответствие молекул или их фрагментов, обеспечивающее образование связей между ними. Условно говоря, напротив фрагмента А будет находиться фрагмент Б, а напротив фрагмента В – фрагмент Г и никак иначе.
С одной стороны, двойную цепочку труднее повредить, чем ординарную, а с другой, при разрыве одной из цепочек она будет восстановлена на основе информации, полученной с комплементарного фрагмента другой цепочки. Молекулы РНК состоят из одной цепочки, поэтому повреждаются легче, чем молекулы ДНК. Вдобавок, при восстановлении поврежденных молекул РНК ошибки происходят чаще, чем при восстановлении молекул РНК. Это объясняется отсутствием «шпаргалки» – второй комплементарной цепочки.
С биологической точки зрения разницы между РНК– и ДНК-содержащими вирусами нет никакой. Попросту говоря, хрен редьки не слаще. Разница есть только с химической точки зрения: РНК-содержащие вирусы, в отличие от ДНК-содержащих, имеют в своем составе азотистое основание урацил, а не тимин и моносахарид рибозу, а не дезоксирибозу. Кстати говоря, подавляющее большинство вирусов являются РНК-содержащими. Размер хранилища наследственной информации у вирусов очень разный, потому что сами вирусы очень разные, одним для воспроизведения нужно вырабатывать[31] (а соответственно, и кодировать в молекулах ДНК или РНК) два или четыре белка, а другим – более тысячи белков.
Большинство РНК-содержащих вирусов изменяются очень быстро. Примером такой скоростной изменчивости могут служить вирусы гриппа, которых в настоящее время выявлено более 2 тысяч разновидностей. Высокая изменчивость вируса гриппа создает проблемы с противогриппозной вакцинацией, потому что прошлогодняя вакцина (условно) в нынешнем году не поможет, а на создание вакцины и производство нужного количества требуется определенное время. Всемирная организация здравоохранения прогнозирует изменения[32], которые должны произойти с вирусом гриппа и ежегодно рекомендует производителям новый состав так называемой трехвалентной вакцины, включающий три штамма вируса, на основе которых она должна создаваться. Такая рекомендация дается за полгода до начала использования вакцины, чтобы к моменту вспышки гриппа врачи располагали бы нужным ее количеством.
Возникновению и распространению эпидемий способствуют не только биологические, но также и социальные факторы.
С каждым годом людей на нашей планете становится все больше и больше. Численность населения земного шара неотвратимо приближается к 8 миллиардам. Для сравнения: в 1900 году на нашей планете жило немногим больше полутора миллиардов человек, а в 1800 году – один миллиард. Чем больше людей, тем выше плотность населения, а чем выше плотность населения, тем быстрее распространяются инфекционные заболевания, тем больше человек они поражают.
Наряду с постоянным приростом населения, наблюдается такая тенденция, как стремление людей в города. На сегодняшний день бо́льшая часть населения нашей планеты живет в городах, в условиях скученности. Жители России, даже те, кто живет в крупных мегаполисах, плохо представляют (к счастью!), что такое настоящая скученность населения. Для того чтобы это прочувствовать, нужно побывать в таких городах, как Шанхай или, скажем, Дакка, которая считается самым перенаселенным городом планеты[33].
Но человечеству мало перенаселения, оно дополнительно способствует распространению возбудителей инфекционных заболеваний своей «охотой к перемене мест». Современные люди много путешествуют. Если в былые времена чумная палочка добиралась из Китая в Европу несколько лет, то сейчас любой возбудитель может оказаться в противоположной точке земного шара за каких-нибудь 12 часов. Да здравствует авиация – самый быстрый переносчик вирусов, бактерий и прочих паразитов! Уханьский коронавирус практически сразу же разлетелся по всему Китаю благодаря удачному стечению обстоятельств – вспышка произошла накануне нового года по лунному календарю, когда сотни миллионов китайцев возвращаются к семейным очагам из тех мест, куда их закинула жизнь. Вдобавок Ухань представляет собой крупный железнодорожный узел… Если бы коронавирус SARS-CoV-2[34] осознанно выбирал бы где и когда ему «вспыхнуть», то 11-миллионный Ухань непременно вошел бы в перечень наиболее предпочтительных вариантов.
Однако далеко не каждое прибытие инфицированного мигранта в регион может повлечь за собой распространение болезни и риск возникновения эпидемии. Для этого нужна прямая или косвенная возможность передачи возбудителя другим лицам. Если такой возможности нет, возбудитель на новом месте не приживется (и всегда бы так). Грубо говоря, если ВИЧ-инфицированный человек прилетит в другой город и не вступит там ни с кем в половой контакт, то он в данном случае не может рассматриваться как распространитель инфекции.
Чем больше на планете людей, тем больше им нужно еды, а чем больше нужно еды, тем чаще становятся контакты людей с сельскохозяйственными животными и продуктами животного происхождения. Животные могут быть природными резервуарами возбудителей инфекционных заболеваний, на животных паразитируют разносчики заболеваний. Больше контактов – выше риск заражения. Кроме общего роста потребности в продуктах питания наблюдается тенденция увеличения доли продуктов животного происхождения в рационе. Если в какой-то бедной стране уровень жизни населения начинает расти, то сразу же возрастает потребность в мясе и прочих животных продуктах. А примерно 80 % новых вирусных заболеваний вызвано зоотоническими вирусами, то есть такими, которые передались человеку от животных[35].
Как только человек «расправил плечи», он сразу же начал преобразовывать природу и продолжает делать это по сей день. А любое вмешательство, будь то вырубка лесов, прокладка каналов, осушение болот или загрязнение окружающей среды, уничтожает привычные места обитания многих животных, являющихся носителями потенциально опасных для людей микроорганизмов. В поисках новых мест обитания животные могут мигрировать ближе к местам обитания человека, что повышает вероятность заражения.
Короче говоря, человечество делает все возможное для возникновения и распространения эпидемий (это была шутка, содержащая изрядную долю правды). В придачу ко всему сказанному, уж простите за повторение банальных вещей, люди ослабляют свою иммунную систему при помощи вредных привычек, гиподинамии, неправильного питания и переедания. Да и проживание в мегаполисах здоровья тоже не добавляет, отнюдь.
Вот такой у нас пассив, а в активе только вакцинация, карантинные меры и, если повезет, лекарственные препараты, действующие на возбудителя эпидемии. Но о методах борьбы с эпидемиями мы поговорим в следующей главе.
Это еще не весь пассив. К факторам, способствующим возникновению и распространению эпидемий, можно добавить еще один, не просто социальный, а социально-политический. К сожалению, далеко не каждое правительство способно своевременно принимать правильные противоэпидемические меры (обратите внимание на то, что применительно к противоэпидемическим мерам «своевременно» так же важно, как и «правильные», как говорится, хороша ложка к обеду). Очень часто меры принимаются с опозданием, носят половинчатый характер или же вообще проводятся спустя рукава.
Поделиться книгой: