Медицина

Из мерзлоты, от питомцев и из мусорки: откуда человечеству ждать новых инфекций

О рукотворных и рукокрылых

Simon Townsley/BBC Earth Lab/Indicator.Ru

Почему миру предсказывают цепь пандемий, какие экзотические инфекции подбираются к границам России и при чем здесь глобальное потепление, читайте в материале Indicator.Ru.

Великие «уравнители»

Пандемия COVID-19 заставила мир задуматься о том, откуда берутся новые инфекционные болезни. В последние 20 лет в списке ведущих причин смерти привычно лидируют ишемическая болезнь сердца и инсульт, и казалось, что к опустошительным эпидемиям эпохи до антибиотиков и массовой вакцинации мы уже не вернемся. Почему же сейчас человечеству опять угрожают инфекции, причем новые, не знакомые ни нашему иммунитету, ни системам здравоохранения?

Люди делят большинство инфекционных болезней с животными. Бактерии, вирусы и паразиты «уравнивают» наш вид с другими, напоминают, что при всех достижениях цивилизации мы такая же часть живой природы. Появление новых «уравнителей» время от времени совершенно естественно. Особенно это справедливо для быстро мутирующих вирусов. «Переход от вида к виду — неотъемлемое свойство вирусов, способ их существования. В природе выживает не тот вирус, который хорошо приспосабливается к одному хозяину, а тот, что успешно переходит с одного вида на другой», — поясняет директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е. И. Марциновского Сеченовского университета Александр Лукашев. Под таким переходом можно понимать, правда, разные события. Есть немало болезней, которые циркулируют среди диких животных, периодически заражают скот и домашних питомцев и сравнительно нечасто людей, как бешенство или чума. Их можно назвать, говорит Лукашев, чистыми зоонозами. А иногда процесс заходит дальше, и возбудитель болезни развивается в организмах людей во что-то новое — новый штамм гриппа, вирус иммунодефицита человека, SARS-Cov-2.

Чтобы переход состоялся, возбудитель новой для человека инфекции должен передаться ему при контакте с животным. Условия для контакта создаются, когда ареалы видов меняются. Произойти это может по разным причинам, в том числе из-за сдвигов в хозяйственной деятельности человека. Когда на «диких» до этого землях разводят скот, устраивают плантации культурных растений, животных отлавливают и отправляют на рынки за сотни километров, патогенами начинают обмениваться ранее не соприкасавшиеся виды. Например, перед вспышкой вируса Нипах в Малайзии в 1999 году в непосредственной близости оказались свинофермы, фруктовые деревья и питавшиеся их плодами летучие мыши. Как выяснилось позже, летучие мыши были природным резервуаром этого вируса — он был широко распространен в популяциях рукокрылых нескольких видов и, судя по всему, не создавал им особых проблем. На фермах свиньи тоже питались опавшими фруктами, а вместе с ними поедали слюну и мочу зараженных летучих мышей. Для свиней вирус оказался опасен и вызывал преимущественно респираторные симптомы. В результате вирус передавался и работникам ферм, и всем, кто имел дело с мясом заболевших свиней. И эта вспышка, и последующие привели к трагическим последствиям: летальность вируса Нипах у людей составляет не менее 40%. Проявляется болезнь, как и у свиней, кашлем, но в тяжелой форме развивается в энцефалит.

Очевидно, что, если бы не близкое соседство домашних свиней и летучих мышей, свиноводы в Малайзии не заразились бы вирусом Нипах. Близость этих видов создали сами люди, а значит, причина вспышки была антропогенной. То же самое можно сказать о коронавирусах, распространение которых предположительно начиналось на рынках, торгующих дикими животными и их мясом: SARS-CoV в 2002 году, SARS-CoV-2 в 2019. Журналист Дэвид Куаммен, автор книги «Зараза» («Spillover: Animal Infections and the Next Human Pandemic»), в колонке для The New York Times уверенно обвиняет само человечество в появлении этих и других новых вирусов.

Мы вторгаемся в тропические леса и другие нетронутые места, где обитает так много видов животных и растений, а в них — множество неизвестных вирусов. Мы вырубаем деревья, убиваем животных или сажаем их в клетки и везем на рынки. Мы разрушаем экосистемы и лишаем вирусы их привычных хозяев. Дальше им нужен новый хозяин, и часто это мы.
Дэвид Куаммен
Журналист

Эту точку зрения разделяют лидеры международного проекта «Виром» (Global Virome Project), стартовавшего в 2018 году для расширения проекта PREDICT (недавно потерявшего финансирование) государственного Агентства США по международному развитию (USAID). За десять лет участники PREDICT исследовали около тысячи новых вирусов. «Виром» планирует за такой же срок изучить большинство вирусов млекопитающих и птиц в мире. По полученным ранее данным, это около 1,6 млрд патогенов, из которых около 700 тысяч потенциально могут перейти к человеку. Новые опасные для человека патогены могут быть, конечно, и бактериями, и паразитами. Но вирусы быстрее приспосабливаются к новым хозяевам и потому считаются более опасными и непредсказуемыми врагами.

«Горячие точки» в тропиках и не только

«Многие исследователи склоняются к тому, что вероятность появления новых для человека природных инфекций наиболее высока в тропической зоне», — говорит доцент биологического института Томского государственного университета, сотрудник лаборатории мониторинга биоразнообразия Александр Жигалин. В них и предлагается изучать вирусы животных в первую очередь. В таких «горячих точках», поясняет Жигалин на примере долины Амазонки, соединяются высокое биоразнообразие (больше животных — больше неизвестных вирусов в них), активная вырубка лесов и браконьерство. «Вырубка лесов способствует увеличению числа контактов с дикими животными, потому как раньше человек с ними просто не пересекался, они спокойно жили в глубине леса», — согласен доцент кафедр биофизики и физики живых систем МФТИ, заместитель директора по научной работе Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН Олег Батищев. Кроме того, население в этих регионах значительно моложе, чем в находящихся в демографическом переходе странах «глобального Севера», и быстро растет как за счет рождаемости, так и благодаря миграции.

Высокая плотность населения и его быстрый рост коррелируют с появлением новых болезней, как свидетельствует обзор 335 новых инфекций, возникших между 1940 и 2004 годами. Свыше 60% этих болезней передались человеку от животных, и темпы появления новых заболеваний с 1940 года выросли. Отчасти это связано с усилиями по выявлению инфекций, но весь рост, согласно выводам авторов, не объясняется выросшими возможностями науки и медицины. Для некоторых болезней (как для вируса Нипах в Малайзии) есть данные о причинно-следственной связи между расширением хозяйственного использования земель и переходом патогена к новым хозяевам. Но о других вспышках такой информации часто нет, и уверенно сказать, что именно фактор хозяйственной активности вносит главный вклад в рост числа новых инфекций, нельзя. Что понятно наверняка — международное авиасообщение, трудовая миграция и другие проявления глобализации существенно увеличили шансы распространения новых инфекций из любого уголка планеты по всему миру.

С какими еще параллельными событиями, кроме роста населения и расширения его хозяйственной активности, можно связать выросшую частоту возникновения новых инфекций? Например, с глобальным потеплением. Январский препринт биологов и экологов из США и ЮАР предсказывает почти 300 тысяч пересечений видов животных, которые ранее не встречались, в ближайший век. По мнению авторов, животные будут вынуждены менять место обитания из-за климатических изменений. Гипотетически это может привести к распространению на новые виды до 12 тысяч новых патогенов. Эта работа до сих пор не опубликована в научном журнале, и расчеты в ней не подтверждены независимыми рецензентами. Большинство экспертов предпочитают высказываться осторожнее. «Изменение климата как таковое вряд ли влияет на частоту таких переходов (вирусов с вида на вид — Indicator.Ru)», — отмечает Лукашев. Исследователь напоминает о еще одном факторе: «В тропических регионах при высоком биоразнообразии — высокая плотность населения и низкий социоэкономический уровень, потому контакт с экзотическими животными очень плотный. Например, в тропической Африке люди вынуждены охотиться на все, что можно съесть. Для регионов с умеренным климатом такой тесный контакт и, следовательно, переходы вирусов от животных уже несколько сотен лет менее характерны. Но в предыдущие века, конечно, такие переходы вполне могли быть и в других местах».

Появляется ли из-за потепления больше новых болезней, сказать трудно. Но вот о влиянии изменений окружающей среды на распространение патогенов известно больше. Например, рост случаев заражения хантавирусами в юго-восточной части США в 1990-е годы связывают с повышенным выпадением осадков из-за Эль-Ниньо в 1991–1992 и 1997–1998 годах. Влажность привела к более интенсивному росту растений, из-за этого расплодились грызуны-переносчики вируса, и шансы людей столкнуться с ними и заразиться выросли. Глобальное потепление, судя по многим данным, оказывает похожее влияние. На север двигаются такие болезни домашнего скота, как катаральная лихорадка овец («синий язык»), болезнь Шмалленберга, африканская чума свиней и многие опасные для людей инфекции, прежде всего трансмиссивные, то есть передаваемые с укусом насекомого-переносчика. В отчете Мирового экономического форума о рисках говорится, что потепление позволяет возбудителям болезни Зика, лихорадки денге, желтой лихорадки, малярии и вируса Западного Нила расселяться в новые природные зоны. По некоторым прогнозам, к 2080 году миллиард людей в ранее не затронутых регионах будет подвержен таким заболеваниям. При этом часть «старых» территорий может стать неподходящей для переносчиков.

37 новых инфекций на сундук мерзлоты

Многие характерные прежде для более теплых регионов болезни уже достигли умеренных широт и даже севера России. «В последние годы на территории Томской области зафиксировано носительство комарами паразитов рода Dirofilaria (род круглых червей — Indicator.Ru) и инфицирование ими людей, чего ранее не отмечалось», — рассказывает Александр Жигалин. В последнем обзоре по теме выявлено 37 заболеваний людей и животных, на распространение которых в Арктике, в том числе и российской, может влиять глобальное потепление. «Некоторые инфекционные заболевания в России сейчас меняют ареал распространения, и отчасти это связано именно с потеплением», — говорит Александр Лукашев.

Например, клещевой энцефалит идет в новые регионы там, где на месте тундры вырастает тайга. Вслед за ней на новые территории двигаются клещи. В других регионах есть возникающая болезнь — лихорадка Западного Нила, есть такие зоонозы, как геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (на большей территории России), крымская геморрагическая лихорадка на юге, чума на Алтае и в Тыве.
Александр Лукашев
Директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний Первого МГМУ им. И. М. Сеченова

Некоторые из них, добавляет Лукашев, тоже имеют все шансы в ближайшем будущем прийти и на новые территории. Об этом свидетельствуют, в частности, результаты исследований крымской геморрагической лихорадки в Институте медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е. И. Марциновского. «Вирусы крымской геморрагической лихорадки в очаге от Волгограда до Кавказа имеют общего предка около 150–200 лет назад, при этом внутри очага идет интенсивное перемешивание вирусов и их движение. Если природные условия изменятся, вирус очень быстро, за несколько лет, распространится на новые доступные территории. Так как сегодня очаг болезни жестко ограничен, никто не знает, какие именно природные условия ему нужны. Вероятно, это и повышение общей температуры, и изменение экологии окружающей среды, а именно распространение степей. Вирус передают пастбищные клещи, и, если среда их обитания расширится на север, вместе с ними будет распространяться и крымская геморрагическая лихорадка», — опасается ученый.

И новые для России, и древние зоонозы — достаточно опасные болезни, но, подчеркивает Лукашев, все заражения ими происходят от животных, и уровень российской медицины позволяет вспышки контролировать. «Общей тенденции роста числа случаев таких болезней нет: они все распространяются циклично, когда несколько лет число случаев растет, а потом идет на спад. К тому же, пока в одних регионах случаев становится больше, в других их число сокращается», — отмечает он. Для регионов, в которые болезни приходят, это, конечно, слабое утешение. К тому же, по словам Александра Жигалина, за время путешествия на новые территории патогены могут сильно измениться.

Изменение климата влечет за собой не только расширение и смещение границ ареалов отдельных видов, но и перестройку сообществ живых организмов, что приводит к трансформации очагов природных инфекций. Это, в свою очередь, может влиять на видовое и генетическое разнообразие возбудителей и их свойства.
Александр Жигалин
Сотрудник лаборатории мониторинга биоразнообразия ТГУ

Некоторые исследователи отмечают еще один риск в появлении новых болезней на территории нашей страны из-за изменений климата — высвобождение патогенных вирусов и бактерий из тающей многолетней мерзлоты. «Анализ тканей древних животных (мамонт, бизон, кошачьи, грызуны), обнаруженных в мерзлоте, показал наличие в них возбудителей сибирской язвы, туберкулеза, чумы, бруцеллеза, боррелиоза и других», — рассказывает Жигалин. Сейчас опасность уже представляют сравнительно недавние захоронения погибших из-за эпидемий северных оленей. Необычно высокая летняя температура в 2016 году привела к вспышке сибирской язвы на Ямале — заражения начались из-за оттаявшего скотомогильника. Тогда умер один человек и более двух тысяч оленей. Климатические изменения, безусловно, повлияли на вспышку, но она была бы невозможна при вакцинации оленей и постоянном контроле за старыми скотомогильниками. Так что в этом случае экологические изменения стали важным, но не главным фактором для появления заболевания. Что касается возвращения изо льда или мерзлоты других бактерий и вирусов, Александр Лукашев считает его маловероятным: «Сибирская язва здесь скорее является исключением. Ее бактерии формируют чрезвычайно стабильные споры и благодаря этому выживают в могильниках много лет. Вероятность оживления вируса или другой, неспорообразующей, бактерии из вечной мерзлоты или похожего источника очень мала. Хотя нуклеиновые кислоты вирусов и бактерий обнаруживаются, например, в мумиях, данных о жизнеспособности таких микроорганизмов пока нет».

Еще одно направление распространения зоонозных заболеваний — из природы в города. Например, бешенство и клещевые инфекции, по словам Александра Жигалина, все чаще встречаются в городах России. Вирусами бешенства, например, заражены не только хищники, но и грызуны и рукокрылые. «Случаи инфицирования людей бешенством после контакта с летучими мышами в России регистрировались в Белгородской, Иркутской областях и Приморском крае», — говорит он. И во многих случаях человек сам способствует распространению инфекций из природных очагов: «Например, исследования, проведенные лабораторией мониторинга биоразнообразия ТГУ, указывают на высокую значимость бродячих собак в заносе иксодовых клещей на территорию города, что приводит к увеличению числа покусов населения паразитами и заболеваемости клещевыми инфекциями. [] Отсутствие налаженной системы вывоза бытовых отходов и борьбы с несанкционированными свалками привело в 2019 году к резкому увеличению численности грызунов и, как следствие, крупнейшей в последние десятилетия вспышке геморрагической лихорадки с почечным синдромом в ряде административных территорий европейской части России». И если в тропиках на вырубке лесов человек может встретиться с неизвестными вирусами, вырубка деревьев в городских парках приводит к запыленности, а вместе с пылью разносятся вирусные частицы, споры бактерий и грибов, цисты паразитов, отмечает Жигалин.

Ответственность за пандемии лежит на самом человечестве, но речь совсем не о лабораторных вирусах. Да, пока механизмы возникновения и распространения новых инфекций изучены далеко не во всех деталях: исследуется роль в этих процессах хозяйственного использования земель, плотности и движения населения, особенностей животных-резервуаров и переносчиков, изменений климата. Но уже достаточно хорошо известно, что во многих случаях среду для обмена патогенами и их эволюции невольно создает сам человек. От того, удастся ли ограничивать такие среды и контролировать их, зависит, ждет ли нас на самом деле «цепь пандемий».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.