Откуда появились вирусы: Откуда появился самый первый вирус? Теории от ученых

Откуда появился самый первый вирус? Теории от ученых

В последнее время благодаря SARS-CoV-2 слово «вирус» часто мелькает в СМИ. Но откуда появился самый первый вирус? На эту тему есть несколько научных теорий — от того, что они «деградировали» с уровня клеток и до идеи про самоподдерживающиеся механизмы.

3D-модель коронавируса SARS-CoV-2. Изображение: Visual Science

Прежде всего, что следует знать о вирусах? Они являются облигатными паразитами, то есть не способны размножаться вне клетки. От живых паразитарных организмов вирусы отличаются отсутствием сложнейшего элемента живых систем — аппарата трансляции (синтеза белка). Вместо этого они захватывают клетки хозяина, чтобы размножаться, распространяться и вызывать болезни.

Один из хороших материалов на эту тему сделал The Conversation, который привлек трех экспертов из Канады. В статье отмечается, что в феврале 2018 года бразильско-французской группой микробиологов был описан род ДНК-содержащих вирусов с грозным названием Tupanvirus (Тупан — это бог грома у группы индейцев из Южной Америки). В отличие от привычных нам вирусов, этот обладает почти полным механизмом, позволяющим позаботиться о себе. Это открытие подстегнуло дебаты о том, всегда ли вирусы были такими «инертными».

Вирусы из океана-прародителя

Один из способов, при помощи которого ученые изучают происхождение вирусов, — это поиск молекул их ДНК или РНК в тканях животных и почве.

К сожалению, в отличие от фильмов, в реальной жизни исследователи никогда не находили вирусы в насекомых, заключенных на миллионы лет в янтаре. Однако некоторые древние вирусы были обнаружены в вечной мерзлоте в Сибири, и сейчас уже можно надеяться на большее, так как из-за глобального изменения климата земля, которая была замерзшей в течение тысячелетий, оттаивает.

Почему важно изучать древние вирусы? Вирусы — это микроскопические организмы, которым для размножения требуется живая клетка-хозяин. Они в основном состоят из генетического материала (ДНК или РНК), как бы завернутого в слой белка.

Эти последовательности ДНК и РНК могут меняться со временем, накапливая модификации генетического кода, что способствует выживанию вируса. Изучая эти генетические последовательности, исследователи могут оценить, как разные вирусы связаны и как они могли эволюционировать.

Эти исследования показали, что вирусы не имеют единого предка. Вероятно, они появились из ряда независимых источников и почти наверняка в разное время.

Предполагается, что каждый из них эволюционировал вместе со своим хозяином. Например, вирус герпеса, развиваясь с течением времени, приспосабливался так, чтобы продолжать заражать клетки человека.

Учитывая, что все формы жизни на Земле зародились в океане, можно полагать, что вирусы тоже развивались вместе со своими хозяевами в воде. А когда живые существа вышли на сушу, то с ними вышли и вирусы, которые научились заражать земные организмы.

В 2018 году ученые обнаружили доказательства того, что некоторым вирусам могут быть миллионы лет и они существуют с момента появления первых позвоночных. Но это не объясняет, как именно появились первые образцы.

Теории о происхождении вирусов

Сейчас существуют три основные гипотезы происхождения вирусов: регрессивная, гипотеза клеточного происхождения и гипотеза коэволюции.

Согласно первой гипотезе, вирусы когда-то были мелкими клетками или же бактериями, паразитирующими в более крупных клетках, но со временем утратили гены, которые были им не нужны при паразитическом образе жизни. Эта теория основана на наблюдении, что некоторые бактерии, такие как риккетсии и хламидии, являются клеточными организмами, но подобно вирусам могут размножаться только внутри другой клетки. А может, они даже были белками, ведь тот же белок под названием Arc, который важен для памяти у людей, может образовывать вирусоподобные частицы и переносить РНК между клетками.

Вторая гипотеза гласит, что вирусы возникли из кольцевой ДНК или плазмиды, которая может реплицироваться независимо и перемещаться между клетками, передавая генетическую информацию от одного организма к другому. Например, некоторые плазмиды несут гены, ответственные за устойчивость к антибиотикам. Сюда же относится идея, что некоторые вирусы могли появиться из фрагментов ДНК или РНК, которые «высвободились» из генома более крупного организма, допустим, транспозонов (молекул ДНК, реплицирующихся и перемещающихся с места на место внутри генома).

А гипотеза коэволюции предполагает, что вирусы возникли из сложных комплексов белков и нуклеиновых кислот в то же время, что и первые живые клетки, и зависят от клеточной жизни вот уже миллиарды лет. К примеру, вирус гепатита D, который схож по своему РНК-геному с геномом вироидов, не может самостоятельно синтезировать белок оболочки — он использует в своих целях белок вируса гепатита B и потому способен размножаться только в клетках, зараженных своим собратом.

Но есть еще одна теория, согласно которой вирусы возникли даже раньше, чем клетки. Подобно Tupanvirus, они могли существовать как самоподдерживающиеся сущности и воспроизводили сами себя. Со временем эти доисторические вирусы могли сформировать сложноорганизованные структуры, которые в конечном итоге и превратились в клеточные объекты.

Конечно, чтобы узнать истину, идеально было бы найти древнейшие вирусы на других планетах, например на Марсе. Но пока ученым приходится работать с земными образцами.

Как появились вирусы

К сожалению, вирусы невероятно изменчивы. У них отсутствуют системы починки (репарации) повреждений ДНК, и любая мутация сохраняется в геноме, подвергаясь дальнейшему отбору. К тому же, разные вирусы, заразившие одну и ту же клетку, легко обмениваются фрагментами ДНК (или РНК), порождая новые рекомбинантные формы.

Наконец, смена поколений происходит необычайно быстро – например, продолжительность жизненного цикла ВИЧ составляет всего 52 часа, и он далеко не самый короткоживущий. Все эти факторы и обеспечивают стремительную изменчивость вирусов, которая сильно затрудняет прямой анализ их геномов.

Вместе с тем, оказавшись в клетке, вирусы зачастую не запускают своей обычной паразитической программы – одни так устроены, другие – из-за случайного сбоя. При этом их ДНК (или РНК, заранее превращенная в ДНК) может встраиваться в хромосомы хозяина и затаиться здесь, затерявшись среди множества генов самой клетки. Иногда вирусный геном реактивируется, а иногда сохраняется в таком скрытом виде, передаваясь из поколение в поколение.

Считается, что на такие эндогенные ретровирусы приходится до 5-8 процентов нашего собственного генома. Изменчивость их уже не так велика – клеточная ДНК меняется не столь стремительно, да и жизненный цикл многоклеточных организмов достигает десятков лет, а не часов. Поэтому фрагменты, которые сохраняются в их клетках, служат ценным источником информации о прошлом вирусов.

Отдельную и еще более юную область представляет собой протеомика вирусов – изучение их белков. Ведь, в конце концов, любой ген – это всего лишь код для определенной белковой молекулы, необходимой для выполнения определенных функций. Одни «стыкуются», словно детали Lego, складывая вирусную оболочку, другие могут связывать и стабилизируют вирусную РНК, третьи использоваться для атаки на белки зараженной клетки.

За выполнение этих функций отвечают активные сайты таких белков, и их структура может быть очень консервативна. Она сохраняет большую устойчивость на протяжении эволюции. Меняться могут даже отдельные участки генов, но форма белкового сайта, распределение в нем электрических зарядов – все, что критически важно для выполнения нужной функции – остается почти прежней. Сравнивая их, можно находить самые отдаленные эволюционные связи.

Что такое вирус, где он живет и чего хочет — объясняем сложные вещи простыми словами | Громадское телевидение

1

Что такое вирусы?

Это первые живые организмы на планете и одновременно — провокаторы болезней.

Возбудители заболеваний бывают разные: в виде клетки (это бактерии), в более мелкой форме — это вирусы.

Но не думайте, что вирусы — какие-то простаки по сравнению с бактериями. Это не так, ведь они живые, у них есть ДНК или РНК, они способны к мутациям, размножению и выживанию в сложных условиях.

2

Когда возникли вирусы и в чем их польза?

Считается, что вирусы являются аборигенами нашей планеты.

Есть версия, что они попали на Землю в момент ее создания, потому что они живут и в космосе.

Если принимать во внимание, что с вирусов началась жизнь на нашей планете, то вирусы — это хорошо.

Когда-то эксперимент доказал, что в условиях полной стерильности организм является нежизнеспособным. Это доказывает необходимость для нас контактировать с вирусами. Они суперважны для иммунной системы.

Вы знаете, что у медиков существует понятие «сопливый возраст»?

Он длится от 2 до 9 лет, когда дети часто болеют. Это абсолютно нормальный процесс для нашей жизни. Так дети знакомятся с вирусами, производят против них естественное оружие (иммунитет) и адаптируются к жизни на планете.

Чтобы мы создавали больше важных материалов для вас, поддержите hromadske на платформе Спільнокошт. Любая помощь имеет большое значение.

3

С чем их не стоит путать и почему?

Вирусы нельзя путать с бактериями, особенно во время лечения.

Например, антибиотики не лечат от вирусов. Антибиотики существуют для лечения от бактерий.

Вирусы — это, например, грипп, простуда, корь, свинка, краснуха, полиомиелит.

А бактериальные болезни — это, например, туберкулез, тиф, холера или ангина.

Бактерии вызывают другие симптомы и характер развития болезни, чем вирусы. Потому что это сложная форма жизни.

4

А где живут вирусы и что они любят?

Вирусы больше всего любят жить в живом организме — человека, животного или растения. Именно в организме вирусы занимаются любимым делом — размножением.

Но они умеют выживать и вне организма. В основном где-то на дверных ручках, столах, перилах маршруток и других поверхностях.

Продолжительность их жизни вне организма зависит от благоприятности условий. Вирусы любят низкую температуру, влажность, туман. При таких условиях им легко мигрировать от человека к человеку.

5

Как и для чего вирусы попадают в организм?

Для размножения. Потому что самовоспроизводство — это смысл их жизни. Лишь в организме вирусы могут продолжать свой род, ведь для этого им нужна клетка.

Стоит понимать, что вирусы не появляются у людей из-за забытой дома шапки, холодного лимонада или расстегнутой куртки.

В природе вирусы живут всегда, но погода влияет на их способность выживать вне организма и быстро мигрировать от человека к человеку.

Словом, нынешняя зима — идеальное время для вирусных заболеваний.

6

Как спастись от вирусов?

Обязательный шаг номер один — вакцинация.

Универсальной вакцины не существует. Отдельные вакцины спасают, например, от вирусных болезней, которые называют «обязательными» в жизни человека: краснухи, ветрянки, кори и тому подобных. Избежать этих вирусов — уже большая победа. К сожалению, до сих пор люди иногда умирают от кори или полиомиелита.

Шаг номер два — гигиена.

Как вы уже знаете, вирусы могут жить на разных поверхностях. Коснуться дверной ручки, на которой находится вирус, а затем облизать палец или почесать глаза — значит заболеть.

Защититься от вирусов помогает комплексный подход, говорит иммунолог Федор Лапий. «Сопливый возраст» тренирует иммунную систему, вакцинация уберегает от «обязательных» болезней, а гигиена и осторожность — наши элементарные меры безопасности:

«Маска нужна больному, чтобы не инфицировать других. Ваши чистые руки имеют значение и для других людей. Поэтому здесь вопрос социального договора, иными словами — ответственности».

откуда он взялся и чего от него ожидать – Наука – Коммерсантъ

Мир легкомысленно отнесся к предыдущим коронавирусным эпидемиям — на сей раз, хочется надеяться, будет иначе, в том числе и в России: быстрое распространение новой инфекции должно к этому стимулировать.

Сергей Нетёсов, член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета

Эта зима принесла нам тревожные известия о возникновении в Китае и начале активного распространения по всему миру нового коронавируса SARS-CoV-2, вызывающего болезнь под международным названием КоВиД-19 (CoViD-19 — CoronaVirus Disease-19, как ее политкорректно назвали во Всемирной организации здравоохранения). К 10 марта им достоверно, с лабораторным подтверждением, во всем мире заразилось более 110 тыс. человек. Причем сейчас он намного быстрее распространяется вне Китая, чем в самом Китае.

Каковы особенности возбудителя и чем он отличается от других вирусов ОРВИ

Острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) вызывают более 80% всех острых респираторных заболеваний. Вирусы — это не бактерии, и антибиотики от них не помогают. Наиболее часто ОРВИ вызываются риновирусами (более 50 разновидностей), вирусами гриппа (минимум четыре подтипа), вирусами парагриппа (четыре разновидности), метапневмовирусами, бокавирусами, респираторно-синцитиальными вирусами, аденовирусами и некоторыми другими. Обычные четыре разновидности коронавирусов тоже есть этом списке (229E, OC43, NL43, HKU1) и в зависимости от года занимают второе—пятое места по своей доле в общей заболеваемости. Респираторное заболевание они обычно вызывают слабой и средней тяжести, но иногда случаются и тяжелые случаи.

Как большинство вирусных возбудителей ОРВИ, коронавирусы являются РНК-вирусами, но имеют самый большой из них по размеру геном — около 29 тыс. нуклеотидов. Они содержат липидную оболочку, поэтому легко поддаются разрушению мылом и другими ПАВ. Коронавирусы выявлены практически у всех животных и птиц, но далеко не у всех они вызывают серьезные заболевания. Разработаны живые противокоронавирусные вакцины для собак и домашних кур, потому что у них соответствующие разновидности вызывают тяжелую хроническую инфекцию и большую вирусную смертность.

Уже имеющиеся и циркулирующие среди людей четыре разновидности коронавирусов, по всей видимости, произошли от коронавирусов животных, поскольку имеют с этими вирусами высокую схожесть геномов. Но это произошло давно, и на них особого внимания ученые не обращали, просто недооценивая их на фоне вспышек и эпидемий, вызванных вирусами гриппа. Однако за последние два десятилетия мы стали свидетелями «перескока» на людей уже трех новых разновидностей коронавирусов, и все они имеют предшественников в виде коронавирусов разных видов летучих мышей.

Летучие мыши стали для человека источником нескольких вирусных заболеваний, в том числе коронавируса. Но от них к нам вирусы, как правило, проходят через промежуточного хозяина

Фото: Getty Images

Отметим, что за последнее десятилетие учеными-вирусологами получена масса новых данных о вирусах самых разных животных. И теперь мы знаем, что летучие мыши, по всей видимости, стали для человечества и для животного мира в целом источниками нескольких весьма значимых вирусных заболеваний: это вирусы кори, другие парамиксовирусы, вирус бешенства, коронавирусы,— и этот список растет. Как правило, напрямую на человека эти вирусы от летучих мышей не перескакивают, потому что слишком разные у нас и у них клеточные рецепторы. Как показали результаты исследований последних лет, от летучих мышей к человеку вирусы, как правило, проходят через промежуточного хозяина.

В 2002–2003 годах ТОРС-коронавирус (SARS), вызвавший эпидемию атипичной пневмонии, по всей видимости, перескочил от летучей мыши на человека, пройдя эволюционно-мутационный процесс в организмах пальмовых циветт (зверьков из подотряда кошкообразных). В 2007–2012 годах БВРС-коронавирус (MERS) аналогично перескочил от египетских летучих мышей сначала на верблюдов, а потом на людей. Ну а в этот раз новый коронавирус, явно имеющий происхождение от летучих мышей, уже вызвал колоссальную эпидемию практически во всем мире. Здесь пока что промежуточный хозяин не выявлен, но подозрения падают на панголинов, кошек, бродячих собак, хотя возможны и другие варианты.

Удивляет тот факт, что до сих пор самые близкие по геномным последовательностям к человеческим варианты нынешнего коронавируса — это варианты вирусов от летучих мышей. Хотя, может быть, это и не должно быть удивительным, на диких рынках в Китае сырые и жареные тушки летучих мышей спокойно продавались годами до этой эпидемии. В то же время в последние дни появились публикации в ряде научных журналов о том, что сейчас циркулирует сразу несколько разновидностей коронавируса и поэтому, возможно, было несколько «перескоков» коронавируса на человека разными путями.

Симптоматика нынешней коронавирусной инфекции: отличия от гриппозной и других

Сейчас можно с полной уверенностью сказать, что только по симптомам никакой врач эту инфекцию от других серьезных вирусных инфекций не отличит. Потому что и лихорадка, и высокая температура, и затрудненное дыхание, и слабость, и боли в мышцах, и сухой кашель характерны и для инфекций, вызванных гриппом и респираторно-синцитиальным вирусом.

Вроде бы единственный признак, который, как правило (но не как закон), не характерен для коронавирусной инфекции,— это заложенный нос. Но и для гриппозной инфекции такое тоже может быть. Так что для точной постановки диагноза необходима лабораторная диагностика методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) нуклеиновых кислот, выделенных из проб от человека (смывы из носоглотки, мазки из носоглотки и т. д.).

В самом рутинном варианте это занимает четыре—шесть часов (без учета времени на доставку пробы в лабораторию). Коммерческими компаниями, в том числе и в России, разработано несколько экспресс-вариантов диагностикумов, требующих в три-четыре раза меньше времени. Насколько известно автору, в Китае и США федеральные власти уже приняли решение простимулировать коммерческих разработчиков для быстрейшей сертификации и запуска производств этих тест-систем. Они будут доступны любому гражданину, а не только людям с ярко выраженными симптомами ОРВИ, а это позволит усилить и ускорить борьбу с эпидемией.

• Инкубационный период (прибл.) — 2–14 дней

• Бессимптомное течение — до 2 недель, с выделением вируса

• Сезонный (обычный) грипп — менее 0,01% (у пожилых — до 2%)

• ТОРС-коронавирус 2003 года (SARS) — около 10%

• БВРС-коронавирус (MERS) — 34%

• «Свиной» грипп 2009–2010 годов — 0,02%

• Новый коронавирус SARS-CoV-2 — около 2%

Чего ждать и что делать нам

Человечество в настоящее время имеет несколько способов и подходов к борьбе с инфекциями: противоэпидемические мероприятия с как можно более чувствительными и специфичными диагностическими методами, быстрая разработка и применение вакцин. Ну и, конечно же, нужны эффективные методы изоляции и лечения больных.

Зоонозные инфекции и в дальнейшем будут перескакивать с животных на людей, как это и было в течение всей истории человечества. Примеры: вирус ВИЧ, перескочивший на человека от обезьян; вирус гепатита С, который к людям попал от лошадей или от других животных; вирусы кори и паротита, явно перешедшие на людей от копытных животных или тех же летучих мышей; вирусы клещевого энцефалита, Зика, лихорадок денге и Западного Нила и т. д. А различные виды коронавирусов за последние 20 лет, как уже сказано, трижды перескакивали на человека от летучих мышей (коронавирусы атипичной пневмонии SARS-CoV-1, ближневосточного респираторного синдрома (БВРС) и нынешний SARS-CoV-2).

Возможны, а вернее всего неизбежны, и другие аналогичные перескоки в будущем. Готовиться к ним надо гораздо более интенсивно, изучая инфекции животных и разрабатывая новые вакцины. Посмотрите, какая складывается ситуация: после атипичной пневмонии 2002–2003 годов никто так и не разработал вакцины против тогдашнего ТОРС-коронавируса. После открытия коронавируса БВРС в 2012 году тоже не разработали соответствующей вакцины. Если бы эти вакцины были разработаны и доказана их эффективность, то сейчас было бы намного легче разработать вакцину против нынешнего коронавируса. В этом году прозвенел третий звонок от коронавирусов за последние 20 лет. Может, не будем ждать четвертого и разработаем вакцины? В 1950–1970-е годы прошлого века наша страна была лидером не только в космосе, но и в разработках и применении вакцин!

Теперь насчет диагностикумов в России. Россия, пожалуй, единственная среди развитых стран, которая не выставила в интернет состава своего диагностического препарата, разработанного в центре «Вектор». И единственная страна, в которой нет больше никаких диагностикумов на эту инфекцию. А они нужны, поскольку есть множество желающих за свои средства провериться на наличие возбудителя и, возможно, на перенесенную инфекцию. Заинтересованные в разработке и производстве таких тестов частные компании тоже есть. Наверное, стоило бы государственным структурам их на это простимулировать, включив применение таких тестов в страховую медицину и использовав другие способы. Ко всему прочему это помогло бы создать конкуренцию среди тестов и повысить уровень их достоверности до максимально возможного в этой ситуации. Ведущие коммерческие разработчики ПЦР-тест-систем России имеют такое же мнение.

Наконец, про лечебные препараты. Сейчас в Китае клинические испытания проходят несколько десятков препаратов из разных стран. Пока четких данных об эффективности какого-либо из них не опубликовано. Слухи про «Арбидол» пока так и остались слухами. Наибольшую надежду вызывают препараты — ингибиторы протеаз, которые вроде бы на культурах клеток не дают вирусу проникать в клетки, препятствуя его размножению. Здесь понятна логика действия препаратов, часть из которых уже показала свою эффективность против других вирусов: ВИЧ и герпес-вируса. Но не все они пока зарегистрированы в России.

Что дальше

Вернее всего, с этой пандемией человечество справится. Должны справиться и мы в России. Но наша готовность к последующим аналогичным эпидемиям должна быть повышена, потому что они неизбежно будут. А пока среди всех респираторных инфекций у нас есть вакцина только против гриппа. И это XXI век! У нас нет вакцин против вирусов парагриппа, респираторно-синцитиального вируса, метапневмовирусов, других коронавирусов, которые в сумме вызывают более трети всех респираторных инфекционных заболеваний, то есть уж точно больше, чем вирус гриппа. И люди от них умирают не единично. В том числе от того, что мы почему-то не видим в них угрозы, а видим угрозы там, где их и нет вовсе или они намного менее значимы. Может быть, потому, что вирусы маленькие? Но ущерб-то от них очень большой: это неспасенные тысячи жизней граждан России.

Откуда берутся коронавирусы и почему они так опасны?

27 января 2020

Автор фото, EPA

Подпись к фото,

Причиной нынешней вспышки вновь стал коронавирус

Общее число заразившихся коронавирусом 2019-nCoV в Китае приближается к двум тысячам. Растет и количество смертельных случаев — их уже больше 80.

Тип вируса, вспышка которого наблюдается сейчас в Китае, хорошо известен врачам.

Он принадлежит к семейству так называемых коронавирусов, которые ранее вызвали вспышки нескольких заболеваний — например, эпидемии тяжелого острого респираторного синдрома (Sars) (также известен как атипичная пневмония) в 2003 году, а также ближневосточного респираторного синдрома (Mers) в 2012-м. В случае первого вируса умерли 9% всех инфицированных, а во время второй эпидемии — 35% заболевших.

Мы рассказываем, почему вспышки этих вирусов происходят внезапно и почему они так опасны.

Откуда появляются опасные коронавирусы?

Переносчиками вирусов, которые вызвали вспышку Sars, Mers и коронавируса 2019-nCoV, как считается, были не люди, а животные. Они являются носителями многих опасных для человека вирусов, но случаи заражения человека напрямую от животных, к счастью, довольно редки.

«Чаще всего есть так называемый видовой барьер, и для вируса он обычно непреодолим», — говорит Эндрю Истон из Уорикского университета.

Автор фото, Reuters

Подпись к фото,

Медработники, лечащие пострадавших в Китае, защищены спецодеждой

«Но в случае, если у кого-то ослаблен иммунитет или есть какой-либо еще фактор, позволяющий вирусу перейти от животного к человеку, может произойти этот редкий случай заражения», — говорит ученый.

Опасность чаще всего связана с необычной мутацией вируса.

«Как правило, вирус должен определенным образом измениться, чтобы у него была возможность жить и расти в новой, непривычной, среде», — говорит ученый.

В редких случаях, когда коронавирус передается человеку, дело может принять крайне серьезный оборот.

Стоит помнить, что далеко не все коронавирусы очень опасны: человек постоянно сталкивается с их менее агрессивными разновидностями. Но те, которые передаются от одного вида другому, могут нести большую угрозу.

Почему «межвидовые» коронавирусы так опасны для человека?

«Когда вирус передается от одного вида другому, невозможно предсказать, как будут развиваться события. Нет ничего необычного в том, что вирус находит нишу в новой среде. И на первых стадиях этого процесса вирус может быть очень сильным», — говорит Эндрю Истон.

Дело в том, что когда вирус неожиданно переходит от животного к человеку, иммунная система человека не готова к борьбе с этим конкретным вирусом, поскольку никогда ранее с ним не сталкивалась. И человек перед такими вирусами очень уязвим.

Похожая проблема наблюдается, когда различные типы вирусов гриппа начинают передаваться от одного вида другому.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Тех, кто посетил Ухань, проверяют на проявление симптомов вируса

Самая смертоносная пандемия гриппа произошла в 1918-19 гг. Как считается, человек заразился этим типом гриппа от птиц. Тогда жертвами «испанки» стали до 50 млн человек.

Нет никаких явных свидетельств, что нынешний коронавирус может вызвать настолько тяжелую эпидемию, однако предыдущие случаи заражения человека от животных заставляют врачей быть настороже.

Может ли коронавирус распространиться очень быстро?

Хорошая новость в том, что на начальных стадиях после передачи от животного человеку вирус не может быстро распространяться от человека к человеку. «Это еще один барьер, еще одно препятствие, которое вирусу нужно преодолеть», — говорит Эндрю Истон.

Однако затем вирус может передаваться очень быстро, и если это происходит, ситуация становится крайне серьезной.

Автор фото, Magnum Photos

Подпись к фото,

Название коронавирус происходит от латинского слова «корона» из-за внешнего вида

«Вирусы, в том числе коронавирусы, мутируют с довольно высокой скоростью», — подчеркивает ученый.

Дальнейшие мутации вируса могут позволить ему распространиться среди людей очень быстро — это означает, что эпидемия может охватить большую территорию за довольно короткое время.

Так произошло с нынешней вспышкой коронавируса в Китае, поэтому необходимо как можно быстрее принять меры для предотвращения его распространения.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Нынешний вирус мутировал и теперь способен передаваться от человека к человеку

«Если им заразится человек с ослабленным иммунитетом, причина может быть в том, что у него есть заболевание, которое сделало его более уязвимым. При этом здоровый человек может и не заразиться. Некоторые вирусы передаются очень быстро, а некоторые, напротив, очень медленно. Один из вопросов, на который надо дать ответ, к какому именно типу принадлежит этот новый коронавирус», — говорит профессор Истон.

Что делать при распространении вируса?

Плохая новость в том, что распространение вируса далеко не всегда можно остановить при помощи лекарств. «Эффективных антивирусных препаратов очень немного», — предупреждает эксперт.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Простейшие гигиенические меры предосторожности могут помочь в борьбе с распространением коронавируса, хотя эффект от использования масок не очевиден

«Основные правила гигиены очень полезны. Они помогают защитить себя и других от многих болезней, и в данный момент это, возможно, единственное доступное и эффективное средство борьбы, поскольку в самом ближайшем будущем у нас не будет никаких лекарств от этого вируса», — говорит ученый.

Очень важно и то, каким образом лечат тех, кто уже заразился.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Для проверки пассажиров используются специальные тепловизоры

«Еще один важный аспект — нужно как можно быстрее выявить зараженных людей, чтобы им можно было помочь и таким образом попытаться снизить вероятность распространение инфекции», — говорит Эндрю Истон.

К счастью, после вспышек коронавирусов Sars и Mers были разработаны механизмы действий на международном уровне по предотвращению распространения заболевания.

Для просмотра этого контента вам надо включить JavaScript или использовать другой браузер

Подпись к видео,

Карантин в городе-призраке

«Мы уже наблюдали такие случаи несколько раз, и теперь, когда нужно принять определенные решения, это происходит быстрее», — говорит Эндрю Истон.

Врачи надеются, что благодаря выводам, сделанным после предыдущих коронавирусов, нынешняя вспышка — и все последующие — будут менее опасными для жизни и здоровья людей.

ВОЗ | Загадка гриппа

Недавние успехи в области микробиологии и молекулярного секвенирования значительно улучшили наше понимание эволюции и распространения вирусов гриппа человека. Но некоторые оставшиеся без ответа вопросы продолжают волновать научных исследователей. Репортаж Патрика Эдамса (Patrick Adams).

Для исследователей болезней из ведущих мировых организаций общественного здравоохранения грипп является хорошо знакомым врагом. Впервые изолированный в 1932 году вирус — однонитчатый член семейства ортомиксовирусов — ежегодно встречается в каждой стране, сезонно или спорадически. По данным Всемирной организации здравоохранения, он приводит к смерти от 250 000 до 500 000 человек и вызывает тяжелую болезнь еще нескольких миллионов человек.

За последние три столетия произошло, по меньшей мере, 10 глобальных пандемий гриппа, 3 из которых — в прошлом веке, в том числе так называемая «Испанка» 1918 1919 годов. Эта пандемия стала самой смертоносной вспышкой отдельной болезни в истории человечества — по оценкам, она вызвала от 20 до 50 миллионов случаев смерти во всем мире. Перспектива еще одной подобной катастрофы и тяжкое бремя сезонного гриппа делают вирус гриппа вторым наиболее изучаемым вирусом в мире после ВИЧ.

ВОЗ/Harold Ruiz

Несмотря на многочисленные достижения, грипп все еще представляет большую проблему для ученых

В последние годы благодаря инвестициям в научные исследования гриппа сделаны важные открытия в области генетического состава вируса и его способности мутировать. Действительно после реконструкции вируса 1918 года Центрами по контролю и профилактике заболеваний Соединенных Штатов Америки в Атланте в 2005 году, ученые смогли выявить генетические изменения, позволившие вирусу пересечь видовой барьер между птицами и человеком, и подтвердили опасения в отношении того, что однажды птичий штамм H5N1, циркулирующий в Азии, сможет сделать то же самое.

В настоящее время в двух ведущих лабораториях по гриппу в Университете Висконсин-Мэдисон, Соединенные Штаты Америки (США), и Медицинском центре Эразмуса в Роттердаме, Нидерланды, исследователи пошли еще дальше, создав мутантные штаммы H5N1. Противоречивые исследования, которые были приостановлены для обсуждения возможных рисков для здоровья населения, показали, что вирусы, обладающие белком гемагглютинином высокопатогенных вирусов H5N1, могут передаваться хорьками.

Хорьки считаются идеальной моделью мелких животных для гриппа, потому что они чувствительны к вирусам гриппа человека и к некоторым симптомам, наблюдаемым у людей. На сегодняшний день еще не известно, может ли этот мутантный H5N1 передаваться среди людей, а проведение исследования в целях выяснения этого вряд ли будет возможным. Но на основе данных, полученных в результате исследований на хорьках, мы можем предполагать высокую вероятность такой передачи.

Но несмотря на все достижения, ставшие возможными благодаря новым геномным технологиям, наше понимание фундаментальной эпидемиологии гриппа остается далеко не полным. «Такие общие вопросы, как вопрос о том, какие конкретные силы управляют появлением и исчезновением эпидемий, все еще представляют проблему для вирусологов и эпидемиологов», — писал в 1980 году эпидемиолог Майкл Грэгг (Michael Gregg), долгое время работавший в ЦББ. Это и сегодня остается проблемой.

Возьмем, к примеру, вечную загадку сезонности гриппа. Подобная часам точная повторяемость зимней заболеваемости, пик которой приходится на зоны умеренного климата, возможно, самым удивительным образом демонстрирует сезонность инфекционных болезней. «Однако эту картину омрачает крайне изменчивая модель сезонных вспышек гриппа в тропиках, — говорит эпидемиолог Национальных институтов здоровья (НИЗ) США Марта Нельсон (Martha Nelson). — Они могут быть связаны и с сезонами дождей, и сухими сезонами, может иметь место одна эпидемия, а может две, — говорит она. — Это действительно остается в значительной мере непонятным явлением».

Есть лишь несколько непроверенных и неубедительных теорий, пытающихся объяснить, почему так происходит.

ВОЗ/Tom Pietrasik

Надлежащее соблюдение респираторной гигиены помогает предотвратить распространение гриппа

Такой же загадкой остается вопрос о том, откуда берутся эти сезонные штаммы. В течение долгого времени считалось, что глобальным источником эпидемий сезонного гриппа является Юго-Восточная и Восточная Азия, но исследование, проведенное недавно в медицинской аспирантуре Университета Дьюка — Национального университета Сингапура (НУС), поставило под большое сомнение это предположение. В ходе этого исследования, результаты которого были опубликованы в ноябре прошлого года в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences», проводилось сравнение миграции вируса между городскими центрами в семи разных районах с умеренным и тропическим климатом за период с 2003 по 2006 годы. И ни за один этот год ни один новый штамм гриппа не был прослежен в каком-либо одном районе.

«Мы пришли к выводу, что это динамичная система, — говорит Гэвин Смит (Gavin Smith), молекулярный эпидемиолог в Дьюк-НУС и главный автор этого исследования. — Скорее всего, имеется не один источник, а несколько местных эпидемий, которые пересекаются во времени и вливаются друг в друга». По его словам, полученные данные не являются глобально репрезентативными, но более крупные исследования в будущем помогут понять, что представляют собой модели распространения вируса во время пандемии. «Если мы будем знать, как вирус попадает, скажем, в Южную Америку, мы сможем принимать соответствующие меры для предотвращения этого».

Другим ярко выраженным пробелом в эпидемиологии гриппа, по словам экспертов, является нехватка данных эпиднадзора за гриппом среди популяций домашних и диких животных, в частности среди птиц и свиней.

«Нам необходимо узнать больше о том, какого из вирусов, циркулирующих в этих популяциях, нам необходимо опасаться», — говорит Ричард Уэбби (Richard Webby), вирусолог гриппа из Детской научно-исследовательской больницы Св. Джуда в Мемфисе, Теннеси, США.

Уэбби отмечает, что в 2009 году основные усилия эпиднадзора были сфокусированы на птичьих вирусах в Африке и Азии, в то время как вирус h2N1 стал пандемическим через свиней в Америке. Имея рецепторы как к вирусам человека, так и к птичьим вирусам, свиньи могут служить «смесительным сосудом» для рекомбинации геномного материала разных вирусов. Этот феномен, известный как «реассортация», может приводить к появлению новых штаммов с пандемическим потенциалом.

Так уже происходит реассортация пандемических вирусов h2N1 с вирусами h4N2 у свиней, в результате которой появляются отличные от них вирусы h4N2 (h4N2v), инфицировавшие в июле 2011 года 12 человек в США. Эти вирусы имеют ограниченную способность передаваться от человека человеку и представляют потенциальную пандемическую угрозу.

Альберт Остерхаус (Albert Osterhaus), руководитель департамента вирусологии в МЦ Эразмуса и один из соавторов исследования мутантного H5N1, согласен с этим. «Мониторинг птиц очень важен, — говорит он, — но мы должны гораздо больше работать в области гриппа свиней. Мы знаем, что цифры огромны, но мы не знаем, что именно там происходит». Научно-исследовательская группа переквалифицировавшегося из вирусолога в ветеринара Остерхауса первой продемонстрировала в 1997 году, что H5N1 может передаваться человеку от птиц. С тех пор он бьет тревогу в отношении обеспечения пандемической готовности, призывая проводить более тщательный мониторинг за популяциями птиц, расширять масштабы применения существующих вакцин и создавать глобальную базу данных, объединяющую информацию о гриппе животных и человека.

Опасения в отношении гриппа животных усугубляются в связи с возрастающей интенсификацией секторов сельского хозяйства и фермерства в Юго-Восточной Азии: на протяжении последних десятилетий в обоих этих секторах наблюдается колоссальный рост. «Сегодня мы находимся в другом мире, — говорит Ричард Коукер (Richard Coker), директор базирующейся в Бангкоке Научно-исследовательской группы по изучению политики в области инфекционных болезней. — Смешивается все большее количество вирусов, возрастает потенциал для реассортации и усиливается давление естественного отбора, все это, — говорит он, — повышает риск возникновения новой пандемии».

«Мы не знаем, приводит ли, например, промышленное производство домашней птицы к появлению новых вирусов, или оно просто действует в качестве усилителя вирусов, поступающих в эти системы. Если мы будем знать это, — говорит Коукер, — мы сможем более эффективно проводить эпиднадзор и лучше конструировать пищевые системы, делая их более безопасными». Он добавляет, что проблему усугубляют аспекты справедливого доступа к лекарствам и вакцинам, а также инвестиций в системы здравоохранения, которые могут оказаться необходимыми для смягчения угроз, возникающих при вспышке болезни. «Вопрос о том, какие страны и какие народы получат преимущества в условиях скудных глобальных ресурсов, остается большим общим вопросом. В настоящий момент у нас нет механизма для его решения».

Несмотря на расхождение во мнениях относительно того, куда лучше направлять скудные ресурсы, эксперты соглашаются с тем, что всеобщий доступ имеет первостепенное значение. «Получение вещества с высокой степенью защиты от многочисленных штаммов однозначно изменит правила игры, — говорит Майкл Остерхолм (Michael Osterholm), директор Центра по научным исследованиям и политике в области инфекционных болезней при Университете Миннесоты. — Это кардинальным образом изменит всю ситуацию». Более того, с учетом незавершенной работы над тем, что он называет «потенциально выдающимися кандидатами», это достижимая цель.

«У нас есть наука, — говорит он. — Но никто не готов пронести кандидатную вакцину через «долину смерти» — от I и II фазы испытаний до III фазы и лицензирования». Остерхолм объясняет эту проблему общим неправильным представлением об имеющихся в настоящее время вакцинах, преимущества которых, как он утверждает, сильно преувеличены. «Они не настолько эффективны, как это утверждается», — говорит он, подкрепляя свои слова результатами мета-анализа, проведенного им и его коллегами в прошлом году.

Используя крайне ограничительные критерии, Остерхолм и три других исследователя гриппа просмотрели более 5 700 исследований эффективности вакцин, лицензированных в США, результаты которых были опубликованы с 1960-х годов. На основе результатов 31 исследования, ожидаемым результатом которых было лабораторное подтверждение вируса гриппа, они заключили, что, в среднем, вакцина против сезонного гриппа была эффективна на 59% среди людей в возрасте 18 65 лет, что гораздо меньше, чем 70 90%, как считалось ранее. Она способствовала снижению смертности среди пожилых людей, в лучшем случае, на 4%. В данной ситуации под «эффективностью» понимается способность предотвращать лабораторно подтвержденный грипп, независимо от степени тяжести. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале «Lancet Infectious Diseases».

Остерхолм признает, что сотрудникам общественного здравоохранения сложно убеждать и без того недоверчивое население в преимуществах вакцинации, но, по его словам, в конечном счете, общественное здравоохранение должно «Говорить правду. Просто говорить правду. Мы не были до конца честными с нашим населением и с нашими медицинскими специалистами в отношении того, насколько в действительности эффективна эта вакцина».

Откуда взялся коронавирус. Утечка из лаборатории?

Автор материала — американский публицист и писатель Николсон Бейкер. Он оговаривает, что его теории нет доказательств — более того, многие авторитетные работники здравоохранения и официальные лица придерживаются обратного мнения и отрицают теорию об искусственном происхождении вируса. Но логика рассуждений Бейкера в следующем: если человечество научилось «выращивать» вирусы, почему нельзя допустить, что могла произойти трагическая случайность? Человек совершает ошибки.

Статья крайне полемичная, и позиция автора в ней довлеет. В то же время она содержит интересные данные о том, как развивалась вирусология, как научные исследования связаны с постоянно растущими грантами, и показывает, что даже за самыми авторитетными мнениями могут стоять определенные лоббисты.

Кроме того, Бейкер много пишет о политизации пандемии. Он отмечает, что как только Дональд Трамп и госсекретарь США Майк Помпео предположили, что вирус зародился в китайской лаборатории, эта позиция в определенных либеральных кругах стала «недопустимой, почти табу». «Заявление администрации Трампа о том, что вирус был создан в лаборатории в Ухане, сделало это мнение политически токсичным даже для ученых, которые допускают такую мысль», — приводит Бейкер мнение научного журналиста Мары Хвистендал в Intercept.

Редакция Esquire не придерживается позиции автора. Для более объективного понимания ситуации рекомендуем читателям ознакомиться с интервью вирусолога и специалиста по эволюции геномов Евгения Кунина, опубликованным на «Медузе», и изучить первоисточники, которые приводит автор в своем материале, например, исследование The proximal origin of SARS-CoV-2 в журнале Nature.

Вступительная часть

«Важно понимать, что прямых доказательств, касающихся природы вируса SARS-CoV-2, до сих пор нет. Никаких письменных признаний, компрометирующих записок, официальных отчетов. Уверенность в чем-либо требует деталей, а детали требуют внимательного исследования. Прошел год, по всему миру зарегистрировано более 80 миллионов заражений, но, что удивительно, масштабного расследования ситуации до сих пор не проведено. Мы по-прежнему очень мало знаем о происхождении этого вируса.

За последние несколько десятилетий ученые достигли выдающихся результатов в исследовании эволюционного процесса и рекомбинации; они научились обманывать вирусы, в частности коронавирусы — эти колючие комки белка, о которых мы теперь так хорошо знаем, — чтобы они быстро переходили от одного вида животных к другому или от одного типа клеточной культуры к другому. Они научились смешивать генетический код вируса болезней летучих мышей с кодом болезней человека — таких как SARS, тяжелый острый респираторный синдром, возникший в Китае в 2003 году, и MERS, вспыхнувший десять лет спустя на Ближнем Востоке.

Некоторые из экспериментов — так называемые исследования по усилению функций патогенов — были нацелены на создание новых, более вирулентных или более инфекционных штаммов болезней с целью прогнозирования и, следовательно, защиты от угроз, которые предположительно могут возникнуть в природе. Термин «приобретение функции» (gain of function) сам по себе является эвфемизмом. <…> Несомненно, вирусологи, проводившие эти эксперименты, совершили удивительные подвиги в области генетической трансмутации, и по сей день о неудачных последствиях этих экспериментов известно очень мало. Но они были.

И нас предупреждали, постоянно. Нас предупреждали, что искусственное создание новых штаммов, сочетающих вирулентность с повышенной способностью к передаче, «представляет чрезвычайные риски для общества», — писали в 2014 году эксперты по инфекционным заболеваниям Марк Липсич и Томас Инглсби. В 2012 году Линн Клотц писала в Bulletin of the Atomic Scientists, что существует 80-процентная вероятность (учитывая, сколько лабораторий тогда занимались созданием искусственного патогена), что утечка произойдет где-то в следующие 12 лет.

Несчастный случай в лаборатории — упавшая склянка, укол иглы, укус мыши, бутылка с неразборчивой этикеткой — аполитичен. Предположение о том, что во время научного эксперимента в Ухане (где впервые был диагностирован Covid-19 и где находятся три лаборатории с высоким уровнем опасности, одна из которых хранит в своих морозильных камерах самый полный перечень отобранных вирусов летучих мышей в мире) произошло что-то ужасное, — это не теория заговора. Это всего лишь теория. Я считаю, что она заслуживает внимания, наряду с другими аргументированными попытками объяснить причину катастрофы».

А что если?

В статье автор рассказывает о том, что США, готовясь к войне с коммунистами, не жалели средств на научные разработки. Уже в 1950-е программа по разработке биологического оружия в США имела приоритет номер 1 — наравне с ядерным оружием. Ученые экспериментировали в своих лабораториях, и зачастую это приводило к трагическим последствиям — они становились жертвами тех же болезней, из которых пытались сделать оружие. В лаборатории многое может пойти не так: вы можете совершить неловкое движение, уколоться чем-нибудь или вас может укусить лабораторное животное.

Feature China/Barcroft Media via Getty Images

«В 1977 году в Советском Союзе и Китае началась вспышка гриппа, распространившегося по всему миру (ее еще называют вспышкой «русского» или «красного» гриппа, его жертвами становились преимущественно молодые люди до 25 лет, и по поводу «избирательности» болезни еще тогда ходили различные конспирологические теории. — Esquire). Его происхождение в конечном счете можно было проследить до американского штамма гриппа, хранившегося в морозильной камере лаборатории с 1950 года», — пишет автор.

Он также приводит слова Алины Чэн, которая работает в Институте Броуда в США: «Есть допустимая вероятность, что мы имеем дело с результатом инцидента в лаборатории и тем, что вирус возник естественным путем. Не уверена, что мы когда-либо найдем неопровержимое свидетельство той или иной версии, особенно версии с искусственным происхождением. Ставки сейчас слишком высоки», — сказала исследователь, добавив, что китайское правительство запретило даже собственным ученым лезть слишком глубоко.

Слова Чэн подкрепляются и другими мнениями. Молекулярный биолог из Массачусетского университета Джонатан А. Кинг признался, что когда эпидемия начала разрастаться, он первым делом подумал об утечке из лаборатории. Его коллеги тоже были озабочены. При этом Кинг осторожно отмечает, что ученые находятся «под очень тонким, но ощутимым» прессингом, когда дело касается публичных выступлений на этот счет. В целом он замечает, что создание вирусных гибридов «порождает новые угрозы, которые необходимо сдерживать». Николай Петровский, профессор эндокринологии из Университета Флиндерса, отмечает, что во вспышке новейшего коронавируса «много необъяснимых вещей, которые сложно — если не невозможно — обосновать, опираясь исключительно на теорию о его естественной природе происхождения».

Ричард Эбрайт, молекулярный биолог из Университета Рутгерса, заявил, что его давно беспокоят работы по созданию химерных (гибридных) SARS-подобных коронавирусов с высокой степенью патогенности, которые проводятся в лаборатории Уханя. «В этом контексте новости о вспышке Covid-19 просто кричат о лабораторной утечке», — комментирует он.

Сторонники теории о естественном происхождении

Автор перечисляет мнения так называемых «зооногистов» — ученых, придерживающихся версии о естественном происхождении вируса. Среди них: профессор департамента микробиологии и иммунологии Колумбийского университета Винсент Раканиелло, группа ученых из Университета Пенсильвании, в своей статье для Emerging Microbes and Infections назвавших теорию об утечке «конспирологией», объяснив это тем, что так называемый «ближайший родственник SARS-CoV-2, коронавирус летучей мыши RaTG13, отличается более чем на тысячу нуклеотидов (всего геномы коронавирусов состоят из примерно 30 000 нуклеотидов. — Esquire)».

Самая важная и влиятельная (на сегодняшний день) статья о происхождении коронавируса была опубликована в середине февраля в журнале Nature, пишет Бейкер. В ней утверждается: «Если вы хотите смоделировать существующий вирус летучих мышей таким образом, чтобы он хорошо реплицировался в клетках человека, вы бы сделали это по‑другому, и вирус SARS-2 устроен иначе». Способность коронавируса быстро реплицироваться ученые объяснили результатом естественной мутации или рекомбинации, пишет Бейкер. «Мы думаем, что этот вирус является рекомбинантным. Вероятно, он произошел от вируса летучих мышей плюс, возможно, одного из вирусов панголина», — приводит журналист слова одного из авторов научной статьи, Роберта Ф. Гарри из Тулейнского университета.

Бейкер отдельно отмечает статью в авторитетном научном журнале The Lancet, подписанную 27 учеными, в которой лабораторную утечку называют «конспирологической теорией». «Серым кардиналом этой публикации является Питер Дасзак — зоолог, много лет собирающий образцы вирусов летучих мышей, глава нью-йоркской некоммерческой организации EcoHealth Alliance, которая, как писал авторитетный научный журналист Фред Гутерл в своей заметке для Newsweek, занимается привлечением средств в Уханьскую лабораторию вирусологии», — подчеркивает Бейкер.

Совпадение?

Среди «подозрительных» совпадений автор называет тот факт, что вспышка SARS-CoV-2 произошла именно в Ухане, где находится единственная в Китае вирусная лаборатория уровня BSL-4 (BioSafety Level 4, самый высокий уровень опасности, который присваивают лабораториям, работающим с самыми опасными патогенами — вирусом Эболы, марбургским вирусом и вирусом оспы), которая ко всему прочему расположена недалеко от рынка морепродуктов, где, предположительно, произошло первое заражение.

Бейкер также приводит публикацию профессора Южно-Китайского технологического университета Ботао Сяо, пишущего, что летучие мыши из семейства подковоносных в этом регионе не водятся и обитают в сотнях миль к югу (и на самом рынке не продаются). «Маловероятно, что летучая мышь прилетела бы в густонаселенный мегаполис с населением 15 миллионов человек», — цитирует его журналист.

Все эти «подозрительные совпадения», которые приводит Бейкер, в том числе и информация о выявленных недостатках систем и процедур безопасности в уханьской лаборатории, довольно давно циркулируют в СМИ. В частности, газет

а The Washington Post публиковала выдержки из дипломатических телеграмм 2018 года, в которых заявлялось о недостатке в лаборатории квалифицированных технических специалистов.

Новые вирусы (и гранты на их исследования)

На волне эпидемии СПИДа в США начались масштабные исследования вакцин, а в научной среде появился термин «новые вирусы» (emerging viruses), эволюционировавшие в дикой природе. «Этот новый термин стал появляться и в научных работах коронавирусологов, которые находились в тени и преимущественно изучали различные простуды и болезни животных», — пишет автор. «Термин emerging был текучим и оказался очень «полезным»: зарождающаяся болезнь кажется такой же реальной и пугающей, как СПИД, но в то же время это может быть болезнь, которая еще не появилась и никогда не появится; но она запросто может быть продемонстрирована в лаборатории, ожидая своего часа, всего в нескольких мутациях от человеческой эпидемии. Угроза была реальной и нереальной одновременно — очень на руку при подаче на исследовательские гранты», — замечает Бейкер.

Paolo Lazzeroni / IPP / Eyepix Group / Barcroft Studios / Future Publishing КРЕДИТ Paolo Lazzeroni / IPP / Eyepix Group/Barcroft Media via Getty Images

Далее автор рассказывает про научные эксперименты вирусолога из Университета Северной Каролины Ральфа Барика, которому удалось воспроизвести вирус гепатита у мышей (MHV) в клетках детеныша хомяка. «Очевидно, что MHV может быстро изменить свою видовую специфичность и заразить крыс и приматов», — цитирует Бейкер ученого, отмечая: «то есть нас с вами». Затем, пишет автор, в 2002 году группа ученых во главе с Бариком нашла способ создать полноразмерный инфекционный клон всего генома вируса мышиного гепатита, то есть синтезировать рукотворный вирус, неотличимый от природного. Барик назвал его «бесшовным методом» (no-see’m method). А в 2006 году Барик и его коллеги получили патент на этот метод, но в основе эксперимента был уже не вирус MHV, а вирус атипичной пневмонии (SARS), природным резервуаром которого были летучие мыши, а переносчиком оказались циветты (хищные млекопитающие из семейства виверровых. — Esquire).

«В 2007 году Барик сказал, что мы вступили в «золотой век генетики коронавируса». <…> В 2015 году Барик и Ши Чжэнли из Уханьского института вирусологии, два ведущих эксперта по генетическому взаимодействию коронавирусов летучих мышей и человека, начали сотрудничество».

Далее Бейкер рассказывает о Ши Чжэнли, известной как «бэтвумен из Китая», — ученой, много лет изучающей летучих мышей и известной открытием вируса SARS. В декабре 2019 года Чжэнли услышала про вспышку нового заболевания, изучила образцы и поняла, что новый вирус связан с атипичной пневмонией, но имеет еще большее сходство с вирусом летучих мышей, который ее собственная команда обнаружила во время полевых исследований в отдаленном районе Тунгуань в провинции Юньнань на юго-западе Китая, — вирусом RaTG13, теперь известным как «ближайший родственник» SARS-CoV-2 (их генетические материалы совпадают на 96%).

В интервью журналу Scientific American Чжэнли выразила удивление, что вспышка произошла в Ухане, в центральной части Китая, и задалась вопросом: а не произошел ли он из ее собственной лаборатории? Она проверила свои записи и не нашла точных совпадений. «Это действительно сняло камень с плеч, — сказала она. Я не спала уже несколько дней».

«Если одна из первых мыслей, которые приходят в голову директору лаборатории Уханьского института вирусологии, заключается в том, что новый коронавирус мог утечь из ее лаборатории, то мы должны учитывать научную возможность того, что он действительно мог появиться оттуда. Должно было быть проведено всестороннее, полностью открытое расследование Института вирусологии, а также других важных вирусных лабораторий в Ухане, в том числе лаборатории, расположенной недалеко от рынка морепродуктов, и штаб-квартиры местного Центра по контролю и профилактике заболеваний. Должны были быть проведены интервью с учеными, с группами по биобезопасности, тщательный анализ лабораторных журналов, проверки морозильников, сантехники и систем дезактивации — всего. Этого сделано не было. Уханьский институт вирусологии закрыл свои базы данных вирусных геномов, а министерство образования Китая разослало директиву: «Любые публикации о происхождении вируса будут строго контролироваться».

Сама Ши Чжэнли уверяет, что вирус не является утечкой из ее лаборатории. «Новейший коронавирус — это то, как природа карает человечество за нецивилизованные жизненные привычки, — написала она в публикации в китайской соцсети WeChat. — Я, Ши Чжэнли, клянусь своей жизнью, что вирус не имеет ничего общего с нашей лабораторией». Она посоветовала тем, кто верит слухам и доверяет ненадежным научным работам, «закрыть свои вонючие рты».

С чем согласны сторонники лабораторной теории и ученые-«зооногисты»

— Нельзя полностью исключать ни одну из версий.

— Явление, спровоцировавшее распространение вируса, произошло единожды или несколько раз, и относительно недавно.

— Вирус летучих мышей RaTG13 (названный в честь летучей мыши Rinolophus affinus, найденной в Тунгуане в 2013 году) на сегодняшний день является ближайшим родственником SARS-Cov-2.

— Несмотря на схожесть этих двух вирусов, S-белок (спайковый белок, который формирует на поверхности вириона характерные выросты) RaTG13 лишен свойств белка человека, которые позволяют ему эффективно инфицировать клетки человека.

SARS-подобные вирусы используют в качестве рецептора ангиотензин-конвертирующий фермент-2 (ACE2-рецептор) на мембране человеческих клеток: вирусные частицы связываются с ним и так проникают в клетку, но большинство вирусов летучих мышей не способны использовать этот рецептор. Кроме того, у них в в S-белке отсутствует сайт — то есть специфическое место — для фурина, клеточной протеазы человека; наличие специфического сайта в последовательности S-белка нового коронавируса значительно облегчает инфицирование клеток. Ученые, изучающие зоонозы, считают, что изменение рецепторной специфичности у SARS-CoV-2 могло произойти в результате рекомбинации коронавируса летучих мышей (возможно, RaTG13 или близкородственного ему вируса) и другого неизвестного вируса. Произойти это могло через промежуточного хозяина, в качестве которого называли змей, панголинов и других животных.

Ученые провели испытания на десятках животных, которые могут быть потенциальными переносчиками, а также создали технологию молекулярного моделирования для проверки почти сотни возможных промежуточных хозяев, в том числе суматранского орангутана, западной гориллы, оливкового павиана и других приматов (они оказались восприимчивыми к вирусу и должны пройти «дальнейшее экспериментальное исследование»).

«Несмотря на эти широкомасштабные усилия, в настоящее время нет ни одного животного-хозяина, на которого зоонотики могли бы указать как на недостающее звено. Также не существует единой согласованной гипотезы, объясняющей, как болезнь могла перенестись от резервуаров летучих мышей в Юньнани до Уханя, находящегося в семи часах езды на поезде, без единого зараженного», — пишет Бейкер.

Биотерроризм

Автор уделяет большое внимание роли государства в спонсировании исследований вирусов. Помимо эпидемии СПИДа большую роль в продвижении научных экспериментов в области вирусологии сыграл терроризм. После теракта 11 сентября 2001 года и массовой рассылки писем со спорами сибирской язвы «желание противостоять биологической угрозе стало всеобъемлющим», пишет Бейкер. Бюджет Фаучи (главный инфекционист США, директор Национального института аллергических и инфекционных заболеваний Энтони Фаучи. — Esquire) на борьбу с терроризмом увеличился с $53 миллионов в 2001 году до $1,7 миллиарда в 2003 году», — говорится в тексте.

BSIP/Universal Images Group via Getty Images

На программы «биозащиты» (программа BioSheild, принятая Конгрессом США в 2004 году. — Esquire) выделялось столько денег, что в 2005 году группа из более чем 750 ученых направила письмо в адрес руководства Национального института здравоохранения (NIH) США (туда входит институт, возглавляемый Фаучи. — Esquire). Они протестовали против того, что большинство научных грантов уходят на изучение болезней биологической войны — сибирской язвы, чумы, бруцеллеза и туляремии, — в то время как исследования обычных болезней, важных для общественного здоровья, остаются на периферии.

Автор при этом отмечает, что единственный известный биотеррорист в современной американской истории — гражданин США, микробиолог Брюс Айвинс, один из ведущих ученых в области биологической обороны, работавший над вакциной против сибирской язвы. По версии ФБР, таким образом Айвинс хотел испытать собственные разработки и вынудить правительство закупать больше вакцин.

«Змея пожирала собственный хвост, — цитирует Бейкер статью из Los Angeles Times от 2008 года. — Никакой изобретательный биотеррорист из «Аль-Каиды» (террористическая организация, запрещена в РФ. — Esquire) не отправлял смертоносные конверты через почтовую систему США. Это сделал американский ученый».

Эпидемия SARS 2003 года только усилила и без того тревожные настроения после 9/11, а упомянутый выше ученый-вирусолог Ральф Барик в 2006 году опубликовал статью об угрозе новых вирусов, которые можно использовать в качестве оружия. Гранты от Национального института здравоохранения продолжали поступать, а Барик продолжал работать над вакциной от атипичной пневмонии еще долгое время после того, как эпидемия была локализована. «Они не исчезают. Они ждут возвращения», — приводит Бейкер слова ученого. — А что вы станете делать, если у вас есть хорошо финансируемая лаборатория, «центр передового опыта», а так называемый emerging virus больше не заражает людей по всему миру? Вы начинаете сжимать его и скручивать в разные формы. Вы захотите заставить его встать на задние лапы и крякать, как утка, или кричать, как летучая мышь. Или дышать, как человек», — пишет Бейкер.

Автор отмечает, что к безопасности исследований Барика вопросов нет, но при этом замечает, что новаторская работа ученого с рекомбинацией SARS-подобных вирусов «могла сбить с толку других».

Программа BioShield к концу президентства Буша была свернута, но лаборатории с большим количеством опасных патогенов в хранилищах остались, а многие проекты получили продолжение в международной программе в области эпидемиологии Predict, запущенной в 2009 году при Обаме. В рамках Predict финансировались исследовательские работы в 60 «зонах риска» по всему миру. За десять лет работы под руководством директора Института здоровья Университета Калифорнии (Дэвис) Йонны Мазет было собрано 164 000 биологических образцов от различных животных и обнаружено «почти 1200 потенциально зоонозных вирусов, в том числе 160 новых коронавирусов, включая несколько коронавирусов, подобных SARS и MERS».

«Плоды экзотического урожая Predict были изучены и распространены в лабораториях по всему миру, а их генетические последовательности стали частью GenBank — открытой базы данных геномов Национальной организации здравоохранения, которой может воспользоваться любой любопытный вирусолог», — пишет Бейкер.

Барик, Йонна Мазет и Питер Дасзак из EcoHealth много лет сотрудничали, а часть денег программы Predict получила лаборатория Ши Чжэнли из Уханьского института вирусологии. «В 2013 году Мазет объявила, что «охотники за вирусами» Ши Чжэнли впервые выделили и культивировали живой SARS-подобный вирус от летучих мышей и продемонстрировали, что этот вирус может связываться с человеческим мембранным белком (или ангиотензин-конвертирующий фермент-2 (ACE2), который считается «точкой входа» в клетку для некоторых коронавирусов)», — пишет Бейкер и далее приводит цитату Мазет: «Эта работа показывает, что эти вирусы могут напрямую инфицировать людей, и подтверждает наше предположение о том, что мы должны искать вирусы с пандемическим потенциалом, прежде чем они распространятся на людей».

Новый риск

Несмотря на возмущение части научного сообщества, Барик продолжал свои эксперименты, ставшие своего рода поваренной книгой анархистов для всего остального научного мира, пишет автор. В ноябре 2015 года Барик и Ши Чжэнли с коллегами опубликовали научное исследование под названием «Кластер циркулирующих коронавирусов летучих мышей, похожий на атипичную пневмонию, демонстрирует потенциал для передачи человеку» (A SARS-like Cluster of Circulating Bat Coronaviruses Shows Potential for Human Emergence). Они заразили мышей SARS-подобным вирусом-химерой, содержащим спайковый белок вируса летучих мышей SHC014. А затем заразили рукотворным вирусом эпителиальные клетки человека. И в мышах, и в клетках дыхательных путей человека вирус-химера вызвал «стойкую инфекцию».

Это доказало, как полагали Барик и Ши, что для заражения человека вирусом летучих мышей или любым другим SARS-подобным вирусом не нужны циветы или другие промежуточные переносчики — и что все подобные вирусы «могут представлять угрозу в будущем».

В 2016 году Барик и Чжэнли продолжили эксперименты с вирусами летучих мышей на гранты Национального института здравоохранения: в 2015 году лаборатория Барика получила $8,3 миллиона, в 2016 году — $10,5 миллиона.

Расследование

В апреле 2019 года, спустя четыре месяца после начала пандемии, Национальный институт здравоохранения потребовал от EcoAlliance Дасзака прекратить финансирование Уханьского института вирусологии, а также потребовал от него организовать внешний осмотр лаборатории и предоставить образцы патогенов, которые местные ученые использовали для секвенирования вируса SARS-2. Дасзак сопротивлялся, публиковал в авторитетных изданиях заявления против давления на ученых и в конечном итоге выкрутился, пишет Бейкер, — и даже преуспел: он вошел в число экспертной группы ВОЗ, которая будет расследовать причины вспышки вируса.

Lauren DeCicca/Getty Images

Более того, компания Дасзака EcoAlliance будет заниматься отловом животных и поиском малоизвестных вирусов летучих мышей в Сингапуре, Малайзии и Таиланде — в рамках новой международной программы CREID (Центры исследований новых инфекционных заболеваний; Centers for Research in Emerging Infectious Diseases), которую финансирует Национальный институт здравоохранения (вирусолог Ричард Эбрайт называет эту программу «поиском утечки газа с зажженной спичкой»).

Сейчас международному расследованию причин пандемии сильно препятствуют власти Китая. Журналисты Би-би-си попытались посетить шахту в Тунгуане, где предположительно обитают летучие мыши, от которых произошел вирус. В 2012 году шесть рабочих, занимавшихся раскопками, заболели вирусной пневмонией неизвестной этиологии, в результате которой трое из них скончались. Их смерть стала одним из вопросов в споре о происхождении коронавируса.

«Полиция в штатском и другие чиновники ехали за нами по узким дорогам с выбоинами. Если мы делали остановку, так же поступали и они. Если мы разворачивались, они давали задний ход». В какой-то момент путь журналистам вовсе перегородил якобы сломавшийся грузовик. «Местные жители, впрочем, рассказали позднее, что грузовик припарковали посреди дороги за несколько минут до нашего прибытия. <…> Усилия, на которые китайские власти пошли, чтобы мы не добрались до шахты, показывают, как ревностно они относятся к освещению этой темы», — говорится в материале Би-би-си.

Так что же произошло на самом деле? Выводы автора

Бейкер убежден, что во время исследований в тунгуаньских шахтах ученые под руководством Ши извлекли фрагменты некоего неизученного вируса, секвенировали его и назвали BtCoV/4991 (он на 100% совпадает с известным нам вирусом RaTG13), предположительно экспериментировали с ним и хранили в Уханьском институте вирусологии.

«Связь образца BtCoV/4991 с рудником имеет исключительную важность из-за одного огромного различия между неизвестным вирусом из шахты и вирусом SARS-Cov-2, который сейчас опустошает, например, Калифорнию: передаваемость», — пишет Бейкер, отмечая, что именно в этот период такие ученые, как Ральф Барик, работали над «усилением функции» вирусов с целью предотвращения будущих угроз.

«Если бы шесть мужчин серьезно заболели COVID-19 еще в 2012 году на юге Китая, врачи и медсестры больницы, где они лежали при смерти, тоже бы заразились. Случаев могло быть сотни или даже тысячи. Но заразились только рабочие», — отмечает Бейкер.

Автор допускает, что появление вируса могло быть результатом некоторого многоступенчатого зоонозного процесса, но склоняется к версии, что он родился в лаборатории.

Читайте также:

Гонка фармацевтов: производители вакцин от Covid-19 наперебой заявляют о невероятной эффективности своих препаратов. Но что это значит на самом деле?

Универсальная вакцина, победа над слепотой и сексом: 10 главных надежд в области биологии

Откуда взялись вирусы?

AB Биология 20 (2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок B: Экосистемы и изменение населения

AB Биология 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Население и динамика сообщества

AB Наука о знаниях и трудоустройстве 20-4 (2006) 11 Блок C: Защита от болезней и здоровье человека

AB Наука о знаниях и возможности трудоустройства 8, 9 (пересмотрено в 2009 г.) 9 Блок A: Биологическое разнообразие

AB Наука 20 (2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок D: Изменения в живых системах

AB Наука 24 (2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок C: Защита от болезней и здоровье человека

AB Наука 7-8-9 (2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Блок A: Биологическое разнообразие

г. до н.э. Life Sciences 11 (июнь 2018 г.) 11 Большая идея: эволюция происходит на уровне популяции.

г. до н.э. Life Sciences 11 (июнь 2018 г.) 11 Большая идея: жизнь — это результат взаимодействий на молекулярном и клеточном уровнях.

г. до н.э. Естественные науки 7 класс (июнь 2016 г.) 7 Большая идея: эволюция путем естественного отбора дает объяснение разнообразию и выживанию живых существ.

МБ 12 класс биологии (2011) 12 Блок 2: Механизмы наследования

МБ 12 класс биологии (2011) 12 Раздел 3: Эволюционная теория и биоразнообразие

NB Биология 122/121 (2008) 12 Блок 1: Генетическая преемственность

NB Биология 122/121 (2008) 12 Блок 2: Эволюция, изменения и разнообразие

NB Введение в науку об окружающей среде 120 (2012) 12 Блок 2: Устойчивое развитие

NL Биология 3201 (2004) 12 Блок 3: Генетическая преемственность

NL Биология 3201 (2004) 12 Блок 4: Эволюция, изменения и разнообразие

NL Наука 2200 (2004) 11 Блок 1: Экосистемы

НС Биология 12 (2000) 12 Блок 3: Генетическая преемственность

НС Биология 12 (2000) 12 Блок 4: Эволюция, изменения и разнообразие

NT Биология 20 (Альберта, 2007 г. , обновлено 2014 г.) 11 Блок B: Экосистемы и изменение населения

NT Биология 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Население и динамика сообщества

NT Наука о знаниях и трудоустройстве 20-4 (Альберта, 2006 г.) 11 Блок C: Защита от болезней и здоровье человека

NT Наука о знаниях и возможностях трудоустройства 9 (Альберта, редакция 2009 г.) 9 Блок A: Биологическое разнообразие

NT Наука 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок D: Изменения в живых системах

NT Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок C: Защита от болезней и здоровье человека

NT Наука 9 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Блок A: Биологическое разнообразие

NU Биология 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок B: Экосистемы и изменение населения

NU Биология 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Население и динамика сообщества

NU Наука о знаниях и трудоустройстве 20-4 (Альберта, 2006 г.) 11 Блок C: Защита от болезней и здоровье человека

NU Наука о знаниях и возможностях трудоустройства 9 (Альберта, редакция 2009 г.) 9 Блок A: Биологическое разнообразие

NU Наука 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок D: Изменения в живых системах

NU Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок C: Защита от болезней и здоровье человека

NU Наука 9 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Блок A: Биологическое разнообразие

ПО Биология, 11 класс, Колледж (SBI3C) 11 Строка C: микробиология

ПО Биология, 12 класс, Университет (SBI4U) 12 Нить D: молекулярная генетика

ПО Биология, 12 класс, Университет (SBI4U) 12 Направление F: динамика численности населения

ПО Естественные науки, 12 класс, университет / колледж (SNC4M) 12 Strand F: Биотехнологии

ПО Естественные науки, 12 класс, рабочее место (SNC4E) 12 Строка D: болезнь и ее профилактика

PE Биология 621A (2010) 12 Эволюция, изменение и разнообразие

PE Биология 621A (2010) 12 Генетическая преемственность

PE Science 421A (проект, 2018 г. ) 10 СК 1.1 Объясните, почему клетка считается живой системой и отвечает за непрерывность и разнообразие жизни.

КК Наука и технология Секция I Живой мир: разнообразие форм жизни

КК Наука и технология Раздел II Живой мир: разнообразие форм жизни

КК Наука и технология Раздел III Земля и космос

СК Биология 30 (2016) 12 Генетика и биотехнология

СК Биология 30 (2016) 12 Жизнь и эволюция

YT Life Sciences 11 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 11 Большая идея: эволюция происходит на уровне популяции.

YT Life Sciences 11 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 11 Большая идея: жизнь — это результат взаимодействий на молекулярном и клеточном уровнях.

YT Science Grade 7 (Британская Колумбия, июнь 2016 г.) 7 Большая идея: элементы состоят из одного типа атомов, а соединения состоят из атомов разных элементов, химически соединенных.

Откуда взялись вирусы?

Эд Рыбицки, вирусолог из Кейптаунского университета в Южной Африке, отвечает:

Отследить происхождение вирусов сложно, потому что они не оставляют окаменелостей и из-за уловок, которые они используют для создания копий самих себя в клетках, в которые они вторглись.Некоторые вирусы даже обладают способностью вшивать свои собственные гены в гены инфицированных ими клеток, а это означает, что изучение их происхождения требует извлечения его из истории их хозяев и других организмов. Этот процесс еще более усложняется тем, что вирусы заражают не только людей; они могут заразить практически любой организм — от бактерий до лошадей; водоросли людям.

Тем не менее, ученым удалось собрать воедино некоторые вирусные истории, основываясь на том факте, что гены многих вирусов — например, вызывающих герпес и моно — похоже, обладают некоторыми общими свойствами с собственными генами клеток.Это может означать, что они начинались как большие фрагменты клеточной ДНК, а затем стали независимыми, или что эти вирусы возникли на очень ранней стадии эволюции, и часть их ДНК застряла в геномах клеток. Тот факт, что некоторые вирусы, поражающие людей, имеют общие структурные особенности с вирусами, поражающими бактерии, может означать, что все эти вирусы имеют общее происхождение, насчитывающее несколько миллиардов лет. Это выдвигает на первый план еще одну проблему с отслеживанием происхождения вирусов: большинство современных вирусов, кажется, представляют собой лоскутное одеяло из кусочков, поступающих из разных источников — своего рода подход «смешивания и сопоставления» к построению организма.

Тот факт, что такие вирусы, как смертельные вирусы Эбола и Марбург, а также отдаленно родственные вирусы, вызывающие корь и бешенство, обнаруживаются только у ограниченного числа видов, предполагает, что эти вирусы относительно новые — в конце концов, эти организмы появились в некоторой степени. недавно в эволюционное время. Многие из этих «новых» вирусов, вероятно, произошли от насекомых много миллионов лет назад и в какой-то момент эволюции развили способность заражать другие виды — вероятно, когда насекомые взаимодействовали с ними или питались ими.

ВИЧ, который, как считается, впервые появился у людей в 1930-х годах, представляет собой еще один вид вируса, известный как ретровирус. Эти простые вирусы похожи на элементы, обнаруженные в нормальных клетках, которые обладают способностью копировать и вставлять себя по всему геному. Есть ряд вирусов, которые имеют аналогичный способ копирования самих себя — процесс, который меняет нормальный поток информации в клетках, откуда и происходит термин «ретро», — и их центральный механизм для репликации может быть мостом между от изначальных форм жизни на этой планете до того, что мы знаем как жизнь сегодня.Фактически, мы несем в своих генах множество «окаменелых» ретровирусов, оставшихся после заражения далеких предков, которые могут помочь нам проследить нашу эволюцию как вида.

Кроме того, существуют вирусы, чьи геномы настолько велики, что ученые не могут понять, из какой части клетки они произошли. Возьмем, к примеру, самый крупный из когда-либо обнаруженных вирусов — мимивирус: его геном примерно в 50 раз больше, чем у ВИЧ, и больше, чем у некоторых бактерий.Некоторые из самых крупных известных вирусов поражают простые организмы, такие как амебы и простые морские водоросли. Это указывает на то, что они могут иметь древнее происхождение, возможно, как паразитические формы жизни, которые затем адаптировались к «вирусному образу жизни». Фактически, вирусы могут быть ответственны за значительные эпизоды эволюционных изменений, особенно в более сложных типах организмов.

В конце концов, однако, несмотря на все их общие черты и уникальные способности копировать и распространять свои геномы, происхождение большинства вирусов может навсегда остаться неизвестным.

Вирусы могут вызывать глобальные пандемии, но откуда взялся первый вирус?

Вирусы, такие как Эбола, грипп и Зика, попадают в заголовки газет. Они привлекают наше внимание своей способностью вызывать широкое распространение болезней и смерти.

Но откуда впервые взялись эти вирусы?

В отличие от бактерий, вирусы не являются живыми организмами — они не могут воспроизводиться сами по себе. Вместо этого они захватывают клетки, чтобы размножаться, распространяться и вызывать болезни.

Но что, если так было не всегда?

Ученые, изучающие так называемый гигантский вирус, названный Tupanvirus (названный в честь южноамериканского бога грома гуарани), обнаружили, что он, в отличие от вирусов, с которыми мы сталкиваемся сегодня, имел почти законченный механизм, который мог сам о себе позаботиться.

Это недавнее открытие вызвало споры о происхождении вирусов.

Замороженные вирусы

Нет никаких физических летописей окаменелостей вирусов, как у динозавров.

Красиво, но смертельно опасно. На цветной сканирующей электронной микрофотографии увеличены в 20 000 раз частицы вируса Эбола (зеленые) из хронически инфицированных клеток почек африканской зеленой обезьяны (синие). (BernbaumJG / Wikimedia Commons), CC BY

Один из способов обнаружения вирусов и изучения их происхождения — поиск их генетического материала — молекул ДНК или РНК — в тканях животных и почве.

Даже при том, что фильмы могут заставить вас поверить в обратное, вирусный генетический материал никогда не обнаруживался в окаменелых листьях растений или у насекомых, пойманных в ловушку янтаря.

Однако некоторые древние вирусы были обнаружены в вечной мерзлоте в Сибири, и есть надежда обнаружить больше, поскольку глобальное потепление продолжает оттаивать землю, которая была заморожена в течение тысяч лет. До тех пор наши возможности по точному восстановлению происхождения вирусов ограничены.

Эволюция вируса

Вирусы — это микроскопические организмы, которым для размножения требуется живая клетка, часто называемая хозяином.Они в основном состоят из генетического материала (ДНК или РНК), обернутого белковой оболочкой.

Иллюстрация вируса гепатита С. Центры США по контролю и профилактике заболеваний

Эти последовательности ДНК и РНК могут изменяться со временем, накапливая модификации генетического кода, которые способствуют выживанию вируса. Ученые могут посмотреть на эти генетические последовательности, чтобы оценить, как связаны разные вирусы и как они могли развиваться.

Эти исследования показали нам, что вирусы не имеют единого происхождения; то есть не все они возникли из одного-единственного вируса, который изменился и превратился во все вирусы, которые мы знаем сегодня.Вирусы, вероятно, имеют несколько независимых источников, почти наверняка в разное время.

Одно предположение, которое делают ученые при рассмотрении происхождения вирусов, состоит в том, что каждый из них эволюционировал вместе со своим хозяином. Например, вирус герпеса, поражающий людей, со временем эволюционирует, адаптируясь так, что он продолжает сохранять способность инфицировать клетки человека.

Если учесть, что все формы жизни на Земле зародились в океане, то разумно полагать, что вирусы эволюционировали вместе со своими хозяевами в морях.По мере того как эти существа перебрались на сушу и эволюционировали, вирусы также эволюционировали и приобрели способность заражать земные организмы.

Ранее в этом году ученые обнаружили доказательства того, что некоторым вирусам могут быть миллионы лет и они существуют с тех пор, как появились первые позвоночные. Но это не объясняет происхождения вирусов как таковых.

Истории происхождения

Одна теория предполагает, что вирусы возникли из кольцевой ДНК (также называемой плазмидой), которая может независимо реплицироваться и перемещаться между клетками, передавая генетическую информацию от одного организма к другому.Например, некоторые плазмиды несут гены, ответственные за устойчивость к антибиотикам. Согласно этой теории, плазмида вырвалась из клеток и эволюционировала таким образом, что позволила ей проникнуть в другую клетку для производства вирусов.

Другая теория предполагает, что вирусы могли развиться из более сложных свободноживущих организмов, таких как бактерии или клетки. Недавнее исследование показало, что белок под названием ARC, который важен для памяти человека, может образовывать вирусоподобные частицы и переносить РНК между клетками.Возможно, подобные древние белки эволюционировали, чтобы переходить от одного организма к другому.

Тупанвирус — это гигантский вирус, который может инфицировать протистов и амеб, но не представляет угрозы для человека.

А потом было недавнее открытие гигантского тупанвируса в бразильском содовом озере. Такие озера очень соленые и имеют высокий pH. Они могут имитировать условия водной среды на Земле миллиарды лет назад.

Tupanvirus имеет более полный набор механизмов по производству белка, чем любой другой известный вирус.В отличие от других вирусов, его репликация, вероятно, не настолько зависит от клетки, которую он заражает. Это открытие возродило интерес к теории о том, что вирусы возникли из сложных свободноживущих клеток.

Что было первым?

Обе теории, приведенные выше, предполагают, что клетки существовали до вирусов, и что вирусы потенциально эволюционировали в присутствии клеток.

Но есть еще одна гипотеза, согласно которой вирусы существовали первыми, даже раньше, чем клетки. В доисторическом мире вирусы могли существовать как самоподдерживающиеся сущности, своего рода древняя машина, которая, вероятно, могла воспроизводить свой генетический материал.Со временем эти доисторические вирусы могли образовывать сложные организованные структуры, которые в конечном итоге превратились в клеточно-подобные образования.

Пока это только теории. Технологии и ресурсы, которыми мы располагаем сегодня, не могут с уверенностью проверить эти теории и определить наиболее правдоподобное объяснение происхождения вирусов.

Альтернативная — но кажущаяся невозможной — стратегия состояла бы в том, чтобы изолировать или идентифицировать вирусы в их примитивных формах на других планетах, таких как Марс.Пребывание на Земле кажется более правдоподобным подходом.

Продолжающееся открытие новых вирусов, таких как Tupanvirus или 30 000-летний родственник гигантских ДНК-вирусов (Pithovirus), может позволить нам разгадать загадку их происхождения.

Итак, откуда взялся вирус?

Новое исследование углубило, а не развеяло тайну происхождения коронавируса, вызывающего Covid-19. Летучие мыши, рынки дикой природы, возможно, панголины и, возможно, лаборатории — все это могло сыграть определенную роль, но простая история о животном на рынке, зараженном летучей мышью, которая затем заразила несколько человек, больше не выглядит правдоподобной.

Исследование, опубликованное в начале мая учеными Института Броуда в Кембридже, штат Массачусетс, и Университета Британской Колумбии, выявило необычную особенность недавнего развития вируса: он эволюционировал слишком медленно. Геномы вирусов, взятые у больных во время эпидемии атипичной пневмонии 2002–2003 годов, показали быстрые эволюционные изменения в первые месяцы эпидемии, когда вирус адаптировался к своему новому хозяину, а затем изменились гораздо медленнее. Напротив, образцы, взятые из недавних случаев нового коронавируса, SARS-CoV-2, имеют сравнительно мало генетических замен по сравнению с ранним случаем, зарегистрированным в декабре.

Авторы, Шинг Хей Чжан, Бенджамин Деверман и Юджия Алина Чан, пишут: «Мы были удивлены, обнаружив, что SARS-CoV-2 демонстрирует низкое генетическое разнообразие в отличие от SARS-CoV, который на раннем этапе своего существования обладал значительным генетическим разнообразием. -средняя фаза эпидемии ». Это означает, утверждают они, что «к тому времени, когда SARS-CoV-2 был впервые обнаружен в конце 2019 года, он уже был предварительно адаптирован к передаче от человека в степени, аналогичной поздней эпидемии SARS-CoV». Это потенциально очень хорошая новость: поскольку вирус относительно стабилен генетически, вакцина, которая работает против него, если мы сможем ее разработать, с большей вероятностью будет работать против всех штаммов.

То же исследование, похоже, исключает возможность того, что инфицированные животные на рынке морепродуктов Хуанань в Ухане передали вирус нескольким людям, как некоторые предполагают в качестве источника. Китайские власти подтвердили, что образцы животных с рынка не были инфицированы. Это говорит о том, что один человек принес на рынок вирус, который уже хорошо разбирался в передаче вируса от человека, и заразил других.

В работе, опубликованной в марте Эндрю Рамбо из Эдинбургского университета, в которой анализируются геномные последовательности, подсчитано, что самый недавний общий предок вирусов, находящихся в настоящее время в обращении, заразил кого-то в конце ноября или начале декабря, хотя с «диапазоном достоверности», простирающимся до октября. .Это оставляет мало времени для эволюционной адаптации, поэтому месяцы, в течение которых вирус оттачивал свою способность заражать людей, предположительно были до этого и где-то за пределами рынка в Ухане.

Что было первым: вирус или хост?

Они существовали за 3,5 миллиарда лет до того, как на Земле появился человек. Они ни мертвы, ни живы. Их генетический материал встроен в нашу собственную ДНК, составляя около 10% генома человека. Они могут атаковать большинство форм жизни на нашей планете, от бактерий до растений и животных.И все же, если бы не они, людей, возможно, никогда не существовало бы.

Изображение формы коронавируса, а также его поперечный разрез. На изображении показаны основные элементы, включая гликопротеины, вирусную оболочку и спиральную РНК. Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International.

Нет, это не аннотация для нового голливудского блокбастера, хотя недавние события еще раз доказали, что правда явно более причудлива, чем вымысел.Теперь, когда слово «коронавирус» стало нарицательным, уровень интереса ко всему, что связано с вирусами, растет беспрецедентными темпами. На момент написания статьи темы коронавируса и COVID-19 доминировали в поисковом трафике в Google, а также в тенденциях в социальных сетях. В недавнем разделе часто задаваемых вопросов этого блога рассматриваются многие вопросы, которые мы слышим по этим темам.

Вирус, официально известный как SARS-CoV-2 (болезнь, причин называется COVID-19) принадлежит к большему семейству коронавирусов, или Coronaviridae .Все вирусы состоят из фрагмента нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК — заключенного в белковая оболочка, известная как капсид. В случае коронавирусов нуклеиновая кислота кислота представляет собой одноцепочечную молекулу РНК. Кроме того, коронавирусы характеризуется внешней оболочкой, состоящей из липидного бислоя, полученного из мембрана клетки-хозяина, инфицированной вирусом. В этой липидной оболочке находятся встроенные вирусные гликопротеины, некоторые из которых являются привлекательными мишенями для терапевтических усилия (1).

До происхождения видов

Вирусная эволюция (и абиогенез в генерал) — одна из тех увлекательных областей науки, в которых мы часто сталкиваемся с отрезвляющее осознание: мы знаем то, чего мы, , не знаем, (2). Например, наличие липидной оболочки может означать, что коронавирусы эволюционировали позже клеток, поскольку клетка-хозяин является источником липидов. Это также Из определения вируса как облигатного паразита следует, что он нуждается в клетка-хозяин для репликации. Но всегда ли так было? Чтобы ответить на вопрос окончательный, нам понадобится машина времени, которая могла бы вернуть нас примерно в 4 миллиардов лет — плюс-минус несколько сотен миллионов.

Традиционно теории вирусной эволюции относятся к одной из три группы: гипотеза первого вируса, гипотеза регрессии и ускользнувшие Гипотеза генов.

Гипотеза первого вируса

Согласно этой гипотезе, вирусы возникли на ранней стадии История Земли из фундаментальных репликативных молекул, которые сформировались в «Исконный суп», когда планета начала остывать. Эти молекулы также привели к эволюция клеточных организмов — вирусных хозяев — либо параллельно, либо в более поздний этап эволюции. Фундаментальная часть этой гипотезы сложна. догма о том, что вирусы всегда должны существовать как частицы нуклеиновых кислот окружены белками (3).Ранние вироиды могли существовать просто как свободно плавающие фрагменты нуклеиновых кислот. кислоты. Разнообразие способов, которыми вирусы хранят свою геномную информацию (одно- или двухцепочечная ДНК или РНК), в отличие от клеточных организмов, подтверждает идею о том, что вирусы возникли до появления последний универсальный клеточный предок (LUCA) (4).

Среди прочего, эта гипотеза привлекательна тем, что это совместимо с другой популярной абиогенетической гипотезой: миром РНК.В Согласно этому сценарию, самыми ранними предшественниками жизни были молекулы РНК, которые были способен к самовоспроизведению. Открытие ферментов РНК или рибозимов вызвало всплеск представляет интерес в этой гипотезе. С годами гипотеза мира РНК набрала свою долю недоброжелателей. Однако недавнее исследование показало, что рибонуклеотиды — строительные блоки РНК — могут быть синтезированы в первобытной среде супа обеспечил выстрел в руку энтузиастам мира РНК (5).

Гипотеза регрессии

Также известная как гипотеза редукции или вырождения, эта сценарий предполагает, что вирусы произошли от клеточных предков, которые эволюционный шаг назад и потерял способность к репликации самостоятельно.Эти протоклетки были вынуждены вести образ жизни облигатного паразитизма, чтобы чтобы выжить и, в конечном итоге, превратились в вирусы. Открытие двух гигантов вирусы, члены семейства Mimiviridae , оказали поддержку этому гипотеза (6). Эти вирусы с геномами двухцепочечной ДНК размером 1,4–1,5 МБ, которые кодируют более 1400 белков были выделены из амеб. Их репертуар белков включены многие компоненты машинного перевода и производства энергии системы — редко наблюдается у большинства других вирусов.Эти наблюдения предполагают что гигантские вирусы произошли в результате регресса от предков, у которых была полная набор генов, больше напоминающих клеточные формы жизни, чем современные вирусы.

Гипотеза «сбежавших генов»

Эта гипотеза предполагает, что вирусы произошли от генов которые «ускользали» от клеточных организмов на нескольких этапах эволюции ранней жизни. Эти гены дали вирусам базовые способности к полуавтономной (эгоистичная) репликация и заразительность.Более поздние исследования расширили доказательства того, что эта гипотеза предполагает, что вирусы произошли не из современных клеток, а из первобытные предки, предшествовавшие LUCA (7).

Назад в будущее

Эти три гипотезы вирусного происхождения обсуждались. на протяжении многих лет и породили альтернативные гипотезы, сочетающие разные элементы каждого. Каждая гипотеза представляет разные сроки происхождения вирусов, от вирусов, появившихся задолго до клеточной жизни, до эволюции после образование клеток.Недавно был предложен химерный сценарий, в котором вирусы получили свои репликационные машины из различных типов первобытных генетических элементов, но получил структурные белки, необходимые для образования капсида от своих клеточных хозяев (8).

Будущие исследования, несомненно, добавят больше вариаций по трем фундаментальным темам происхождения вирусов. Текущая пандемия SARS-CoV-2 высветила смертоносные свойства патогенных вирусов, и тем не менее многие вирусы играют комменсальную или даже мутуалистическую роль (9).Ясно одно: вирусная эволюция неразрывно связана с нашей собственной. Стремление понять вирусное происхождение должно также дать новое понимание того, как другие формы жизни адаптировались и отреагировали на вызов, брошенный этими загадочными паразитами. Расширение нашей базы знаний должно помочь нам лучше справиться со следующей пандемией.

Прочтите, как Promega поддерживает ученых, работающих над пониманием молекулярных механизмов, с помощью которых появляющиеся вирусы заражают людей и животных, а также с целью разработки точных методов обнаружения.Посетите страницу ресурсов по обнаружению коронавируса и разработке анализов.

Список литературы

1. Schoeman, D. and Fielding, B.C. (2019) Белок оболочки коронавируса: текущие знания. Вирусология J . 16 , 69.
2. Просс, А. и Паскаль, Р. (2013) Происхождение жизни: что мы знаем, что мы можем знать и чего мы никогда не узнаем. Открыть Биол . 3 , 120190.
3. Bandea, C. (2009) Происхождение и эволюция вирусов как молекулярных организмов. Природа предшествует DOI: 10.1038 / npre.2009.3886.1.
4. Holmes, E.C. (2011) Что эволюция вируса говорит нам о происхождении вируса? J. Virol. 85 , 5247.
5. Becker, S. et al . (2019) Единый пребиотически вероятный синтез рибонуклеотидов пиримидиновой и пуриновой РНК. Science 366 , 76.
6. Abrahão, J. et al. . (2018) Хвостатый гигант Тупанвирус обладает наиболее полным трансляционным аппаратом из известной виросферы. Nature Comm . 9 , 749.
7. Крупович М. , Кунин Е.В. (2017) Множественное происхождение белков вирусного капсида от клеточных предков. Proc. Natl. Акад. Sci USA . DOI: 10.1073 / pnas.1621061114.
8. Крупович, М. и др. . (2019) Происхождение вирусов: первичные репликаторы, рекрутирующие капсиды от хозяев. Nature Rev. Microbiol . 17 , 449.
9. Русинк, М. и Базан, Э.Р. (2017) Симбиоз: вирусы как интимные партнеры. Annu. Ред. Virol . 4 , 123.

Похожие сообщения

Следующие две вкладки изменяют содержимое ниже.

Кен — научный писатель в Promega Corporation. Хотя он получил докторскую степень в области молекулярной биологии, ему нравится исследовать и писать обо всем, от М-теории до граптолитов. Когда он не проводит время с семьей или не служит своим повелителям собак и кошек, Кен участвует в поисках мифического существа, известного как «свободное время». Если ему это удастся, он надеется вернуться к написанию художественной литературы, чтобы поддерживать баланс своего мозга.

Как это:

Нравится Загрузка …

Так откуда же взялся вирус?

Вопрос о происхождении вирусов, вызывающих вторичные зоонозы, всегда важен и интересен. Выявление их происхождения имеет решающее значение для понимания происхождения зоонозных эпидемий и для разработки превентивных стратегий на случай будущей эпидемии. Это увлекательно, потому что идентификация, как и решение сложного детективного исследования, включает в себя ряд судебно-медицинских экспертиз, включая эпидемиологию, молекулярную генетику, филогенетику, а также изучение резервуарных и промежуточных хозяев (т.э., дикие и домашние животные). Найти непосредственный вирус-предшественник животного обычно сложно; действительно, коронавирусы усугубляют проблему, потому что они имеют склонность к рекомбинации ( 1 ), постоянно создавая новые вирусы и вызывая необходимость идентифицировать более одного предкового вируса; если только не выпадет редкая удача найти точный родительский рекомбинант. Конечно, после идентификации предкового вируса (ов) остается вопрос, где и когда он впервые попал в организм человека, что привело к вторичной передаче.

В это время недорогого и быстрого секвенирования генома был быстро получен и опубликован весь геном вируса, вызывающего COVID-19, идентифицирован как бета-коронавирус ( 2 ) и обозначен как коронавирус 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS- CoV-2). Он был отдаленно связан с SARS-CoV-1, в основном опровергая идею о том, что он просто мутировал от SARS-CoV1. Гораздо более близкородственный вирус (> 96% всего его генома) был секвенирован у подковоносов, живущих в пещере в провинции Юньнань, под названием CoV RaTG13b ( 3 ).Большие участки CoV RaTG13 были практически идентичны SARS-CoV-2; хотя другие отрезки, по-видимому, достаточно различимы, чтобы исключить прямое родство с предками. Некоторое внимание также было сосредоточено на панголинах, исчезающем виде, который также переносит коронавирусы и который незаконно ввозится в Китай в больших количествах для продуктов питания и традиционной медицины. Один коронавирус, выделенный у малайского панголина, конфискованного в провинции Гуандун, был на> 90% идентичен коронавирусу SARS-CoV-2 по всему геному, но явно не был прямым предшественником ( 4 ).

Недавно филогенетический анализ дал достаточно убедительное объяснение того, как первоначально образовался SARS-CoV-2. Исследование показывает, что вирус, вероятно, представляет собой тройной рекомбинант, содержащий генетические элементы двух коронавирусов летучих мышей и коронавируса панголина. Скорее всего, рекомбинационные точки разрыва находятся до и после мотива связывания рецептора ангиотензин I-конвертирующего фермента 2 (ACE2) в спайковом белке SARS-CoV-2. Рецептор-связывающий мотив SARS-CoV-2 практически идентичен таковому у изолята ящеров.Верхняя часть области ORF1A, по-видимому, была получена от второго коронавируса летучих мышей. Интересно, что авторы представляют данные о том, что SARS-CoV-1 также является продуктом множественных событий рекомбинации с участием различных коронавирусов летучих мышей. Другое исследование подробно проанализировало эволюционную историю коронавирусов летучих мышей и их способность переходить от одного вида к другому, чтобы лучше понять, как и где наиболее вероятно возникновение зоонозов. Важно отметить, что спайковый белок SARS-CoV-2 демонстрирует уникальную особенность, а именно наличие вставки сайта расщепления фурином (PRRA) на стыке двух субъединиц S-белка.Ни у бета-коронавирусов летучих мышей, ни у бета-коронавирусов панголина, взятых к настоящему времени, нет многоосновных сайтов расщепления. Не было выявлено ни одного коронавируса животных, который был бы достаточно похож, чтобы служить прямым предшественником SARS-CoV-2; тем не менее, разнообразие коронавирусов у летучих мышей и других видов в значительной степени не исследовано (6).

Все вышеперечисленное имеет отношение к эволюции вируса. Четкого ответа на вопрос о происхождении вируса до заражения человека не было.Сначала казалось, что он, скорее всего, появился на влажном рынке в Хунани, но последующий анализ рынка и присутствующих животных не дал доказательств. Это быстро породило теории заговора о том, что вирус был создан в вирусологической лаборатории в Ухани. Возможность того, что вирус мог быть создан руками человека, была довольно убедительно опровергнута Андерсоном и др. ( 6 ) и не подтверждается академическими данными. Что же тогда было прямым источником вируса и когда вирус впервые попал в организм человека?

Учитывая преобладание рекомбинации среди коронавируса летучих мышей и множество возможностей для внедрения SARS-CoV-2, вероятно, что для определения происхождения SARS-CoV-2 потребуется продолжить сбор образцов от различных хозяев и анализ геномного секвенирования. 2.Однако глобальное распространение этих вирусов и их потенциал для межвидовой передачи ясно дает понять, что возможны волны вспышек COVID-19. Важно то, насколько хорошо мы подготовимся к следующему.

1. B. Hu et al. , Обнаружение богатого генофонда коронавирусов, связанных с SARS летучих мышей, позволяет по-новому взглянуть на происхождение коронавируса SARS. PLoS Pathog 13 , e1006698 (2017).
2. F. Wu et al. , Новый коронавирус, связанный с респираторным заболеванием человека в Китае. Природа 579 , 265-269 (2020).
3. P. Zhou et al. , Вспышка пневмонии, связанная с новым коронавирусом, вероятно, происхождения летучих мышей. Природа 579 , 270-273 (2020).
4. Т. Чжан, К. Ву, З. Чжан, Вероятное происхождение SARS-CoV-2, связанного со вспышкой COVID-19, у панголинов. Curr Biol 30 , 1346-1351 e1342 (2020).
5. V. D. Menachery et al. , Кластер циркулирующих коронавирусов летучих мышей, напоминающий атипичную пневмонию, демонстрирует потенциал для появления человека. Нат Мед 21 , 1508-1513 (2015).
6. К. Г. Андерсен, А. Рамбаут, В. И. Липкин, Э. К. Холмс, Р. Ф. Гарри, Проксимальное происхождение SARS-CoV-2. Нат Мед 26 , 450-452 (2020).
7. N. Wang et al. , Серологические доказательства коронавирусной инфекции, связанной с атипичной пневмонией летучих мышей, у людей, Китай. Вирол Sin 33 , 104-107 (2018).

Посмотреть все перспективы GVN SARS-CoV-2

Откуда берутся новые вирусы, такие как коронавирус?

(Мальте Мюллер, Getty Images)

Факторы размером меньше клетки и размером с планету играют роль, когда вирус переходит от животного к человеку.

Вопрос о том, как это произошло с SARS-CoV-2, вызывающим заболевание COVID-19, имеет решающее значение по нескольким причинам, сказал автор бестселлеров и научный журналист Дэвид Кваммен. Ответ может помочь ученым найти вакцину, которая остановит эту пандемию. Это могло бы раскрыть способы предотвратить следующее.

А профилактика, как он и другие эксперты, говорит, что люди повсюду понимают свою роль, даже если они живут далеко от мест, где появляются вирусы. Как выразился Кваммен: «Все, что мы делаем, есть, покупаем, потребляем и размножаем, притягивает к нам опасные вирусы.»Это означает, что у каждого есть шанс принять участие в решении этой проблемы.

Вы могли бы написать книгу о бесчисленных способах взаимодействия животных, человека и вирусов. Кваммен так и поступил. «Перелив», выпущенный в 2012 году, предупреждал о пандемии, разворачивающейся почти так же, как COVID-19.

Автор бестселлеров и научный журналист Дэвид Куммен. (Фото Линн Дональдсон)

Не все человеческие вирусы происходят от животных. Но некоторые из самых печально известных, в том числе Западный Нил и ВИЧ, сделали это. Даже в этом случае вирусу требуется немало усилий, чтобы совершить такой скачок, — сказала Райна Плорайт, доцент эпидемиологии Государственного университета Монтаны в Бозмане.

По ее словам,

вирусов повсюду. Прогуляйтесь, и вы можете вдохнуть их от растений, почвы, птиц и даже домашних животных. Большинство не причиняет вреда. Их убивает слизь в наших дыхательных путях или кислота в нашем желудке, или они не могут связываться с нашими клетками для размножения.

Плаурайт описывает эти многочисленные барьеры как ряд стен, сложенных друг над другом, как швейцарский сыр: все отверстия должны точно совпадать, чтобы что-то могло пройти.

Животные, являющиеся носителями вируса, называются резервуарными хозяевами.Они служат своего рода вирусным складом. Иногда вирус может зацепиться за так называемый переносчик, часто насекомое, чтобы передать его от носителя к человеку. Примером могут служить комары, передающие вирус Западного Нила от птиц людям.

Часто вторичный или зоонозный вирус получает помощь от посредников, называемых усилителями.

Например, новый грипп часто начинается у диких водоплавающих птиц. Сначала они могут попасть на домашних птиц — домашних птиц, кур и уток, которые могут делить ферму со свиньями.Свиньи могут переносить грипп человека и служить, как выразился Кваммен, местом, где вирусные гены «смешиваются и сопоставляются».

Если это смешение вызывает мутацию, которая дает вирусу простой способ передачи от животного к человеку и перехода между людьми, у этого вируса внезапно появятся миллиарды потенциальных носителей по всему миру, сказал он. «Это вирус, выигравший лотерею эволюции».

Считается, что

SARS-CoV-2 произошел от летучих мышей. Его генетический отпечаток предполагает, что он эволюционировал аналогично вирусу, о котором китайские исследователи предупреждали в 2017 году.

Летучие мыши, которые в последние десятилетия были резервуаром для нескольких смертельных вирусов, являются областью компетенции Плаурайта. Она появляется в книге Кваммена за свою работу над вирусом Хендра, убившим лошадей и людей в Австралии.

У летучих мышей есть несколько удивительных приспособлений, которые позволяют им безвредно размещать вирусы, — сказала она. Но этим вирусам часто требуется усилитель, чтобы проникнуть в человека. Эта связь может возникнуть, когда летучая мышь, являющаяся носителем инфекционного вируса, содержится рядом с другими животными на переполненном рынке дикой природы.По ее словам, неясно, случилось ли это с SARS-CoV-2.

Но такие взаимодействия не обязательно должны быть экзотическими. Например, с вирусом Хендра лошади подбирали его с травы под деревьями, где кормились летучие мыши, а затем передавали его людям, ухаживающим за ними.

Близость имеет решающее значение. «Если у вас есть летучая мышь, которая выделяет патоген посреди леса, где нет людей, то это не представляет опасности», — сказал Плаурайт. Но если эта летучая мышь распространяет вирус в городе или на рынке, это так.

И вот как люди помогают в этом: «Мы быстро меняем нашу среду обитания и быстро меняем наши контакты с летучими мышами», — сказала она.

Развитие приближает людей к летучим мышам и лишает их пищи. По ее словам, голодная летучая мышь в стрессе более восприимчива к вирусам. Также вероятно, что они будут искать что-нибудь поесть рядом с людьми.