Азия гонит грипп волнами

Источником всё новых и новых разновидностей обычного человеческого гриппа является Азия. Благодаря удачному для вируса перекрытию сезонов дождей с зимой северного полушария новые штаммы распространяются по планете волнами, через год затухающими в Южной Америке. Теперь вирусологи могут ограничиться в поисках новых штаммов лишь одним регионом.

Стереотипы не чужды любой науке, в том числе – эпидемиологии. Если бы 10 лет назад вы спросили школьника, где зарождаются самые опасные инфекционные болезни, то он наверняка вспомнил бы о далекой Африке. «Приз» оказался переходящим, и теперь внимание ученых с гарантией приковано к юго-восточной Азии.

Один лишь птичий грипп и атипичная пневмония уже стоили региону множества туристов. Но ученые, считающие своим долгом обнаружить первоисточник всех болезней, теперь приписывают региону ответственность и за обычный грипп.

В своем исследовании, результаты которого приняты к публикации в Science, международная команда под руководством Колина Рассела из Кембриджа сконцентрировалась на самом обычном штамме H3N2, больше известном как грипп А. Именно он ответственен за большую часть из 3–5 миллионов тяжелых случаев заражения гриппом каждый год, заканчивающихся летально у 250–500 тысяч больных. И даже гигантский фармацевтический рынок не в состоянии справиться с этим, обеспечивая вакцинами только 300 миллионов из 6,5 миллиардов живущих на Земле человек. Эффективность вакцин при этом зависит не только от чистоты производства, но и от работы вирусологов, регулярно обновляющих состав «коктейлей».

Ученые находятся в постоянной гонке с природой, одарившей вирус способностью к удивительной изменчивости. Кроме более эффективных способов проникновения в клетки нашего организма, мутации часто делают вирионы невосприимчивыми к действию иммунной системы, «натасканной» вакцинами на прошлогодний вариант. Это заставляет ученых регулярно обновлять источник – собирать образцы со всего мира, а потом выбирать наиболее опасный.

Генетическая «удаленность» новых штаммов от изолята Sydney/5/1997 в зависимости от времени и места, обозначенного цветом. При этом каждая точка на карте соответствует новой форме вируса. В данном случае разница устанавливалась по антигенам – наиболее активным участкам на поверхности вириона, которые и распознаются иммунной системой. И на которые, как считается, и происходит её «натаскивание» с помощью вакцинации. //Colin A.Russel et al., Science

Теперь им удастся значительно сузить круг поисков – проанализировав 13 000 образцов из запасников Всемирной организации здравоохранения, ученые пришли к выводу, что новые формы всегда возникают в восточной и юго-восточной Азии. Как правило, лишь через 6–9 месяцев они достигают Европы и Северной Америки и еще через несколько месяцев – Южной. Причем, покинув отчий дом, вирусы редко возвращаются – Новый Свет становится для них эволюционным кладбищем. Как и для немалого числа их жертв.

Почему именно Азия, пока мало понятно, хотя гипотез хватает. В Северном и Южном полушариях Земли грипп господствует зимой – не только из-за ослабленного состояния иммунной системы, но и из-за стабильности вируса в прохладном воздухе и, как следствие, большей вероятности его передачи. В тропиках эпидемии и вспышки связаны с сезоном дождей, значительно растянутом по времени от долготы к долготе.

Временной перекрест с полноценной зимой на севере обеспечивает этому региону уникальную способность поддерживать развитие вирусов круглый год.

Относительная задержка в Южной Америке легко разъяснилась после даже неглубокого анализа миграций человечества по планете. Что ещё раз подтвердило необходимость контроля и существование проблемы «завоза» нежеланных незримых «гостей» из тропиков.

Плотность авиаперелётов в мире. //NAS, 2004

Дерек Смит, один из соавторов работы из Кембриджа, отметил, что даже населенность Востока не такой важный фактор по сравнению с природой: «Бангкок и Куала-Лумпур находятся всего лишь в 700 километрах друг от друга, но эпидемии в них разнесены на 6 месяцев».

Эти данные подтверждаются другой работой, опубликованной в сегодняшнем Nature. Имперское прошлое сказалось и здесь – исследовательский коллектив возглавили вирусологи из британских Эдинбурга и Оксфорда.

Они оттипировали вдесятеро меньше образцов – 1 300 штук, зато собраны они были на протяжении 12 последних лет; кроме того, оксфордские медики включили в проект и другой вирус группы А – H1N1. Независимо от своих кембриджских коллег они пришли к выводу, что резервуар находится в районе тропиков, ежегодно подпитывая Южное и Северное полушарие новыми штаммами.

Опасность заключается в том, что приобретенные мутации, в отличие от эпидемий в умеренных широтах, в тропиках накапливаются.

Это приводит к «рождению» более совершенных – с любой стороны – вирусов, которые не только устойчивы к действию иммунной системы, но и собираются и размножаются быстрей своих собратьев.

Например, новый вид гемагглютинина (HA), располагающегося на поверхности вириона, позволяет избегать атаки со стороны иммунной системы. За счёт этого вирус получает преимущество в негативном естественном отборе, когда «слабые и неприспособленные» штаммы умирают. А белок FU02 ускоряет сборку новых частиц, что является плюсом в положительном естественном отборе, когда приспособленные распространяются быстрей. Соединение этих мутаций возможно, только если эпидемия на одной территории продолжается достаточно долго. Что и произошло в районе тропиков.

Иллюстрация к волновой модели распространения вируса, на которой кардинально отличающиеся новые штаммы обозначены разными цветами. При этом видоизменения происходят исключительно в зоне тропиков, откуда распространяются в оба полушария, постепенно там «затухая». «Нахлёст» волн в тропиках дает дополнительные преимущества для закрепления новых мутаций. //Andrew Rambaut, Nature

Редкий случай того, когда фундаментальные генетические работы по установлению филогенетических связей дали отличный практический результат – теперь штаммы для обновления вакцин можно будет прицельно разыскивать в Азии. Это даст биотехнологам несколько месяцев преимущества для наработки нужного количества материала, эффективность которого всё же остается пока под вопросом.

А китайских игрушек и техники, собранной на Тайване, можете не бояться – вирус не настолько стабилен в окружающей среде, чтобы доехать до нас в коробке. Для этого лучше подходят живые переносчики, в большом числе выезжающие из региона вне зависимости от сезона.