Глава 16. Заключение: человечество и вирусы.

Мы рассмотрели многочисленные примеры того, как вирусы «служат» своим хозяевам. Ни в одном случае, будь то наличие генов токсина у патогенного холерного вибриона или синцитинов, способствующих развитию плаценты у млекопитающих, нельзя выявить какую-то цель. Все эти гены и белки являются результатом естественного отбора, действующего на фенотип, определяемый набором случайных генетических вариантов; эволюция пользуется случайными редкими событиями – у нее нет намерений и перспективных планов. Применение вирусов в качестве лечебных средств, с другой стороны, является запланированным и осознанным действием. Это самоочевидно, но при ближайшем рассмотрении этот факт лишь подчеркивает уникальность отношений людей и вирусов.

Люди поменяли правила игры: принцип Черной Королевы работает для нас по-другому. Мы не позволяем эволюции определять наши отношения с вирусами. Люди не полагаются на генотипические изменения и на отбор самых приспособленных в гонке вооружений с вирусными патогенами. Разработка антиретровирусных лекарств для борьбы с ВИЧ-1 (глава 9) стала одним из примеров. Как красноречиво говорит об этом Джозеф Генрих в своей, вышедшей в 2015 году книге, «секрет нашего успеха» заложен в человеческом интеллекте, в наших когнитивных способностях и в нашей развитой человеческой культуре. Мы общаемся, сотрудничаем и накапливаем знания, которые затем передаем из поколения в поколение. Это продукты культурной эволюции, которые отличают нас от всех других видов, включая высших обезьян, наших двоюродных братьев. Отношения вируса и хозяина определяются взаимодействием вируса с клетками и популяциями индивидуальных хозяев. Вирусы, инфицирующие людей, вынуждены бороться с производным коллектива человеческих индивидов, с человеческой культурой, а это очень неприятный вызов. Когда зоонозный вирус обрушивается на человеческую популяцию, он не только инфицирует нас – человека за человеком, он инфицирует и наше общество. Если линия вируса успешно инфицирует человеческую популяцию, ей приходится сталкиваться не только с врожденной и адаптивной иммунной защитой, но и с негенетической адаптацией, которую призывает себе на помощь наша сложная и многогранная человеческая культура.

Человечество ответило на вызов, брошенный ВИЧ, который привел к пандемии, негенетическими адаптивными изменениями. Эта наша способность сама есть продукт естественного отбора наших предков. Коалы и гориллы вынуждены полагаться на эволюционные изменения для того, чтобы противостоять ретровирусной эпидемии, которую они в настоящее время переживают. Без вмешательства человека ретровирус коалы и вирус Эбола могли бы привести к исчезновению этих видов. Для того чтобы выжить, животные должны совместно эволюционировать со своими вирусными паразитами, но этот процесс занимает тысячелетия (глава 10). В настоящее время люди переживают пандемию зооноза, вызванного ВИЧ-1. Возможно, пока рано трубить о победе в этой особой войне, которая при любом исходе оставит неизгладимые рубцы на населении стран третьего мира и в экваториальной Африке. Тем не менее гонку вооружений вели и ведут обе стороны (глава 9); некоторые битвы нам удалось выиграть, но война еще не окончена; эпидемия продолжается. Очень хочется думать об адаптивном ответе на ВИЧ-инфекцию, в ходе которого мы в течение одного поколения сумеем приобрести фенотип, устойчивый к ВИЧ, в понятиях Ламарка. Но это не так. Адаптивный ответ коренится в дарвиновском отборе, который благоприятствовал тем генетическим изменениям в родословной человека, которые привели к культурной эволюции и к приобретению уникальных навыков выживания.

Будущее человечества и вирусы.

Вирусы играют неотъемлемую роль в эволюции всей жизни. Сами по себе вирусы не являются формой жизни; это факт, с которым трудно примириться, имея в виду сложность и витальность событий, запускаемых вирусами в клетках-хозяевах. Подобно вторгнувшейся армии, вирусы зависят от своих живых хозяев, так как нуждаются в материалах для репликации своего генома. Фундаментальной потребностью вирусов является потребность в энергии. Клетка служит источником богатых энергией соединений и структур, которыми вирус должен воспользоваться для своего размножения и распространения. Гений вирусов заключается в их умении использовать энергию живых систем для построения своих богатых энергией и «упорядоченных» вирусных частиц, создавая в клетке «беспорядок». Закодированная в вирусах информация пролиферирует и развивается в энергетическом потоке и за счет живого организма. Вирусы могут быть лишь сложными реагентами в этом реакционном коктейле, подчиняясь законам термодинамики, но их эволюция направляется теми же законами дарвиновской эволюции, которая управляет живым миром.

Вирусный метагеном – это величайшее хранилище существующей генетической информации в биосфере. Создание этого генетического разнообразия – это подвиг, равного которому не было суждено свершиться ни в одном из трех живых царств, и большая часть этих генетических сокровищ остается темной материей. Вследствие своей всеобщности и продолжающейся диверсификации масса вирусов будет и дальше оставаться главным источником генетических инноваций в биосфере. Известные нам вирусы составляют ничтожное меньшинство всех вирусов; океанический виром, виромы грызунов, летучих мышей и приматов, как и наши собственные виромы, определенно являются более сложными, чем то, что мы видим, и неизбежно именно вирусы будут вечным источником эволюционных новшеств. Вирусный геном будет продолжать снабжать горючим эволюцию, особенно в ответ на изменения. Изменения, если понимать их в широком смысле, будут катализаторами, которые раскрепостят эволюционную изобретательность вирусного метагенома и способность вирусов к быстрым и оппортунистическим эволюционным изменениям.

Ускоряющийся темп, с которым появляются патогенные для человека вирусы, поражает воображение (Jones et al., 2008), но не поставило ли нас стремительное восхождение человеческой культуры выше этой угрозы? Отгорожены ли мы, по крайней мере как вид, от риска вымирания или значительного сокращения численности нашей популяции в результате пандемии какой-нибудь вирусной болезни? Можно в этой связи принять в расчет возможность будущей пандемии гриппа. Это наверняка будет глобальный кризис здравоохранения, но, несмотря на глобализацию сообщений, последствия едва ли будут сравнимы с результатами пандемии гриппа 1918 года, когда грипп за два года убил более сорока миллионов человек. Всемирные организации здравоохранения применят самые современные профилактические стратегии, противовирусные лекарства и эффективные антибиотики; больным будут проводить поддерживающее симптоматическое лечение, и будет быстро создана действующая вакцина. Все эти факторы делают кошмарный сценарий маловероятным. Тем не менее, как индивиды, мы не можем игнорировать серьезную возможность такой пандемии или возникновения иных неожиданных вирусных инфекций. Тяжелые эпидемии локального масштаба, но с возможными глобальными последствиями могут возникать (и к ним надо готовиться) вследствие неодинаковой доступности качественной медицинской помощи в разных по своему географическому и экономическому положению странах.

Снова и снова будут испытывать нас на прочность новые вирусные заболевания, возникающие de novo из своих резервуаров, или заболевания, становящиеся либо более распространенными, либо более вирулентными. Эти вызовы человечеству катализируются социальными и экономическими эпидемиологическими факторами и, конечно же, изменениями мирового климата. Несмотря на то что новые зоонозы наверняка станут более частыми, все же они остаются в области известного о неизвестном. С другой стороны, неумолимое распространение по миру насекомых или клещей, носителей разнообразных вирусов, которое происходит благодаря климатическим изменениям, мировая торговля и массовые путешествия являются факторами, относящимися к категории известного об известном. В последние годы мы стали свидетелями ужасных последствий ВИЧ, а затем вируса Эбола для благополучия, здоровья и экономического положения населения Африки. Нет средств быстрой ликвидации уязвимости человечества по отношению к возникающим вирусным болезням; единственное, что мы можем, это готовиться к худшему.

В 2015 году ВОЗ в рамках Программы готовности к чрезвычайным ситуациям определила приоритетные вирусные заболевания, требующие первоочередного изучения: геморрагическая лихорадка Крым-Конго, болезни, вызванные вирусами Эбола и Марбург, лихорадка Ласса, ближневосточный респираторный синдром, тяжелый острый респираторный синдром, оба вызываемые коронавирусами, Нипах и лихорадка Рифт-Валли (WHO, 2016). Это лишь короткий список, и в примечании было сказано, что чикунгунья, среди других вирусных заболеваний, тоже должна считаться угрозой, требующей пристального внимания. Конечно, ВОЗ не может предсказать или определить непреложный приоритет вирусов, которые могут появиться в будущем; ближневосточный респираторный синдром не мог попасть в этот список в 2013 году, потому что тогда он был неизвестным о неизвестном. Что попадет в этот открытый и все время пополняющийся список в будущем? На высоте пандемии ВИЧ-1 Энтони Фаучи, ученый и глава Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, отметил в одном интервью, что «в 1918 году, когда грипп выкосил от двадцати до пятидесяти миллионов человек во всем мире, а в США – сотни тысяч, люди, жившие в то время, как мне думается, хорошо понимали, что может натворить возникший, словно ниоткуда, микроб. Но прошли десятилетия, и люди забыли об этом. И вот мы имеем СПИД, но люди не думают о том, что это может повториться. Мы до сих пор не покончили с новой эпидемией даже наполовину». Он напомнил нам, что мы не имеем права безмятежно и хладнокровно относиться к угрозе появления следующего пандемического вируса. В будущем мы можем столкнуться с кризисом глобальных масштабов, пока мы боремся за предупреждение и укрощение вирусных заболеваний. Возможно, наш вид не находится под непосредственной смертельной угрозой, но под такой угрозой находится качество нашей жизни.

Наше глобализованное человеческое общество никогда не встречалось с таким риском, но и никогда не было человечество лучше оснащено для встречи с такими вызовами, когда они появятся. Мы должны надеяться, что медицинская наука будет продолжать осваивать новые головокружительные технологии. Мы полагаемся на социальные структуры, человеческую изобретательность и научные знания нашего вида, надеясь, что они смогут быстро отреагировать и изобрести методы лечения (как, например, были изобретены антиретровирусные лекарства) или надежной вакцинации. Но зависимость рода человеческого от сложных и переплетенных социальных структур является, с другой стороны, нашим самым уязвимым местом. Разрушение социальных структур, социальные возмущения и перевороты могут приводить к резкому росту заболеваемости вирусными инфекциями; «война и инфекционные болезни – это смертоносная парочка» (Connolly, Heymann, 2002). Вирусы – величайшие эволюционные оппортунисты, и неустойчивость и изменчивость нашей реальности требуют нашего прилежания и уважительного отношения к вирусам, если мы не хотим, чтобы они стали непомерным болезненным бременем на плечах человечества. В нашем новом мире мы должны сознавать потенциальные глобальные последствия локальных социальных изменений и политических смут в самых отдаленных частях земного шара. Мы не можем оставаться равнодушными к возникающим зоонозам и новым маскам вирусных заболеваний на отдаленных континентах; сегодня все континенты являются задним двором объединенного человечества.

Сотворение красоты.

Объективные тренды говорят нам неумолимую правду. Будущему нашего общества будет брошен вызов зоонозных вирусов, и это вполне естественное предсказание, естественное не в последнюю очередь потому, что само человечество производит перемены, являющиеся необходимым топливом эволюции. Несмотря на эти утверждения, я все же начал писать эту главу с намерением внушить читателю более широкое понимание природы вирусов – это не просто возбудители болезней. Они непременные спутники жизни и громадная природная сила нашей планеты. Когда вы любуетесь океаном, освещенным закатным солнцем, вспомните о великом множестве вирусных частиц в каждом миллилитре морской воды; пролетая над девственными лесами, подумайте о виромах их живых обитателей. Поразительная численность и невероятное разнообразие вирусов в окружающей нас среде должно внушить нам священный трепет от сознания, что мы находимся в относительной безопасности в столь многочисленном окружении, а не от страха, что вирусы могут причинить нам вред.

Персонализированная медицина скоро станет реальностью, и врачи станут рутинно определять и оценивать нуклеотидные последовательности геномов своих больных. Потом, через относительно небольшой промежуток времени, эти данные будут объединены с вирусными и бактериальными метагеномами пациента; вся совокупная генетическая идентичность человека будет распечатываться на одном бланке. Несомненно, мы обнаружим, что некоторые пассажиры могут навредить нашему здоровью, но зато другие могут защитить нас от множества бед. Понимание природы вирусов, почерпнутое, как я надеюсь, вами из этой книги, не является упражнением в бухгалтерии. Попытка уравновесить пользу и вред вирусов – абсолютно бесплодная задача. Вирусный метагеном всегда будет содержать новые генные функциональности, полезные для биологии и медицины; вирусы могут стать чрезвычайно полезными биомедицинскими инструментами, а фаги продолжат оздоровление наших океанов, обеспечивая первичное воспроизводство его биомассы. Вирусы могут также ускорить развитие резистентности к антибиотикам в постантибиотическую эру, а вновь возникающие вирусы могут угрожать нашей самоуспокоенности и бросить вызов экономическому и социальному порядку нашего общества. Простое противопоставление этих «за» и «против» несправедливо к вирусам и не оставляет места признанию их права на место в природе.

Мы должны смиренно признать, что мы и вирусы суть одно и то же – все мы продукты дарвиновской эволюции. Джонатан Свифт, ирландский писатель и поэт (1667–1745), весьма скептически относившийся к эволюции природы, писал: «Пусть даже вселенная возникла из случайного столкновения атомов, но я никогда больше не поверю, что случайные скачки букв алфавита могут сложиться в гениальный философский трактат». Вирусы и жизнь как раз и являются тем «философским трактатом», что родился от случайных событий, будучи сохраненным согласно универсальным законам термодинамики и естественного отбора.

Жизнь и вирусы неразделимы. Вирусы – это дополнение жизни, иногда опасное, но всегда прекрасное по замыслу. Все автономные самоподдерживающиеся репликативные системы, которые сами генерируют энергию, будут всегда питать паразитов. Вирусы являются неизбежным побочным продуктом успеха жизни на нашей планете. Нашей эволюцией мы тоже обязаны вирусам; ископаемые остатки многих вирусов распознаются в виде эндогенных ретровирусных и вирусных элементов, которые некогда оказали мощное влияние на эволюцию наших предков. Подобно вирусам и прокариотам, мы тоже представляем собой мозаику генов, приобретенных как наследственной передачей, так и горизонтальным переносом генов в ходе эволюции от первичных РНК-содержащих форм первобытного мира.

Народная мудрость гласит, что красота – в глазах созерцающего. Это естественный ответ на зрительный стимул: заход солнца, ткань дизайнерского платья, рисунок на шелковом галстуке, но красота может заключаться в стихотворной строчке, кухонной утвари и даже в беспощадной эффективности огнестрельного оружия. Последние примеры типичны для человека, поскольку только он сознает красоту по собственному замыслу. Именно человечность позволяет нам видеть красоту в строении вирусов. Они – уникальные продукты эволюции, неизбежное следствие жизни, эгоистическая инфекционная генетическая информация, которая вторгается в жизнь и законы природы, чтобы приводить в действие изобретения эволюции.