Глава 12. Вирус Эбола.

Вспышка геморрагической лихорадки Макона, какой бы трагической она ни была, дала нам уникальную возможность собрать эмпирические наблюдения, касающиеся биологии и эволюции вируса Эбола. Твердо установленные данные пришли на смену умозрительным рассуждениям. Мы начнем с самого начала и обсудим семейство Filoviridae, которое состоит из трех родов: Ebolavirus, Marburgvirus и Cuevavirus. Среди этих родов и среди пяти идентифицированных видов рода эболавирусов существует обширный спектр патогенности в отношении людей и других приматов. Знаменитый эболавирус Рестона стал известен после того, как вызвал смертоносную вспышку заболевания у обезьян, живших в одном американском виварии. Страх перед смертоносной вирусной геморрагической лихорадкой, угрожавшей разразиться в сердце США, был почти осязаемым, но малообоснованным. Вспышки, которые привлекли наше внимание в центральной Африке, были связаны с тяжелым, часто смертельным заболеванием людей и приматов. Вспышки среди людей протекали одновременно с вымиранием живших в дикой природе животных (Leroy, Rouquet et al., 2004). Эти вспышки порождают такой страх, потому что вирус реплицируется с невероятной эффективностью, не поддается лечению и приводит к сильному воспалительному ответу, вызывающему типичные симптомы для филовирусных инфекций: чрезвычайно высокая температура, кровоизлияния из мелких сосудов и нарушения свертывания крови. Ирония заключается в том, что быстрота, с которой инфекция поражает жертву, и ужасные симптомы заболевания являются теми факторами, которые препятствуют способности поддерживать устойчивую цепь передачи инфекции от человека к человеку. Вирус слишком патогенен, для того чтобы вызвать пандемию. Для передачи вируса необходим прямой контакт с телесными жидкостями инфицированного человека, поэтому сочетание эффективных карантинных мероприятий, отслеживание контактов и оснащение лечебных учреждений средствами личной профилактики, как правило, прекращает вспышку. Эти меры не были бы столь эффективными, если бы вирус распространялся воздушно-капельным путем, то есть при кашле и чихании. Таким может быть сценарий следующей пандемии гриппа или других респираторных заболеваний, таких как тяжелый атипичный респираторный синдром, которые могут передаваться воздушно-капельным путем в виде мелкодисперсных аэрозолей и распространиться по миру в считанные дни или недели.

Высокопатогенные филовирусы обязаны своим успехом (по крайней мере в том, что касается способности вызывать заболевание у человека) первоклассной системе ухода от иммунного ответа, а также способности поражать широкий спектр разнообразных клеток и тканей (Zampieri, Sullivan, Nabel, 2007). Естественные системы противовирусной защиты, которые наши организмы и составляющие их клетки используют для выявления вирусной инфекции и для ответа на нее, буквально обходятся патогенными филовирусами, которые оставляют организм беззащитным перед своим вторжением. Вирус развил у себя механизмы, которые препятствуют распознаванию патогена клеточными рецепторами, реагирующими на чужеродную вирусную рибонуклеиновую кислоту в цитоплазме. При отказе этих систем раннего внутриклеточного оповещения они теряют способность мобилизовать секрецию интерферона в ответ на вирусную инфекцию. К инфицируемым клеткам относятся также CD4⁺ и CD8⁺ лимфоциты, то есть те самые клетки, которые отвечают за продукцию антител и за клеточно-опосредованный иммунитет. Помимо этого, филовирусы обладают способностью к посттранскрипционным исправлениям в транскриптах мРНК. Эта способность имеет место и у других вирусов порядка Mononegavirales. Другими словами, информация, закодированная в мРНК, может отличаться от информации, закодированной в гене (Volchkov et al., 2001). Этот механизм позволяет вирусу синтезировать множество разных форм оболочечного гликопротеина, пользуясь всего одним геном. Одна из форм не связана с оболочкой вириона, но находится в цитоплазме свободно. Эта растворимая форма гликопротеина является отвлекающим маневром, с помощью которого вирус отводит удар антител от вириона и инфицированной клетки. Свободно плавающий белок в еще большей степени ослабляет нашу способность к подавлению инфекции; это необычный эпитоп, который направляет иммунный ответ таким образом, что ответ не оказывает действия на инфицирующую способность самого вируса. Вирус инфицирует макрофаги и дендритные клетки, которые инфильтрируют ткани и органы тела, широко разнося вирус по организму. Цитолиз дендритных клеток также препятствует осуществлению врожденного противовирусного ответа и предотвращает представление вирусных антигенов адаптивному плечу иммунной системы. Такой богатый арсенал позволяет вирусу реплицироваться с очень высокими титрами в тканях и в телесных жидкостях, и поэтому непосредственный контакт с телесными жидкостями обеспечивает эффективный перенос вируса в организм нового хозяина.

Передача вируса Эбола в виде мелкодисперсного аэрозоля представляется очень редкой, если она вообще возможна. Вероятно, оказавшиеся в воздухе частицы нестабильны, или же количество вирусов, содержащихся в мелких частицах, недостаточно для передачи инфекции новому хозяину. Альтернативно, ротоглотка и легкие могут не быть оптимальными входными воротами инфекции. Тем не менее важно отметить, что эболавирус Рестона может эффективно передаваться в эксперименте рото-носовым путем, и нельзя с полной уверенностью исключить воздушно-капельное заражение сотрудников Рестонской лаборатории (Marsh, Hanning, Robinson, 2011; WHO, 2009). Генетическое разнообразие, которое могут опробовать вирусы рода эболавирус, может быть достаточным для сохранения широкого спектра вирулентности у людей и, вероятно, различных степеней возможности к передаче воздушно-капельным путем среди прочих приматов за исключением людей (Miranda, Miranda, 2011). Генетические различия, лежащие в основе различия фенотипов, остается загадкой. Неясно, какое генетическое расстояние отделяет виды Эбола, которые могут распространяться в мелких аэрозольных частицах, от тех видов, для заражения которыми необходим тесный телесный контакт с достаточно большими количествами телесных жидкостей (можно только гадать, сохраняет ли первый тип вируса столь же высокий уровень патогенности).

Единичная фенотипическая разница, отличающая высокопатогенные типы эболавирусов (например, вирус геморрагической лихорадки Эбола) от вирусов, вызывающих доброкачественное заболевание (эболавирус Рестона), вполне понятна. Эта разница проистекает от различий на уровне взаимодействия вируса и хозяина, которое модулирует способность вируса к извращению наших врожденных и адаптивных иммунных ответов. Несмотря на дивергенцию нуклеотидных последовательностей, подлинный характер генетических различий, за счет которых кодируются разные патогенные свойства этих линий вирусов Эбола, остается загадкой, погруженной во тьму сложной и запутанной эволюционной истории. Неудивительно, что эти разнообразные вирусные визитеры, непрошено посещающие нас, обладают разной степенью вирулентности, так как они в течение длительного времени эволюционировали независимо друг от друга, возможно, в организмах разных хозяев, служивших для вирусов резервуарами.

Геморрагическая лихорадка Макона.

Невзирая на успешные в целом попытки обуздать межвидовые перескоки вируса Эбола, им были инфицированы 2500 человек, из которых более тысячи пали жертвой заболевания за период с 1976 года, когда вирус впервые появился, по 2013 год. С человеческой точки зрения, это весьма внушительные цифры, но, с другой стороны, они вселяют уверенность в том, что вирус Эбола едва ли сможет стать причиной глобальной эпидемии или стать эндемическим вирусом для людей, подобно ВИЧ. Так же как зоонозный SIVcpz, который посеял пандемию ВИЧ среди людей, межвидовая передача вируса Эбола чаще всего происходит в результате прямого контакта с инфицированными приматами (или с трупами приматов). Во всяком случае, так происходило заражение во время вспышки в Демократической Республике Конго в 2014 году, которая протекала по прежнему обнадеживающему сценарию и быстро угасла. Другая вспышка, случившаяся в Гвинее, была необычной с самого начала. За исключением единственного случая, все остальные вспышки регистрировались в Центральной Африке. Тот исключительный случай имел место в Кот-д’Ивуаре, где заболевание было вызвано заражением от инфицированного шимпанзе. После этой вспышки вызвавший его вирус больше не появлялся. Открытие того факта, что вирусы Эбола циркулируют среди животных Гвинеи, удаленной от экваториального района Центральной Африки, стало весьма неприятным сюрпризом. Самым тревожным был беспрецедентный масштаб вспышки, поколебавший твердое убеждение в том, что вирусы Эбола никогда не смогут стать причиной глобальной эпидемии и эндемическими для человека вирусами.

Все началось с возникновения нераспознанного заразного заболевания в глухих районах Гвинеи, и прошло некоторое время, прежде чем вспышка привлекла внимание международных организаций в марте 2014 года; нет никаких сомнений, что вспышка началась в декабре 2013 года. Нулевым пациентом стал двухлетний ребенок, девочка по имени Гекеду из деревни Мелианду. У ребенка возникли симптомы, характерные для этой вспышки: лихорадка, кровавый понос и рвота. Исторически сложилось так, что эболавирусные инфекции получили название геморрагическая лихорадка Эбола, но недавно этот термин заменили другим – болезнь вируса Эбола, чем хотели подчеркнуть, что симптомы болезни могут различаться для разных вспышек. Наружное кровотечение (геморрагии) не наблюдали во время эпидемии лихорадки Эбола 2014 года.

Первое сообщение об этой вспышке появилось в научной литературе в октябре 2014 года (Baize et al., 2014). Штаммы обнаруженного вируса были исследованы, и ученым удалось расшифровать всю нуклеотидную последовательность его генома, что позволило выявить филогенетические отношения с вирусами, вызывавшими предыдущие вспышки. Это был самостоятельный таксон вируса Эбола, не являвшийся прямым потомком выделенных ранее вирусов. Быстрота проведения анализа ознаменовала еще одно отличие этой вспышки: ученые впервые смогли проанализировать генотипы и эволюцию эболавируса почти в режиме реального времени. Анализ изолированных групп пациентов позволил собрать необходимые эпидемиологические данные о передаче болезни, и ученым удалось ретроспективно проследить все этапы распространения вируса. Развитие эпидемии проследили до заболевания и смерти членов семьи нулевой больной, акушерки, которая ходила по деревням, плакальщиц на похоронах, которые разнесли инфекцию по своим родным деревням. Вспышка быстро распространилась вдоль шоссе, ведущего в Конакри – столицу Гвинеи и крупный город, где первые случаи заболевания были зарегистрированы к марту 2014 года. После этого эпидемия перешагнула государственную границу Гвинеи. Два штамма возбудителя были обнаружены в Сьерра-Леоне после того, как плакальщицы, присутствовавшие на похоронах в Гвинее, пронесли вирус через границу. На пике эпидемии болезнь свирепствовала в Гвинее, Сьерра-Леоне и Либерии. Вспышки в Нигерии и Мали были быстро локализованы, но инфекция тем не менее достигла Сенегала, США, Великобритании, Испании и Италии. Всемирная организация здравоохранения объявила о международном уровне опасности.

Почти через два года после заболевания ребенка в Гвинее ВОЗ сообщила о 25 575 случаях заболевания. Умерли 11 313 человек (WHO, 2015c). Неделя, закончившаяся 4 октября 2015 года, стала первой, в течение которой начиная с марта 2014 года не было зарегистрировано ни одного нового случая заболевания. 4 октября из больницы в Сьерра-Леоне был выписан последний больной. Казалось, что со вспышкой было покончено. Тем не менее в конце октября в Гвинее были зарегистрированы новые случаи. Беспрецедентный масштаб эпидемии, захватившей Сьерра-Леоне, Либерию и Гвинею, был поразительным и обескураживающим. По мере распространения эпидемии заболеваемость в Сьерра-Леоне и Гвинее стала снижаться на фоне противоэпидемических мероприятий. Самая большая опасность катастрофического развития событий исходила теперь из Либерии, где в течение некоторого времени заболеваемость росла по экспоненте, что говорило о неконтролируемом распространении болезни (Fishman, Khoo, Tuite, 2014). Помимо озабоченности по поводу гуманитарной катастрофы местного значения, возникла тревога в связи с реальной возможностью перерастания вспышки в глобальную пандемию. С точки зрения эволюционной вирусологии вирус лихорадки Эбола получил неограниченный и неконтролируемый доступ в организм человека и возможность осуществлять передачу по многочисленным и независимым цепям. Это, конечно, является движущей силой эволюции под отчетливым давлением отбора со стороны нового хозяина – человека. Был поставлен вопрос: приведет ли адаптивная эволюция к таким генотипическим изменениям вируса, которые смогут повлиять на исход эпидемии? Сможет ли эволюция трансформировать эболавирусы в такой же успешный патоген, как вирус СПИДа, появившийся на пятьдесят лет раньше?

Что мы боимся говорить о лихорадке Эбола.

Наихудший из возможных сценариев эпидемии болезни Эбола, к счастью, не был разыгран. Это отнюдь не означает, что такой сценарий невозможен и его не надо принимать в расчет или считать, что следующая вспышка не будет протекать по-другому и с более страшными последствиями. Вирусы Эбола обладают всеми теми свойствами РНК-содержащих вирусов, которые делают их способными легко преодолевать межвидовые генетические барьеры. Именно эта чрезвычайная адаптивная способность и эволюционная изобретательность позволяет им часто покидать экологические ниши одних хозяев и переходить в экологические ниши других хозяев. Поэтому было бы неразумным приписывать нулевую вероятность адаптации вирусов Эбола к человеку в будущем и стать его эндемическим патогеном. Давайте рассмотрим принципиальную озабоченность международного медицинского и научного сообщества по поводу этой эпидемии и подумаем, была ли эта озабоченность чрезмерной или вполне адекватной. Потом мы взглянем на нее в свете того, что нам известно об эволюции РНК-содержащих вирусов, и в свете учения, возникшего на основании анализа сотен штаммов вирусов Эбола, собранных во время рассмотренной выше эпидемии 2013–2015 годов.

Успешный зоонозный вирус должен иметь репродуктивное число, превышающее единицу, то есть R₀ > 1, указывающее на то, что на каждую первичную инфекцию приходится больше одной вторичной инфекции. Две характеристики эболавирусов (а также и других филовирусов) являются фундаментальными барьерами, мешающими этим вирусам стать успешным человеческим зоонозом. Во-первых, твердо установлено, что передача эболавирусов требует относительно тесного контакта с телесными жидкостями инфицированного человека; вирус, совершенно определенно, не передается свободно при кашле и чихании, как вирусы гриппа или риновирус, и не может распространиться в заполненном людьми помещении, как это делает вирус кори, которому присущ воздушно-капельный путь передачи. Во-вторых, заразны только больные с явными симптомами заболевания, а симптомы заболевания очень тяжелы; их болезнь очевидна для окружающих, а, кроме того, больные, в силу тяжести состояния, не способны путешествовать. Это ограничения, которые вирус Эбола должен преодолеть для того, чтобы успешно распространяться в человеческой популяции.

В марте 2015 года Майкл Остерхольм, эпидемиолог из университета штата Миннесота, опубликовал свое обоснованное мнение в журнале mBio, в статье озаглавленной цитатой из того же Дональда Рамсфельда: «Передача вирусов Эбола: что мы знаем и чего мы не знаем». Авторы статьи исследовали некоторые животрепещущие темы, относящиеся к передаче эболавирусов от больных с легкой формой инфекции или с бессимптомно протекающей инфекцией, в попытке разобраться, способен ли серийный пассаж (последовательная передача вируса от хозяина к хозяину) во время вспышек заболевания влиять на передачу вируса, и, конечно, разобраться, не существует ли возможности передачи вируса воздушно-капельным путем. Печально, что этой статье в mBio предшествовала его же статья в «New York Times» от 12 сентября 2014 года, озаглавленная «Что мы боимся сказать об Эбола». Статья была выдержана в эмоциональных и алармистских тонах и была предназначена для широкой публики, которой было заявлено: «Гиперэволюция вируса Эбола является беспрецедентной», а далее говорилось: «Если произойдут определенные мутации, то это будет означать, что для того, чтобы заразиться, будет достаточно просто подышать рядом с больным. Инфекция может быстро распространиться в любой уголок мира, как это случилось в 2009 году, когда из Мексики по всему миру распространился вирус гриппа H1N1». Первое утверждение, очевидно, неверно; это преждевременное высказывание, которое не смогло пройти проверку научными методами в результате наблюдения за эпидемией (подробно мы обсудим этот вопрос в следующей главе). Второе утверждение формально верно, но оно сделано без учета генетического расстояния, которое очень часто препятствует переходу одного фенотипа в другой. Высокий генетический барьер лишил вирус птичьего гриппа H5N1 способности освоить передачу инфекции воздушно-капельным путем среди людей. Более того, когда этого удалось добиться в лаборатории, вирус утратил свою вирулентность. Действительно, несмотря на довольно-таки успешную адаптацию к новому хозяину, изменение пути передачи и тканевого тропизма встречаются у вирусов крайне редко. Это верно даже для РНК-содержащих вирусов, известных своей эволюционной ловкостью. Да, изменения такого рода происходят, но не часто. Вот два известных примера: превращение вируса птичьего гриппа из успешно адаптированного кишечного патогена в вирулентный и контагиозный респираторный вирус человека – это первый пример. Примечательно, что изменение пути передачи и тропизма потребовали одновременных компенсаторных изменений. Успешный вирус человеческого гриппа проявляет большую патогенность в организме своего нового хозяина, что позволяет ему распространяться благодаря симптоматике (при кашле и чихании, воздушно-капельным путем). Второй необычный случай связан со свиным кишечным коронавирусом, единичная мутация в геноме которого, приводящая к изменению в белке вирусной оболочки, может превратить его в респираторный патоген – свиной респираторный коронавирус (Zhang et al., 2006). Несмотря на то что этот вирус легко распространяется между свиньями воздушно-капельным путем, он намного менее патогенен, чем предшественник, от которого он произошел. Это очень напоминает экспериментально полученные варианты вируса птичьего гриппа H5N1. Успех новой вирусной линии с измененным способом передачи является многофакторным и в типичных случаях сочетается с другими фенотипическими изменениями. Чаще всего новым вирусным разновидностям приходится поступаться своей вирулентностью!

Перед подробным разбором того, что мы эмпирически узнали об эволюции эболавирусов во время их недавнего, довольно продолжительного пребывания среди людей, нам будет полезно рассмотреть некоторые возможные сценарии адаптации вируса в человеческой популяции. Призрак повышенной вирулентности является, конечно, самым тревожным исходом адаптации (если она имеет место). Вирусы с повышенной вирулентностью способны реплицироваться до более высоких титров, а следовательно, способны к более эффективной передаче. Вирусы, выделяющиеся в более высоких титрах, имеют селективное преимущество перед своими менее вирулентными сородичами. Имея это в виду, мы все же отметим, что нарастание вирулентности часто оказывается губительным для штамма, так как приводит к снижению значения репродуктивного числа. Высокая вирулентность может приводить к быстрой гибели жертвы и укорочению инфекционного периода (в течение которого происходит выделение вируса), что ограничивает возможность передачи. Давление отбора устанавливает равновесие, и совершенно неочевидно, что отбор будет благоприятствовать повышению вирулентности. Разнообразие адаптивных изменений может привести к появлению более успешной вирусной линии и повлиять на исход эпидемии. Ослабленная вирулентность позволяет инфицированным индивидам дольше пребывать в состоянии виремии и сохранять заразительность на фоне достаточно легкой симптоматики, ибо увеличение продолжительности этого периода может повысить репродуктивное число. Этот новый вирус может стать более успешным инфекционным агентом, который сможет распространиться в более обширной популяции, чем та, которая была инфицирована эболавирусами. Если даже у небольшого процента таких больных разовьется тяжелая или смертельная болезнь, то это приведет и к большей нагрузке на органы здравоохранения. Точно так же, несмотря на то что сегодня комитет по профилактике и контролю заболеваемости ограничивает инкубационный период при инфекциях эболавирусами тремя неделями, если появится вирус, вызывающий заболевание с инкубационным периодом 100 дней, то эпидемиологическая картина сильно изменится. Вирус сможет мигрировать на большие расстояния, и проводить карантинные и прочие противоэпидемические мероприятия станет намного сложнее.

Известно, что есть индивиды, которые, будучи инфицированными вирусами Эбола, не выказывают никаких признаков болезни (Leroy et al., 2000); возможно, эти люди обладают генотипом, который позволяет сопротивляться высокой вирулентности вируса. Выглядит вполне правдоподобным, что если вирус инфицирует достаточное число людей (естественно, обладающих разнообразными генотипами), то он, возможно, инфицирует и тех индивидов, которые являются исключительно эффективными распространителями; у таких людей заболевание может протекать бессимптомно, или возможно, что организм сумеет противостоять болезненным проявлениям, но без подавления репликации вируса. Такие индивиды будут способствовать широкому распространению эпидемии, а также могут послужить источником новых вирусных штаммов, обладающих способностью к более эффективной передаче.

В целом эти рассуждения о потенциальных эволюционных траекториях эболавирусов относятся к категории известного о неизвестном. Мы можем просто отметить, что это более или менее вероятные исходы зоонозной передачи и что редкие события будут более вероятны при массовой эпидемии с большим числом передач. Даже то, что мы можем считать известным об известном в отношении биологии вирусов Эбола и в отношении вызываемых ими заболеваний, основано в конечном счете на немногих исследованиях и на наблюдении немногочисленных больных. Ведь всего за считанные месяцы 2013–2015 годов число инфицированных эболавирусами превысило суммарное число инфицированных до этого после первого появления этих вирусов в 1976 году.

Эволюция адаптивных изменений.

В наше понимание эволюции эболавирусов во время эпидемии 2013–2015 годов внесли вклад многие группы ученых. Некоторые прежние, принятые по умолчанию допущения относительно вспышек эболавирусной инфекции были подтверждены, а также были получены новые знания по эпидемиологии на основании наблюдения генетических изменений в расходящихся в ходе филогенеза вирусных линиях. Никогда прежде у ученых не было возможности секвенировать геномные последовательности вирусов после их многочисленных передач от человека к человеку. Эболавирусы располагают геномом, состоящим из отрицательной цепи РНК, которая реплицируется с помощью РНК-полимеразы, и мы ожидаем, что ошибочное включение одного или двух нуклеотидов в дочерние геномы может создать отличную популяцию вирусов, составляющую квазивид. Этот квазивид является объектом очищения или диверсификации под действием давления положительного отбора внутри организма-хозяина и, конечно, во время передачи новому хозяину, когда вирусу приходится преодолевать узкое бутылочное горлышко. Ширина горлышка определяется минимумом инфицирующей дозы. Результаты первого анализа доступных геномных последовательностей вирусов, выделенных в Гвинее и Сьерра-Леоне, появились осенью 2014 года (Gire et al., 2014; Baize et al., 2014). Несколько наблюдений позволили охарактеризовать природу вспышки заболевания. Оно возникло в результате единичной межвидовой передачи в человеческую популяцию: все полученные штаммы имели происхождение от одного вируса, который появился в начале того года в Гвинее. Этот вирус представлял отдельный самостоятельный таксон, произошедший от линий вирусов, циркулировавших в Центральной Африке на протяжении предыдущего десятилетия. Каждая из зарегистрированных вспышек эболавирусной инфекции вызывалась независимым зоонозным событием, передачей человеку вирусов, циркулирующих в природных резервуарах. Эти наблюдения научили нас, что, по всей вероятности, эболавирусы циркулировали в природном животном резервуаре в обширных регионах Африки задолго до их первого обнаружения в 1976 году. Это противоречит более раннему предположению о том, что картина последовательных вспышек отражает фронт наступления эпидемии вновь появившихся эболавирусов, распространяющихся по Африке (Wittmann et al., 2007).

Изучение геномов эболавирусов, выделенных из клеток семидесяти восьми больных в Сьерра-Леоне (Gire et al., 2014), подтвердило, что эпидемия была вызвана двумя самостоятельными штаммами, переданными из Гвинеи. Эти же ученые обнаружили разнообразные мутации этих штаммов, некоээиторые из них были несинонимическими, а значит, могли указывать на возможность адаптивных эволюционных изменений. Более того, частота нуклеотидных замен оказалась выше во время эпидемии, чем в промежутках между вспышками. Это наблюдение и побудило Остерхольма закричать: «Волки!» и предположить, что вирус мутирует быстрее, чем в норме, а значит, существует опасность его воздушно-капельной передачи. Это станет ясно, когда я перейду к обсуждению более поздних исследований, выполненных той же и другими группами ученых, которые убедительно показали, что это не так. Чтобы быть честными по отношению к авторам, необходимо добавить, что они сопроводили свое сообщение о повышении частоты мутаций во время эпидемии соответствующими оговорками. Эту частоту можно было переоценить из-за незавершенного очищающего отбора, феномена, который позволяет некоторым губительным мутациям существовать в смешанных популяциях до того, как они будут уничтожены очищающим отбором. В этом отношении научное содержание статьи было корректным и уравновешенным, если ее внимательно читать.

Эпидемия в Сьерра-Леоне была предметом более полных последующих исследований, выполненных в основном теми же авторами (Park et al., 2015), которые теперь имели доступ к последовательностям эболавирусов, взятых более чем у 300 больных, и ученые получили возможность охарактеризовать мелкие варианты вируса, которые могли встречаться в организме одного хозяина. Теперь можно было исследовать новый слой эволюционного пазла: возникновение полиморфизма, мутантов, составляющих значимое меньшинство вирусных квазивидов, циркулирующих в организме одного пациента. Вспышка заболевания в Сьерра-Леоне, действительно, была вызвана передачей двух штаммов эболавирусов – SL1 и SL2 из Гвинеи. SL2, предположительно, развился ранее из SL1 и накопил с тех пор четыре мутационных изменения. В свою очередь, очень скоро возникла третья линия – после того, как вирус проник в Сьерра-Леоне. Вначале он был идентифицирован как минорный вариант, извлеченный из крови единственного больного, но вскоре он стал доминирующим штаммом, направлявшим эпидемию в Сьерра-Леоне. Возможность выявлять минорные варианты, различающиеся по частоте у разных больных, говорит об одном интригующем аспекте передачи эболавирусов, который может иллюстрировать главное препятствие для эволюции к повышенной трансмиссивности или к возможности воздушно-капельной передачи. Авторы отметили, что в некоторых изолированных группах больных были обнаружены полиморфизмы, варианты, отличающиеся друг от друга на один нуклеотид от доминирующего в популяции генотипа. Новому хозяину иногда совместно передавались геномы с разными последовательностями, что поддерживает идею о том, что инфекционный вирусный инокулят состоит из разнообразной популяции вирусов, представленной циркулирующими в крови вариантами хозяина-донора. Это говорит о существенной ширине бутылочного горлышка и позволяет предположить, что успешное инфицирование требует переноса в организм нового хозяина большого числа вирусных частиц. Эмпирическое наблюдение, согласно которому для успешной передачи вируса от человека к человеку требуется непосредственный контакт с инфицированными телесными жидкостями, согласуется с необходимостью крупного вирусного инокулята для успешной передачи вируса. Это может быть большим препятствием на пути эволюционирования эболавирусов к возможности передачи воздушно-капельным путем, так как в капельке содержится, как правило, недостаточно много вирусов.

Поиск мутационных изменений, указывающих на адаптивную эволюцию вирусов во время эпидемии, привел к осуществлению обширного геномного анализа несинонимических и синонимических нуклеотидных замен. Эти исследования дали большой материал, указывающий на то, что положительный отбор оказывает действие на многие генные последовательности эболавирусов, которые обогащаются несинонимическими мутациями. Как и ожидалось, наблюдаемая частота несинонимических нуклеотидных замен снижается по мере течения вспышки, что согласуется с текущим воздействием очищающего отбора, как это было предсказано Джиром и его коллегами, когда они изучали геномы более ранних штаммов (Gire et al., 2014). Положительный или диверсифицирующий отбор является менее ограниченным во время вспышки 2013–2015 годов, чем в периоды между вспышками, что говорит о том, что степень давления отбора выше тогда, когда вирус адаптируется к новому хозяину. Особенно это видно в том, что положительный отбор в домене муцина вирусного гликопротеина действует сильнее, чем в других областях генома, как во время вспышек, так и между ними. Представляется весьма вероятным, что распознавание наружных гликопротеинов вириона антителами хозяина приводит к отбору вариантов, способных ускользать от иммунного ответа; если это так, то отсюда следует, что в резервуаре природных хозяев тоже присутствуют антитела, которыми хозяева реагируют на вторжение вируса. Ученые смогли экспериментально подтвердить это подозрение. В своей работе они использовали знания об антительном иммунном ответе у человека для того, чтобы вывести, какие пептидные последовательности белков эболавирусов должны с наибольшей вероятностью распознаваться человеческими B-клетками. Эти B-клеточные эпитопы были обогащены несинонимическими мутациями, которые являются избегающими мутациями, позволяющие вирусам уходить от ударов антител. Этот феномен иммунного избегания напоминает об адаптивной эволюции ВИЧ и вируса гриппа, которые быстро осуществляют генотипические изменения в своих антигенных белках, чтобы избежать целенаправленного адаптивного иммунного ответа.

Знания о геномных вариациях во время эпидемии эболавирусов, накопленные к настоящему времени, говорят о том, что нуклеотидные замены фиксируются в популяции положительным отбором и что вариантные линии могут расходиться и эволюционировать независимо друг от друга (Gire et al., 2014; Park et al., 2015; Olabode et al., 2015; Simon-Loriere et al., 2015). Тем не менее наблюдаемые мутационные изменения не связаны ни с какими изменениями в болезнетворных свойствах или в путях передачи, а тщательное изучение изменений в аминокислотных последовательностях белков эболавирусов, возникших во время эпидемии, показало полное отсутствие изменений в их функциях (Olabode et al., 2015). Наша неспособность понять суть адаптивных фенотипических изменений в линиях эболавирусов может ввести в заблуждение. До сих пор не были проведены исследования поведения вирусов в модельных системах. Такие исследования могли бы выявить тонкие фенотипические различия и адаптивные преимущества разных вирусных генотипов. Остается неясным, является ли адаптивным изменение, которое может возникнуть во время эпидемии вируса Эбола, даже такой продолжительной, как только что нами рассмотренная, и может ли это изменение быть достаточным для того, чтобы повлиять на исход будущих эпидемий. Несомненно, что так же, как другие РНК-содержащие вирусы, эболавирусы обладают замечательной способностью к генетической пластичности и быстрым адаптивным эволюционным изменениям, которые позволяют осуществлять межвидовую передачу вирусов. Есть представители вида эболавирусов с совершенно иными фенотипами вирулентности у человека, а также, вероятно, обладающие потенциалом воздушно-капельного распространения, как респираторные вирусы. Эболавирус Рестона является сигнальным экземпляром; он беспощадно патогенен для приматов, но не вызывает явного заболевания у человека. Было также показано, что он вызывает эпидемии среди низших обезьян, и передается между обезьянами и свиньями воздушно-капельным путем. Такие наблюдение и наше невежество относительно генетических различий, которые обусловливают отличие эболавируса Рестона от вирусов лихорадки Эбола, предупреждают об опасности недооценки способности вируса Эбола удивить нас каким-нибудь сюрпризом, если он получит возможность распространяться в человеческой популяции или претерпит адаптивные изменения в таких промежуточных хозяевах, как приматы. Вероятно, самое важное – это то, что эболавирусы создали и испытали такое генетическое разнообразие, которое никогда прежде не встречалось в вирусах, поражавших человеческие популяции. Возможно, Остерхольм был неправ в своих алармистских высказываниях, но он прав, подчеркивая, что «каждая новая инфекция представляет собой несколько бросков генетических костей». При исследовании новой генетической территории мутационные изменения фиксируются в вирусных линиях, и это успешно сохраняет их приспособленность и вирулентность для человека. Тем не менее нет никаких намеков на то, что эболавирусы приобретают в результате более угрожающую патогенность. Здравый смысл подсказывает, что теперь, когда вспышка осталась позади, все разнообразие, исследованное вирусами, будет утрачено и следующая зоонозная инфекция начнется с другой вирусной линии, которая в настоящее время циркулирует среди животных, в своем природном резервуаре. Эта линия никогда прежде не имела дела с людьми. Так будет, если вирус не нашел укромное убежище в качестве персистирующей инфекции в клетках некоторых новых хозяев.

Сохранение эболавирусов.

Вспышка заболевания Эбола в 2013–2015 годах сломала многие стереотипы; прежний опыт изучения зоонозных филовирусных заболеваний был ограничен всего несколькими тысячами случаев инфекции, вызванных набором генетически различных линий филовирусов. Беспрецедентное число инфицированных людей выжило в ходе это длительной вспышки. Таких людей насчитывается около 13 тысяч, и их можно считать родившимися в сорочке счастливцами, но теперь выясняется, что болезнь не прошла для них бесследно. Все они страдают от целого букета постинфекционных осложнений, включая боли в суставах и повышенную утомляемость. У многих отмечаются расстройства зрения и преходящие поражения мозговых оболочек. Возьмем для примера случай американского врача Йена Крозье. Он поправился после заболевания, которым заразился, будучи волонтером ВОЗ в Сьерра-Леоне, но через несколько месяцев после выздоровления был снова госпитализирован для лечения поражений глаз и острой глаукомы. Вирус нашел прибежище в его глазу, органе, внутренняя среда которого отчасти отделена от влияния иммунной системы; ученым удалось выделить активные эболавирусы из водянистой влаги глаза, где вирусы продолжали размножаться после выздоровления от лихорадки. Эти осложнения встречаются отнюдь не редко, и к настоящему времени накоплено достаточно данных о том, что вирус можно выделить из грудного молока и семенной жидкости пациентов, клинически выздоровевших после перенесенной лихорадки Эбола (Bausch et al., 2007; Rodriguez et al., 1999; Deen et al., 2015). Документально подтвержден по крайней мере один случай заражения эболавирусом в результате полового контакта (Mate et al., 2015). Это весьма тревожное наблюдение; подобно лесному пожару, который представляется потухшим, эпидемия продолжает тлеть в торфяном болоте, угрожая снова вспыхнуть и требуя постоянной бдительности. Чрезвычайная устойчивость вируса, его способность долго сохраняться в человеческом организме могут иметь значимые последствия для нашей способности на самом деле искоренить лихорадку Эбола. Возможно, нам удается обнаруживать «случайное» сохранение вируса только потому, что в случае последней вспышки у вируса появилась возможность инфицировать генетически разнородный контингент человеческой популяции. Возможно, это редкое явление, но оно может позволить вирусу снова поднять голову позже (и в любом месте). Не будет ли большой дерзостью с моей стороны утверждать, что вирус, вероятно, натолкнулся на механизм, допускающий, чтобы генетическое разнообразие, которое он «испробовал» во время эпидемии, могло сохраниться в организмах выздоровевших жертв? Может ли повторное появление линий эболавируса, вызвавших лихорадку Макона, обнаруживается там, где они были оставлены, и продолжить свой марш по пути адаптивной эволюции, чтобы стать эндемическими для человеческой популяции вирусами?