Глава четвертая. Причины возникновения эпидемий
Что нужно, чтобы произошла эпидемическая вспышка?
Ответ прост. Для возникновения эпидемии нужно всего-навсего три фактора: возбудитель, пути его передачи и восприимчивость к нему.
На вопрос, почему возникают эпидемии, ответить гораздо труднее. Хорошо, если можно проследить причинно-следственные связи. Например, связать эпидемию чумы с землетрясением или эпидемию холеры с пиком солнечной активности. Да, существует зависимость распространения холеры от солнечной активности, а если точнее, то от температуры воды. Чем теплее вода, тем больше в ней водорослей, рачков и прочих обитателей, с которыми так любят сожительствовать холерные вибрионы. В наше время температура воды мирового океана постепенно увеличивается, так что ждите сюрпризов от вибриона.
Почему вдруг спящий микроб активизировался и вызвал массовое заражение, понятно не всегда. Но объективная причина тем не менее есть, просто так в природе ничего не происходит. Или обстоятельства складываются благоприятным образом (благоприятным для возбудителя, разумеется), или его активность возрастает по «внутренним причинам», вследствие мутаций, или же у жертв возбудителя снижается сопротивляемость из-за ухудшения жизненных условий, изменения климата либо все тех же мутаций. Правда, в человеческой популяции новые признаки появляются гораздо медленнее, чем среди микроорганизмов. Можете объяснить, почему так происходит?
Конечно же, из-за разных темпов размножения. Полезные признаки закрепляются в популяции при размножении их обладателей. В каждом поколении полезного становится все больше, и больше и так продолжается до тех пор, пока полезный признак не закрепится в качестве видового признака, то есть станет присутствовать у подавляющего большинства представителей данного биологического вида. Сравните темпы размножения человека с темпами бактерий (некоторые из которых могут делиться каждые 20 минут) и сделайте выводы.
Кстати, а знаете ли вы, что такое мутация? С научной точки зрения, а не «ну это вообще-то такое…». Мутацией называется стойкое изменение генома (совокупности генов данного организма), приводящее к изменению наслед-ственной информации. Слово «стойкое» означает в данном случае, что это изменение может передаваться потомкам.
Словом, мутация может затрагивать отдельный ген или же хромосому, то есть молекулу ДНК. Генные мутации представляют собой изменение строения одного гена – одного участка хромосомы. Мутации, которые изменяют структуру хромосом, называются хромосомными перестройками или просто хромосомными мутациями. Как происходит такая перестройка? По-разному. Две хромосомы могут обменяться своими сегментами (есть у хромосом такое свойство), или же при копировании молекулы ДНК в рамках подготовки к делению клетки какой-то сегмент может выпасть, а то и скопироваться дважды.
Факторы, которые вызывают мутацию, называют мутагенными факторами либо мутагенами. Мутагены воздействуют на молекулы ДНК, изменяя их структуру, а также могут повреждать некоторые белки, участвующие в копировании. По своей природе мутагены подразделяются на физические, химические и биологические. Самыми известными физическими мутагенами являются различные виды ионизирующего излучения: ультрафиолетовое, нейтронное, рентгеновское, гамма-излучение и др. Эти излучения называются ионизирующими благодаря своей способности образовывать ионы из нейтральных атомов или молекул в тех веществах, через которые они проходят. При ионизации в молекулах ДНК возникают разрывы. Чем больше разрывов – тем больше ошибок при их ликвидации – тем больше мутаций.
Высокие или низкие температуры также могут вызывать мутации, но, в отличие от ионизирующего излучения, мутагенное действие температур избирательно. Например, у ржи или пшеницы температуры никаких мутаций не вызывают, а вот у мушек-дрозофил повышение температуры окружающей среды на 10 °C увеличивает частоту мутаций в три раза!
Химических мутагенов существует великое множество – счет им идет на тысячи. У них у всех есть одно общее свойство: это химически активные вещества, охотно вступающие в реакцию с другими веществами. О нынешнем загрязнении окружающей среды сказано столько, что углубляться в эту тему нет никакой необходимости. Надо только уточнить, что мутагены действуют на все живые организмы без исключения. Мы такие разные, а нуклеиновые кислоты у всех, по сути, одни и те же. Строение конкретных молекул разное, но физико-химические свойства примерно одинаковы.
Представляете ли вы жизнь микроорганизмов-паразитов во всей ее беспросветной мрачности? На первый взгляд может показаться, что эти паразиты (в прямом и переносном смыслах) живут замечательно, ведь у них есть все, о чем может мечтать живое создание: уютная среда обитания, много пищи, возможность размножаться…
Уютная среда обитания? Ага, как же! Интересно, как бы вы себя чувствовали, если бы к вам домой то и дело пытались вломиться агрессивно настроенные и при этом вооруженные люди и они же норовили бы напасть на вас из-за каждого угла при выходе на улицу? А ведь именно так и живут несчастненькие микробы-паразиты до тех пор, пока им не удается сломать иммунную защиту. Но тут уж как фишка ляжет: или паразиты уничтожат защиту, или иммунная система уничтожит паразитов. Но это только часть тех тягот и лишений, которые испытывают наши маленькие враги. Время от времени им приходится покидать обжитые организмы хозяев и выходить в «открытый космос» – во внешнюю среду. Надо же искать новых хозяев. А во внешней среде столько напастей: и свет, и холод, и сухость, и многое другое! Вылетит, скажем, при чихании двести тысяч вирусов, а до новых хозяев доберется тысяч двадцать-тридцать. Это жизнь, детка, она такая!
Поймите правильно, никто не собирается вызвать у вас сочувствие к паразитам. Во-первых, они никакого сочувствия не вызывают, поскольку являются нашими заклятыми врагами. Во-вторых, книга, которую вы читаете, является научно-популярной, а в научно-популярной литературе эмоциям места нет. Если бы автор хотел пробить читателей на слезу, то он бы написал меланхолическую поэму «Песня о вибрионе» или же романтическую пьесу «Плазмодий и Йерсиния». Но у автора другая задача. Он хотел показать, как тяжела жизнь микробов-паразитов, для того чтобы было понятно, какую огромную ценность имеют для них полезные признаки. Чем хуже жизнь, чем менее благоприятны условия окружающей среды, тем острее становится борьба за существование (выживание), тем больше ценятся полезные признаки. Образно говоря, если нас с вами естественный отбор мягко направляет в нужную сторону, то над паразитами он постоянно машет огненным мечом. Добавьте это обстоятельство к высокой скорости размножения микроорганизмов, и вы поймете, почему они так быстро изменяются.
А у РНК-содержащих вирусов, которых, как уже было сказано, среди вирусов большинство, есть еще одно «преимущество», стимулирующее их изменчивость. Молекулы ДНК состоят из двух цепочек, которые комплементарны друг другу. Комплементарностью называется взаимное соответствие молекул или их фрагментов, обеспечивающее образование связей между ними. Условно говоря, напротив фрагмента А будет находиться фрагмент Б, а напротив фрагмента В – фрагмент Г и никак иначе.
С одной стороны, двойную цепочку труднее повредить, чем ординарную, а с другой, при разрыве одной из цепочек она будет восстановлена на основе информации, полученной с комплементарного фрагмента другой цепочки. Молекулы РНК состоят из одной цепочки, поэтому повреждаются легче, чем молекулы ДНК. Вдобавок, при восстановлении поврежденных молекул РНК ошибки происходят чаще, чем при восстановлении молекул РНК. Это объясняется отсутствием «шпаргалки» – второй комплементарной цепочки.
С биологической точки зрения разницы между РНК– и ДНК-содержащими вирусами нет никакой. Попросту говоря, хрен редьки не слаще. Разница есть только с химической точки зрения: РНК-содержащие вирусы, в отличие от ДНК-содержащих, имеют в своем составе азотистое основание урацил, а не тимин и моносахарид рибозу, а не дезоксирибозу. Кстати говоря, подавляющее большинство вирусов являются РНК-содержащими. Размер хранилища наследственной информации у вирусов очень разный, потому что сами вирусы очень разные, одним для воспроизведения нужно вырабатывать (а соответственно, и кодировать в молекулах ДНК или РНК) два или четыре белка, а другим – более тысячи белков.
Большинство РНК-содержащих вирусов изменяются очень быстро. Примером такой скоростной изменчивости могут служить вирусы гриппа, которых в настоящее время выявлено более 2 тысяч разновидностей. Высокая изменчивость вируса гриппа создает проблемы с противогриппозной вакцинацией, потому что прошлогодняя вакцина (условно) в нынешнем году не поможет, а на создание вакцины и производство нужного количества требуется определенное время. Всемирная организация здравоохранения прогнозирует изменения, которые должны произойти с вирусом гриппа и ежегодно рекомендует производителям новый состав так называемой трехвалентной вакцины, включающий три штамма вируса, на основе которых она должна создаваться. Такая рекомендация дается за полгода до начала использования вакцины, чтобы к моменту вспышки гриппа врачи располагали бы нужным ее количеством.
Возникновению и распространению эпидемий способствуют не только биологические, но также и социальные факторы.
С каждым годом людей на нашей планете становится все больше и больше. Численность населения земного шара неотвратимо приближается к 8 миллиардам. Для сравнения: в 1900 году на нашей планете жило немногим больше полутора миллиардов человек, а в 1800 году – один миллиард. Чем больше людей, тем выше плотность населения, а чем выше плотность населения, тем быстрее распространяются инфекционные заболевания, тем больше человек они поражают.
Наряду с постоянным приростом населения, наблюдается такая тенденция, как стремление людей в города. На сегодняшний день бо́льшая часть населения нашей планеты живет в городах, в условиях скученности. Жители России, даже те, кто живет в крупных мегаполисах, плохо представляют (к счастью!), что такое настоящая скученность населения. Для того чтобы это прочувствовать, нужно побывать в таких городах, как Шанхай или, скажем, Дакка, которая считается самым перенаселенным городом планеты.
Но человечеству мало перенаселения, оно дополнительно способствует распространению возбудителей инфекционных заболеваний своей «охотой к перемене мест». Современные люди много путешествуют. Если в былые времена чумная палочка добиралась из Китая в Европу несколько лет, то сейчас любой возбудитель может оказаться в противоположной точке земного шара за каких-нибудь 12 часов. Да здравствует авиация – самый быстрый переносчик вирусов, бактерий и прочих паразитов! Уханьский коронавирус практически сразу же разлетелся по всему Китаю благодаря удачному стечению обстоятельств – вспышка произошла накануне нового года по лунному календарю, когда сотни миллионов китайцев возвращаются к семейным очагам из тех мест, куда их закинула жизнь. Вдобавок Ухань представляет собой крупный железнодорожный узел… Если бы коронавирус SARS-CoV-2 осознанно выбирал бы где и когда ему «вспыхнуть», то 11-миллионный Ухань непременно вошел бы в перечень наиболее предпочтительных вариантов.
Однако далеко не каждое прибытие инфицированного мигранта в регион может повлечь за собой распространение болезни и риск возникновения эпидемии. Для этого нужна прямая или косвенная возможность передачи возбудителя другим лицам. Если такой возможности нет, возбудитель на новом месте не приживется (и всегда бы так). Грубо говоря, если ВИЧ-инфицированный человек прилетит в другой город и не вступит там ни с кем в половой контакт, то он в данном случае не может рассматриваться как распространитель инфекции.
Чем больше на планете людей, тем больше им нужно еды, а чем больше нужно еды, тем чаще становятся контакты людей с сельскохозяйственными животными и продуктами животного происхождения. Животные могут быть природными резервуарами возбудителей инфекционных заболеваний, на животных паразитируют разносчики заболеваний. Больше контактов – выше риск заражения. Кроме общего роста потребности в продуктах питания наблюдается тенденция увеличения доли продуктов животного происхождения в рационе. Если в какой-то бедной стране уровень жизни населения начинает расти, то сразу же возрастает потребность в мясе и прочих животных продуктах. А примерно 80 % новых вирусных заболеваний вызвано зоотоническими вирусами, то есть такими, которые передались человеку от животных.
Как только человек «расправил плечи», он сразу же начал преобразовывать природу и продолжает делать это по сей день. А любое вмешательство, будь то вырубка лесов, прокладка каналов, осушение болот или загрязнение окружающей среды, уничтожает привычные места обитания многих животных, являющихся носителями потенциально опасных для людей микроорганизмов. В поисках новых мест обитания животные могут мигрировать ближе к местам обитания человека, что повышает вероятность заражения.
Короче говоря, человечество делает все возможное для возникновения и распространения эпидемий (это была шутка, содержащая изрядную долю правды). В придачу ко всему сказанному, уж простите за повторение банальных вещей, люди ослабляют свою иммунную систему при помощи вредных привычек, гиподинамии, неправильного питания и переедания. Да и проживание в мегаполисах здоровья тоже не добавляет, отнюдь.
Вот такой у нас пассив, а в активе только вакцинация, карантинные меры и, если повезет, лекарственные препараты, действующие на возбудителя эпидемии. Но о методах борьбы с эпидемиями мы поговорим в следующей главе.
Это еще не весь пассив. К факторам, способствующим возникновению и распространению эпидемий, можно добавить еще один, не просто социальный, а социально-политический. К сожалению, далеко не каждое правительство способно своевременно принимать правильные противоэпидемические меры (обратите внимание на то, что применительно к противоэпидемическим мерам «своевременно» так же важно, как и «правильные», как говорится, хороша ложка к обеду). Очень часто меры принимаются с опозданием, носят половинчатый характер или же вообще проводятся спустя рукава.
За примерами далеко ходить не нужно. Можно вспомнить хотя бы эпидемию лихорадки Эбола в Западной Африке, начавшуюся в декабре 2013 года в Гвинее. Правительства стран Западной Африки не имели достаточного опыта борьбы с эпидемиями, то же самое можно сказать и о местных врачах. У некоторых стран не было средств для проведения таких мероприятий. Различные национальные и международные организации направляли в Гвинею и соседние с ней страны средства и медицинский персонал для борьбы с эпидемией. Что же касается населения, в большинстве своем необразованного или малообразованного, то оно легко поддавалось панике, верило дезинформации и саботировало карантинные мероприятия. В результате эпидемия вышла за пределы Гвинеи и распространилась на Либерию, Сьерра-Леоне, Нигерию, Мали, Сенегал, Великобританию, Италию, Испанию и США (!). Длилась она более двух лет – лишь 29 декабря 2015 года Всемирная организация здравоохранения официально объявила об окончании эпидемии Эбола в странах Западной Африки.
Давайте ознакомимся с хронологией начала этой эпидемии.
В деревне Мелианду (префектура Гекеду в провинции Нзерекоре, находящейся на юге Гвинеи) 2 декабря 2013 заболел двухлетний ребенок. У него наблюдались такие симптомы, как лихорадка, кровавый понос и рвота. Каким образом заразился ребенок, выяснить так и не удалось. Ребенок умер 6 декабря 2013 года, успев заразить членов своей семьи.
13 декабря умерла мать ребенка, 29 декабря – его трехлетняя сестра, а 1 января умерла бабушка ребенка.
Четыре смерти в одной семье от одного и того же явно инфекционного заболевания должны были насторожить местных врачей и местные власти. Это еще не эпидемия, но очень тревожный сигнал. Можно предположить, что в Гвинее есть проблемы с оказанием медицинской помощи населению, но уж смерть граждан там должна регистрироваться в любом случае. И при этом нужно указывать причину смерти, хотя бы и предположительную.
При похоронах бабушки заразились жители деревни, деревенская повитуха заразила семью в соседней деревне, оттуда вирус перекинулся на третью деревню и в столицу провинции город Гекеду… Кроме населения, вирус прошел по цепочке медицинских работников. На начало марта число официально зарегистрированных смертей от непонятного заболевания перевалило за двадцать. И это только официально зарегистрированных! Нельзя исключить, что смерть кого-то из умерших от лихорадки Эбола списали на другие причины.
Лишь 10 марта 2014 года, то есть спустя два с лишним месяца от реального начала эпидемического процесса, местные медицинские учреждения сообщили об эпидемии в министерство здравоохранения Гвинеи. Два с лишним месяца не принималось никаких противоэпидемических мер! Вообще-то, на подобные случаи существуют или по логике вещей должны существовать четкие должностные инструкции, оговаривающие все от а до я, начиная с того, в каких случаях сообщать, и заканчивая тем, какие меры нужно принимать до получения указаний свыше.
С 2010 года в рамках борьбы с малярией в Гекеду работал отдел международной организации «Врачи без границ». Этот отдел получил информацию об эпидемии 12 марта, то есть спустя два дня после отправки сообщения в министерство здравоохранения Гвинеи. Непонятно, почему нельзя было сделать оба сообщения одновременно.
Гвинея – страна небольшая. От столичного города Конакри до префектуры Гекеду можно доехать на автомобиле за 13–15 часов или же за час с небольшим долететь на самолете. Но команда, направленная министер-ством здравоохранения Гвинеи, прибыла на место эпидемии только 14 марта, через четверо суток после отправки сообщения об эпидемии. В подобной ситуации таких проволочек быть не должно, тут даже комментировать нечего. Более того, эта команда не сделала ничего существенного для борьбы с эпидемией. Реальные меры начали приниматься с 18 марта, когда на место эпидемии прибыла из Европы группа «Врачей без границ». В самой Гвинее не оказалось лабораторий, способных исследовать образцы крови, взятые у больных. Кровь пришлось отправлять в лаборатории Франции и Германии, что потребовало дополнительного времени.
25 марта 2014 года было официально объявлено, что причиной эпидемии стал вирус Эбола, известный с 1976 года.
Вы можете сказать: ну что могло сделать министерство здравоохранения Гвинеи? Ведь у них даже не было возможности установить возбудителя.
Во-первых, надо было обеспечить немедленно информирование министерства о вспышках инфекционных заболеваний. Вот как только, так чтоб сразу.
Во-вторых, надо было своевременно принять все положенные противоэпидемические меры. Когда у тебя перед глазами разворачивается эпидемия, первым делом нужно ограничить ее распространение: изолировать заболевших, наблюдать за теми, кто был с ними в контакте, свести до минимального значения передвижения людей в очаге и изолировать сам очаг от внешнего мира. «Это элементарно, Ватсон!», как сказал бы Шерлок Холмс. В Конакри есть не только министерство здравоохранения, но и университет имени Гамаля Абделя Насера, в котором имеется медицинский факультет. Медицинские чиновники и университетские профессора совместными усилиями вполне могли бы разработать программу противоэпидемических мероприятий, соответствующую местным условиям. А заодно и обучить местных медиков правилам работы в эпидемических очагах и вообще правилам работы с инфекционными больными. Очень часто местный медицинский персонал оказывался совершенно необученным, настолько, что при наличии перчаток, оказывал помощь пациентам с кровотечениями голыми руками.
К слову будет сказано, что специфического лечения, действующего непосредственно на вирус Эбола, не существует до сегодняшнего дня, а экспериментальная вакцина была создана лишь в 2015 году. Так что бороться с эпидемией приходилось лишь противоэпидемическими мерами общего характера.
В результате несвоевременного принятия надлежащих мер вирус пошел гулять по соседним странам и добрался даже до Европы и США (но то были единичные случаи – болели заразившиеся в Гвинее медики, которые вернулись домой).
Вам мало факторов в пассиве? Добавьте еще один – отношение населения к противоэпидемическим мерам. Люди должны понимать, что все ограничения, которые на них накладываются, служат для их же блага и блага всего общества в целом. «Свобода есть осознанная необходимость», – сказал кто-то из философов. Тезис этот спорный, но рациональное зерно в нем есть. Если человек понимает необходимость происходящего, то он со-блюдает правила. Если не понимает, то в лучшем случае не соблюдает их, а в худшем – оказывает активное сопротивление тем, кто намерен ему помочь.
Часть населения Западной Африки делало все возможное для дальнейшего распространения эпидемии (и даже чуть больше, чем все). В то, что медики хотят помочь, многие не верили, считали, что на самом деле врачи с медсестрами не лечат население, а заражают его этой страшной болезнью. А чего вы ожидали? Чем ниже уровень образованности, тем сильнее склонность к конспирологическим теориям всеобщего заговора и т. п. Местами дело доходило до бунтов, напоминавших холерные бунты в Российской империи XIX века. Толпы громили больницы с целью «освободить» госпитализированных или, наоборот, пытались сжигать больницы, для того чтобы остановить эпидемию. Люди отказывались сдавать анализы. То и дело возникали стихийные демонстрации, которые обычно заканчивались погромами и стычками с полицией. Дошло до того, что «Врачам без границ» пришлось в срочном порядке эвакуировать всех своих сотрудников из Гвинеи.
При объявлении чрезвычайного положения в Либерии, которая граничит с Гвинеей, президент страны Эллен Джонсон-Серлиф сказала, что распространению болезни продолжают способствовать невежество и бедность, а также укоренившиеся религиозные и культурные традиции. Заметим кстати, что чрезвычайное положение в стране, у границ которой находилось место вспышки эпидемии и куда эпидемия пришла прежде других стран, было объявлено только 6 августа 2014 года. Делайте выводы, если еще не устали этим заниматься.
Религиозные и культурные традиции, о которых упомянула президент Джонсон-Серлиф, предполагают такие вещи, как прощальное целование умерших перед преданием тела земле, продолжительные бдения родственников и друзей около тела умершего, непременное обмывание тела и возможное сбривание с него волос. Хоронить покойников полагается только в земле, причем тех, кто умер скоропостижно, от тяжелой болезни, надо хоронить у текущей воды, то есть вблизи рек и ручьев, чтобы вода «унесла болезнь». Любое отступление от вековых традиций погребения мертвых грозит живым неприятностями: дух неправильно захороненного покойника обидится и станет мстить. А карантинные меры требовали не только максимально возможного ограничения контактов с телом умершего от лихорадки, но и сжигания тел, потому что захороненные в землю тела служили источниками заражения подземных и наземных вод. Но даже после того, как в Гвинее и Либерии были изданы правительственные указы об обязательной кремации тел умерших от лихорадки Эбола, многие люди тайком хоронили своих родственников в земле, «как положено». Обратите внимание еще на одно обстоятельство: возбудитель эпидемии был установлен 25 марта 2014 года, а обязательную кремацию ввели только в августе, через четыре с лишним месяца. Почему нельзя было сделать это в конце марта, сразу же после того, как стал известен возбудитель?
Вирус Эбола, если кто не в курсе, передается при прямом контакте с кровью, выделениями, другими жидкостями и органами инфицированного человека или животного, а также при контакте с предметами, недавно загрязненными биологическими жидкостями, содержащими вирус. Воздушно-капельным путем вирус Эбола не передается. Естественными носителями вируса являются представители семейства крылановых, которых в Западной Африке принято употреблять в пищу (вот вам и наиболее распространенный путь заражения), однако первичный природный резервуар вируса пока еще не установлен. Вирус Эбола поражает человека, некоторых других приматов, например шимпанзе, которых тоже едят африканцы, а также парнокопытных, в частности свиней.
В результате эпидемия, которую вполне можно было локализовать в границах префектуры Гекеду или, на худой конец, в границах провинции Нзерекоре и ликвидировать не позднее марта 2014 года, гуляла по Африке на протяжении двух лет и унесла жизни более чем 11 тысяч человек. Для сравнения: 27 марта 2014 года эпидемия еще оставалась в пределах Гвинеи, из 103 зарегистрированных заболевших на тот момент умерло 66. Пример этой эпидемии весьма поучителен, хочется верить, что из него будет извлечен урок и больше подобного разгильдяйства (давайте уж будем называть вещи своими именами) не повторится.
