Цыплята наносят удар

Сценарий безумного ученого в виде интенсивного птицеводства был воспроизведен во всем мире. Превращения безвредных вирусов в смертельных монстров были зарегистрированы во время вспышек в Пенсильвании в 1980-х годах; Мексике¹⁷⁷¹, Австралии, Пакистане¹⁷⁷² и Италии в 1990-х годах; в Чили, Нидерландах и Канаде с 2002 года.¹⁷⁷³ Некоторые фермы, где происходили подобные трансформации, были огромными: например, ферма, насчитывающая шестьсот тысяч бройлеров во время чилийской вспышки, ¹⁷⁷⁴ и семьсот тысяч кур-несушек на ферме в Пакистане.¹⁷⁷⁵ Эти вспышки в совокупности привели к гибели миллионов цыплят. Но являются ли высокопатогенные вирусы птичьего гриппа более опасными для человека? Центр профилактики и контроля заболеваний США считает, что, вероятно, так и есть.¹⁷⁷⁶

Адаптация к наземным птицам связана с такими изменениями вируса, которые могут представлять повышенный риск для человека.¹⁷⁷⁷ Любая модификация вируса, улучшающая его способность передаваться воздушным путем, например повышенная устойчивость к потере влаги, может увеличить риск для людей. Конечно, мутация, которая позволяет вирусу бушевать во всех органах, может способствовать проникновению таких вирусов, как H5N1, в человека¹⁷⁷⁸ через видовой барьер и представлять большую угрозу.¹⁷⁷⁹ Но чтобы вызвать пандемию среди людей, вирус должен образовывать прочные связи с рецепторами человека.¹⁷⁸⁰ Вот почему мы так обеспокоены насчет свиней. Как я уже говорил, у уток есть 2,3-связи, у людей – 2,6, а у свиней – и то и другое. Теоретически у свиньи вирус утки может прижиться и распространиться среди людей.¹⁷⁸¹ К несчастью для человечества, исследователи недавно обнаружили, что в легких у цыплят также есть 2,6-рецептора человека.¹⁷⁸²

Вирус, имеющий пандемические амбиции, сталкивается с парадоксальной проблемой, включающей в себя два аспекта: он должен быть новым для иммунной системы человека, поэтому у него нет готового иммунитета, и в то же время он должен быть в высшей степени хорошо приспособлен для того, чтобы заражать нас.¹⁷⁸³ Михаил Матросович, член московской Российской академии наук, обнаружил факт, который может быть важной частью пандемической головоломки, и продемонстрировал, что в отличие от уток куры могут образовывать связи вирусы человеческого гриппа и наоборот. Матросович указал, что это может привести к появлению вирусов птичьего гриппа, имеющих «повышенную склонность передаваться человеку».¹⁷⁸⁴

Помимо наличия в дыхательных путях кур 2,6-связей, аналогичных тем, что есть у человека, доказано, что у вируса существует второй участок соединения сиаловой кислоты, значимость которого неизвестна. Этот второй участок соединения высококонсервативен в резервуаре водных птиц, но теряется как у кур, так и у людей – еще одно сходство на молекулярном уровне между легкими кур и людей, которое может привести к адаптации вируса.¹⁷⁸⁵

Третья линия молекулярных доказательств того, что куры являются конем бледным, всадником Апокалипсиса, связана с длиной ганглиозидных углеводных цепей. Ганглиозиды – это сложные молекулы жиров, выделяющиеся из мембран клеток, которые содержат цепочки углеводов. Вирусу гриппа недостаточно просто зацепиться за рецепторы сиаловой кислоты на одной из наших клеток, он должен слиться с клеткой и пролить свое скверное содержимое внутрь, чтобы захватить ее. Вирус должен не только пришвартоваться, но и бросить якорь. Это возможно в том случае, когда ганглиозидные углеводные цепочки вступают в игру, облегчая процесс слияния и проникновения вируса.¹⁷⁸⁶

Точно неизвестно, какую роль играют ганглиозиды, но мы знаем, что у вирусов гриппа разных видов есть четкие предпочтения в отношении длины этих углеводных цепочек. Утиные вирусы обладают афинностью к коротким цепочкам, в изобилии присутствующим в утином кишечнике, тогда как человеческие вирусы – к более длинным цепочкам, обнаруженным в легочной ткани приматов. Таким образом, часть барьера между уткой и человеком может заключаться в том, что вирусы утки предпочитают короткие цепочки, а у клеток человека они более длинные. У кур они находятся посередине.

По мере циркуляции вируса утки среди кур он может подвергаться селекционному давлению, чтобы прикреплялся к более длинным и, следовательно, более похожим на человеческие цепочкам для лучшей адаптации и распространения среди кур. Вспомните H5N1. Как вирус водоплавающих птиц он, по-видимому, предпочитал короткие цепочки, но мутировал в пользу афинности к более длинным цепочкам, на потенциальной траектории к более эффективной инфекции человека. Фактически вирусы куриного гриппа сильнее связываются с клетками человека, чем с клетками утки.

В результате какого-то странного витка эволюции вирус гриппа считает, что куры больше походят на людей, чем на уток. Когда вирусы водоплавающих птиц, которые по существу безвредны, заражают цыплят, они могут начать накапливать мутации, делающие их более опасными как для кур, так и для людей.¹⁷⁸⁷ В поддержку этой гипотезы появляются все новые доказательства.¹⁷⁸⁸ Если вирусы входят во вкус, находясь в курице, ничто не мешает им распробовать и нас с вами.

Анализ вирусных белков пандемии 1918 года позволяет предположить, что развитие в пандемический вирус может быть гораздо легче, чем считалось ранее. Как я уже говорил, только одна точечная мутация может изменить вирус, связывающий 2,3-рецепторы утки с вирусом, который связывает 2,6-рецепторы человека.¹⁷⁸⁹ Исследователи, которые воскресили вирус 1918 года, обнаружили, что центр, участвующий в образовании связи с рецептором на вирусе, отличается от центра связывания его предполагаемого пернатого предшественника всего лишь одной или двумя крошечными заменителями аминокислот. По-видимому, это все, что нужно, чтобы попасть к человеку. Многие эксперты предполагали, что H5N1 найдет золотую жилу, получит все вишенки и выгоду за наш счет.

Адаптация к человеку-носителю требует большего, чем просто доступ вируса к клеткам человека. Внутренняя вирусная машина все еще должна развиваться, чтобы лучше захватить наши клетки, но проникновение вируса – это первый шаг. Негласное сходство между рецепторами курицы и человека может позволить вирусам птичьего гриппа, таким как H5N1, легче перейти от заражения миллиардов кур к заражению миллиардов людей. Данную ситуацию можно рассматривать как пример экзаптации, концепции в эволюционной биологии, согласно которой адаптация в одной среде случайным образом предопределяет успешную адаптацию в другой, совершенно несвязанной среде. «Болезнь легионеров» – классический пример.¹⁷⁹⁰

Легионеллез вызывают бактерии, чья основная эволюционная ниша – водоросли на скалах природных горячих источников. Пока они эволюционировали, чтобы разрастаться в этой теплой влажной среде, оказалось, что и бактерии эволюционировали, чтобы процветать в теплой влажной среде легких человека. Безусловно, у бактерий было мало поводов для попадания в наши легкие, так как мы стараемся не допускать проникновения воды в дыхательные пути (чтобы не утонуть). Но люди изобрели кондиционеры, способные распылять воду в воздух. Об этом свидетельствует печально известная вспышка заболевания в Филадельфии на съезде Американского легиона в 1976 году, когда система вентиляции отеля кондиционировала воздух бактериями, известными сейчас как легионелла.¹⁷⁹¹ В дыхательных путях человека предыдущие адаптации легионеллы оказались смертельными. В случае вирусов гриппа вроде H5N1, которые могут вызывать пандемию, можно считать, что куры действуют аналогично горячим источникам и кондиционерам, обеспечивая среду, с помощью которой вирус может адаптироваться и распространяться среди людей.

Для прямого скачка гриппа эволюционная дистанция между уткой и человеком представляется достаточно большой, но поскольку у кур есть общие характеристики каждого из этих видов, они могут выступать в качестве трамплина для преодоления огромного разрыва между этими видами.¹⁷⁹² Есть доказательства того, что другие домашние птицы, например перепела и фазаны, также могут выступать в качестве промежуточного звена и вносить незначительную лепту, ¹⁷⁹³ но мы обычно не разводим их в таких же масштабах, как кур. Несмотря на то что в 1980-х на ферме в Орегоне, на которой выращивалось более ста тысяч перепелов, и была зафиксирована вспышка вируса, фермы с таким количеством птиц (если это не куры) обычно являются исключением.¹⁷⁹⁴ Куры могут представляться наиболее опасными из возможных видов, проявляющих признаки привязки вируса к человеку, поскольку являются единственной птицей в мире, которую мы ежегодно выращиваем десятками миллиардов. Как известно, в природе грипп в качестве вируса, передающегося водным путем, заражает водных млекопитающих – китов и тюленей,¹⁷⁹⁵ но сколько китов поместится в сарае для бройлеров или в клеточной батарее?