Вирус Западного Нила

Летом 1999 года Трэйси Макнамара (Tracey McNamara ) начала беспокоиться. Макнамара была главным патологоанатомом в зоопарке Бронкса. Когда животное в зоопарке умирало, в ее обязанности входило выявление причин этого. Она заметила погибших ворон возле территории зоопарка и заподозрила, что они умерли от какого‑то вируса, начавшего распространяться по городу. Если умирали вороны, то вскоре та же участь могла постигнуть и животных в зоопарке.

Однажды ее опасения подтвердились: в зоопарке погибли сразу три фламинго. То же случилось с фазаном, орланом и большим бакланом. Осмотрев трупы птиц, Макнамара установила, что причиной смерти стало кровоизлияние в мозг. Симптомы указывали на то, что они были убиты одним и тем же патогеном. Так как Макнамаре не удалось установить, какой именно патоген был виноват в смерти птиц, она отправила образцы их тканей в государственную лабораторию. Ученые проводили серии тестов, чтобы выявить возбудителя инфекции, но все они давали отрицательные результаты.

В то же время врачи из Куинса регистрировали вызывающее опасение число случаев заболевания энцефалитом – воспалением мозга. Во всем Нью‑Йорке в год обычно регистрировался один такой случай, но в августе 1999 года за несколько дней поступило 8 больных с таким диагнозом. К исходу лета появилось еще больше заболевших. У некоторых жар был настолько сильным, что вызывал паралич, а к сентябрю девять заразившихся умерли. Вначале тесты указывали на вирусное заболевание энцефалит Сент‑Луис, но позднейшие тесты не подтвердили этот диагноз.

Пока врачи старались раскрыть причину заболевания людей, Макнамаре удалось разгадать собственную загадку. Национальная лаборатория ветеринарии в Айове смогла возродить вирус из тканей мертвых птиц. Вирус напоминал энцефалит Сент‑Луис. Макнамара задалась вопросом, могли ли люди и птицы страдать от одного и того же вируса. Она убедила центры по контролю и предотвращению заболеваний проанализировать генетический материал, содержавшийся в вирусе. 22 сентября исследователи с удивлением обнаружили, что причиной гибели птиц стал не энцефалит Сент‑Луис. Виновником был вирус, названный вирусом Западного Нила (ВЗН), паразитирующий на птицах и людях в районах Азии, Европы и Африки. Никто не мог и предположить, что птицы в зоопарке Бронкса погибли от этого вируса, так как ранее он никогда не появлялся в Западном полушарии.

Работники системы здравоохранения, озадаченные заболеванием людей, решили расширить круг своих поисков. Две команды, одна из Центра по контролю и предотвращению заболеваний (ЦКЗ), а другая под началом Иана Липкина из Университета Калифорнии, одновременно начали изолировать генетический материал вирусов человека. Вирус был тот же, что убивал птиц, – ВЗН. И вновь это оказалось полной неожиданностью для исследователей. Ни один человек на Американском континенте еще никогда не был им заражен.

В США циркулирует огромное количество вирусов. Некоторые имеют долгую историю, другие появились относительно недавно. Когда первые европейцы попали в Западное полушарие, они принесли с собой множество вирусов. Вирус папилломы человека, например, несет в себе следы своей миграции. Штаммы ВПЧ коренных американцев имеют гораздо больше общих черт друг с другом, чем с другими штаммами данного вируса. Наиболее близким к американскому штамму является штамм ВПЧ, распространенный в Азии, подобно тому, как коренные американцы родственны именно азиатам.

Открытие Нового Света Колумбом породило новую волну миграции вирусов. Европейцы принесли с собой вирусы гриппа и оспы, выкосившие большую часть коренного населения Америки.

Шли века, на территорию Нового Света проникало все больше вирусов. ВИЧ проник в США в 1970‑х, а в конце XX века новым иммигрантом стал вирус Западного Нила.

Прошло всего 60 лет с момента обнаружения ВЗН. В 1937 году в западной области Уганды в больницу попала женщина, в крови которой врачи и обнаружили этот вирус. За несколько десятилетий ученые нашли ВЗН и у других людей на Ближнем Востоке, в Азии и Австралии. Однако ВЗН в своем выживании полагается не только на людей. Ученые обнаружили вирус у многих видов птиц, паразитируя на которых, он способен размножаться намного быстрее.

Вначале было неясно, как вирус передавался от человека к человеку, от птицы к птице и от птицы к человеку. Загадка была решена, когда вирус обнаружили еще у одного вида живых существ – москитов. Когда инфицированный москит кусает птицу, его напоминающий шприц нос проникает в кожу животного. Когда комар пьет кровь, он впрыскивает в рану свою слюну. А вместе со слюной в организм птицы проникает и ВЗН.

Вирус атакует клетки кожи птицы, а также клетки ее иммунной системы, которая должна защищать организм от подобных вторжений. Зараженные иммунные клетки проникают в лимфоузлы, где их «пассажиры» сходят и заражают еще больше клеток иммунной системы. По кровеносной системе вирус попадает в другие органы, такие как почки и селезенка. Всего через несколько дней после укуса количество вирусов достигает нескольких миллиардов. Несмотря на свое огромное количество, самостоятельно ВЗН покинуть организм птицы не способен. Ему нужен переносчик. Когда москит кусает зараженную птицу, он забирает у нее немного крови вместе с содержащимся в ней вирусом. Попав в организм москита, вирус проникает в его среднюю кишку. Оттуда он просачивается в слюнные железы и готов к транспортировке к своей следующей жертве.

Трансмиссивным вирусам, таким как ВЗН, нужно быть универсальными для совершения своего жизненного цикла. Москиты и птицы имеют абсолютно различные температуру тела, иммунные системы и анатомию. Тем не менее, ВЗН, чтобы выжить, приходится приспосабливаться к таким разным средам обитания. Трансмиссивные вирусы также задают трудную задачу медикам, которые стараются замедлить его распространение. Людям не нужно вступать в близкий контакт с инфицированными людьми, чтобы заразиться. Москиты дают вирусам крылья.

Исследования ДНК ВЗН показывают, что он зародился в Африке. По мере своей миграции на другие континенты африканские птицы принесли их обитателям новый вирус. Одновременно вирус перекинулся и на людей. В Восточной Европе разразились эпидемии, характеризующиеся тем, что они вызывали у людей одну из разновидностей энцефалита, В 1996 году в Румынии эпидемия затронула 19 тысяч человек и унесла жизни 17 из них. Эти эпидемии, от Европы до Запада, могли быть результатом неподготовленности людей к ВЗН. В Африке, напротив, многие вырабатывали иммунитет, переболев в детстве.

Удивительно, что в Новом Свете вирус так долго оставался незамеченным. Потока людей, путешествовавших через Атлантический и Тихий океаны, было явно недостаточно для переноса вируса в Америку. Исследователи не могут сказать, как именно вирус в 1999 году попал в Нью‑Йорк, но на этот счет существуют догадки. Штаммы ВЗН, характерные для Западного полушария, родственны вирусам, вызвавшим эпидемии среди птиц в Израиле в 1998 году. Возможно, что браконьеры привезли зараженных птиц в Нью‑Йорк.

Сама по себе зараженная птица неспособна вызвать эпидемию в масштабах целой страны. Вирусам требовался переносчик. По «счастливой» случайности ВЗН смог «подружиться» с 62 видами москитов, живущими в США. Птицы тоже зарекомендовали себя подходящими носителями. Всего по оценкам ученых на территории США носителями ВЗН являются 150 видов птиц. А такие как дрозд, североамериканская голубая сойка и зяблик, являлись особенно комфортными вирусными инкубаторами.

Перемещаясь от птицы к москиту, а затем к другой птице, всего за 4 года вирус охватил всю территорию США. Одновременно наблюдались случаи заболевания и у людей. Около 85% зараженных людей не демонстрировали абсолютно никаких симптомов. У других 15% появлялись жар, сыпь и головная боль, примерно половина из них были вынуждены обратиться в больницу, где они в среднем проводили около 5 дней. У примерно 1 из 150 людей развивался энцефалит. С 1999 по 2008 год врачи зарегистрировали в США 28 961 случай заболевания ВЗН, из которых 1 131 закончился летальным исходом.

Попав в США, ВЗН начал свой привычный, выверенный эволюцией цикл, передаваясь от птицы к птице через укус москита. Весной у дроздов и других птиц появляется потомство, которое становится мишенью для москитов‑переносчиков. К моменту наступления лета большая часть популяции птиц является носителями ВЗН. Это увеличивает шанс того, что укусивший птицу москит станет переносчиком. В это время года происходит значительное заражение людей. Когда же температура воздуха падает, москиты гибнут, и вирус перестает распространяться. До сих пор остается неясным, как вирус переживает североамериканские зимы. Возможно, он сохраняется в популяциях москитов, обитающих в южных районах, где зимы не настолько суровы. По другой версии, москиты передают вирус своим яйцам. Когда следующей весной инфицированные яйца дают жизнь новому поколению москитов, те уже способны инфицировать птиц.

ВЗН смог настолько хорошо приспособиться к экологии США, что его истребление не представляется возможным. К несчастью, врачи не могут предложить населению ни вакцины против вируса, ни препаратов для лечения самой болезни. Если случится, что вы заразитесь, остается только надеяться на то, что вы окажетесь среди тех, кто переболеет и поправится. В будущем ВЗН может стать еще более приспособленным к новой среде обитания. Джонатан Совероу (Jonathan Soverow ) из медицинского центра «Бет Израэль Деаконесс» и его коллеги изучили 16 тысяч случаев возникновения симптомов ВЗН в период с 2001 по 2005 год, обращая особое внимание на погоду и время каждого проявления вируса. Они обнаружили, что большинство случаев заражения произошли в те дни, когда шли обильные дожди, была высокая влажность и одновременно стояла теплая погода. Теплая погода с большим количеством осадков и повышенной влажностью создает идеальные условия для ускоренного размножения москитов и продлевает их сезон размножения. Также при такой погоде внутри москитов быстрее развивается вирус.

К несчастью, в будущем нам стоит ожидать еще больше периодов с подобной погодой. Углекислый газ и другие парниковые газы повышают среднюю температуру воздуха, и метеорологи предсказывают, что несколько следующих десятилетий она будет продолжать расти. Теперь, когда вирус нашел свой новый дом, люди делают все, чтобы ему было комфортней.

Предсказываю новую чуму