Зоонозные болезни: почему инфекции от животных опасны для человека

На волне глобальной пандемии COVID-19, которая началась, когда вирус SARS-CoV-2 перешел от животных к людям, мы задаемся важным вопросом — почему инфекции, приобретенные от животных, так опасны для здоровья человека? Пока еще не ясно, какие животные были источником нового коронавируса — летучие мыши или ящеры? Но ученые уверены, что вирус, вызывающий COVID-19, произошел от животных.

Актуальность вопроса

Число подтвержденных случаев заболевания COVID-19 по всему миру ошеломляет. Но зоонозные болезни — то есть болезни, полученные от животных, — поражали огромное количество людей по всему миру до того, как COVID-19 занял центральное место.

Например, в международном докладе за 2012 год сообщалось, что в общей сложности 56 таких заболеваний являются причиной 2,5 миллиарда случаев заболевания и 2,7 миллиона смертей по всему миру каждый год. Эти болезни включали бешенство, токсоплазмоз, лихорадку Q, лихорадку Денге, птичий грипп, Эболу и сибирскую язву. Кроме того, респираторные, гриппоподобные заболевания, приобретенные от животных, в прошлом веке привели к хаосу. Испанский грипп вызвал 50 миллионов смертей в 1918 году, а гонконгский грипп — 700 000 смертей в 1968 году. Итак, почему же болезни, которые люди приобретают от животных, так опасны? Отчасти это связано с нашей иммунной системой и с естественным отбором. Определенную роль может сыграть и специфическое животное, передающее вирус.

Вирус животных против иммунной системы человека

Одна из причин, по которой вирусы животных так опасны для человека, заключается в том, что у людей нет средств для борьбы с ними. Наша иммунная система не знает, как реагировать на “незваного гостя”.

Исследователи объясняют это тем, что большинство вирусов, попадающих в организм человека, успешно уничтожаются иммунной системой или проходят через наш желудочно-кишечный тракт. Однако время от времени животному вирусу удается реплицироваться в человеческом носителе.

Момент, когда вирус от животного размножается в теле первого человека, имеет решающее значение. В этот критический момент вирус может мутировать и эволюционировать «под селективными ограничениями человеческого организма в первый раз, адаптируясь и совершенствуясь для репликации в новом хозяине». Когда это происходит, иммунная система человека должна принять ответные меры. Она должна «догнать» эволюцию вируса и создать иммунный ответ. Человеческий организм никогда раньше не сталкивался с этой угрозой, и поэтому в его арсенале нет ранее существовавшего иммунитета — поэтому он должен быстро изобрести его. Но эта защита активируется в течение нескольких дней или дольше. Тем временем вирус уже эволюционировал, чтобы быстрее размножаться или даже избежать возмездия иммунной системы.

Другими словами, животный вирус и иммунная система человека вступили в «гонку вооружений»  — и, как и в любой гонке вооружений, один из двух конкурентов может победить, или оба конкурента могут оказаться в тупике.

Кристофер Коулман (Christopher Coleman) из Ноттингемского университета (University of Nottingham)  в Соединенном Королевстве объясняет: «Общее предположение состоит в том, что по мере эволюции вирусов они становятся менее опасными для хозяина. Они должны обеспечить свою собственную передачу, поэтому не хотят быстро убивать хозяина, прежде чем получат шанс реплицироваться».

Это не всегда верно, но вирус, который адаптируется к людям, может быть менее опасным в долгосрочной перспективе, поскольку «эволюционная гонка вооружений» между вирусом и носителем достигла тупика, где ни один из них не вполне счастлив, но и не убит. 

Кроме того, «вирус, который полностью адаптируется к животному, может быть совершенно безвреден для человека».

Ученый, чьи основные исследования сосредоточены на «высокопатогенных коронавирусах человека», привел примеры агрессивных вирусов животных в семействе коронавирусов. К ним относятся «вирус инфекционного бронхита» у кур, «вирус кошачьего инфекционного перитонита» у кошек или «вирус трансмиссивного гастроэнтерита», который почти на 100% смертелен у поросят.

«Ни один из этих вирусов, как известно, не вызывает никаких заболеваний у людей», — сказал Коулман. «С другой стороны, вирус, который развивается у животных, но также обладает способностью заражать людей, может быть более смертоносным, когда заражает людей».

Летучие мыши и их супер иммунитет

Это может быть особенно верно, когда иммунная система животных сильно отличается от иммунной системы человека или когда у животных имеются специальные защитные механизмы, которых нет у людей. Например, тот факт, что очень опасные вирусы, такие как ТОРС, БВРС и Эбола, все произошли от летучих мышей, заставляет задаться вопросом: что есть у летучих мышей такого, чего нет у нас?

Как летучие мыши могут летать имея вирусы, которые в некоторых случаях смертельны для человека (например, Эбола), но которые, по-видимому, ни в малейшей степени не вредят этим существам?

Новое исследование, проведенное под руководством Кары Брук (Cara Brook) из Калифорнийского университета (University of California) в Беркли, задало именно этот вопрос. Исследование показывает, как уникальные иммунные возможности летучих мышей позволяют им переносить и поддерживать высокую вирусную нагрузку, не заболевая при этом сами.

«У летучих мышей есть противовирусный иммунный ответ, называемый постоянно включенным путем интерферона. У большинства других млекопитающих такой сверхсознательный иммунный ответ вызвал бы вредное воспаление. Летучие мыши, однако, имеют адаптированные противовоспалительные свойства, которые защищают их от такого вреда», — объясняют Брук.

Это отличная новость для летучих мышей, но что она дает для других млекопитающих? К сожалению, не очень много. Тот факт,что у летучих мышей есть такая хорошая защита, означает, что вирус имеет все необходимые стимулы для более быстрого размножения. Уникальные иммунные возможности летучих мышей в конечном итоге делают вирусы сильнее. Это все равно что тренироваться с выдающимся соперником и в результате становиться сильнее.

Брук с соавторами провели эксперименты с использованием клеточных линий двух видов летучих мышей. Результаты показали, что у «обоих видов летучих мышей самые сильные противовирусные реакции были подавлены быстрым распространением вируса от клетки к клетке».

«Это говорит о том, что иммунная защита летучих мышей может стимулировать эволюцию более быстрых передающих вирусов.  В то время как летучие мыши хорошо защищены от вредного воздействия их собственных плодовитых вирусов, другие существа, включая людей, не являются таковыми», — говорит Кара Брук. «Наша иммунная система будет генерировать широко распространенное воспаление, если попытается использовать ту же самую противовирусную стратегию. Но летучие мыши, по-видимому, уникально подходят для того, чтобы избежать угрозы иммунопатологии».

SARS-CoV-2 — летучие мыши, змеи и ящеры?

В случае нового коронавируса циркулируют многочисленные теории о конкретном животном, которое передало человеку SARS-CoV-2 . Ученые предположили, что в качестве возможных носителей вируса могут быть ящеры и змеи. Определение конкретных млекопитающих имеет жизненно важное значение, поскольку животное может предложить понимание генетической структуры вируса и способов борьбы с ним. Однако крайне важно не сбрасывать со счетов возможность того, что новый коронавирус может иметь несколько животных источников.

Комментируя теорию о том, что люди заразились SARS-CoV-2 от ящеров, Коулман сказал: «Эта теория не означает, что ящеры являются единственным источником — возможно, что есть и другие виды».

Независимо от того, какие животные конкретно передали человеку новый коронавирус, возможно, более важным будет спросить, когда и где этот вирус мутировал?

Два альтернативных сценария для COVID-19

В недавнем исследовании ученые под руководством Кристиана Андерсена (Kristian Andersen) из Калифорнии использовали имеющиеся геномные данные, чтобы определить, было ли происхождение нового коронавируса естественным или произведенным человеком. Определив, что вирус является результатом естественной эволюции, авторы объясняют, что в зависимости от того, адаптировался ли вирус в своей нынешней форме у животных или у человека, ход новой коронавирусной пандемии может быть совершенно иным.

«Если SARS-CoV-2 предварительно адаптирован у другого вида животных, то существует риск возникновения в будущем повторных событий», — пишут авторы исследования в журнале Nature.

Другими словами, если вирус эволюционировал до своего нынешнего состояния у животных, то животные продолжали бы передавать его друг другу, и вирус мог бы вернуться обратно в человека в любой момент. Кроме того, исследователи предполагают, что этот сценарий объяснил бы, почему вирус распространяется так быстро. Видя, что он уже развил свои патогенные черты у животных, SARS-CoV-2 уже был «обучен» быстро распространяться и размножаться, как только он вошел в своего первого хозяина — человека.

«В противоположность этому, если адаптивный процесс произошел у людей, то даже если повторные передачи от животного к человеку происходят, они вряд ли взлетят без той же самой серии мутаций, таким образом, сводя к минимуму вероятность новой вспышки», — пишет Андерсен.

На данный момент невозможно определить, какой из двух сценариев более вероятен. Только время, и еще больше исследований все покажут.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


Добавьте «Medical Insider» в любимые источники Яндекс Новости


Оцените статью
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Поделиться с друзьями