ВИЧ: переход от обезьян к человеку
Давно известно, что вирусы могут переходить от животных к человеку. Этот естественный процесс (зооноз), хотя и протекает очень медленно, продолжается десятки тысяч лет. Большинство инфекций возникло в результате непосредственного контакта человека с животными- вирусоносителями. Полагают, что подобным путем возникли вирусы, вызывающие корь, грипп, лихорадку Эбола, тропическую лихорадку и острый респираторный синдром. Среди опасных инфекционных заболеваний, которые были зарегистрированы в последние 30 лет, по крайней мере, три десятка являются результатом межвидовых «скачков» возбудителей от животных к человеку.
Считается, что в силу ограниченных связей в прошлые столетия проникновение вирусов животных в человека, если и происходило в отдельных регионах, то на этом и прерывалось. Новая инфекционная болезнь, возникшая в глубине Африки или Азии, исчезала вместе со своими жертвами. В наше время многообразные транспортные средства привели к неограниченному передвижению человека по планете. В результате, и известные, и прежде невыявленные вирусы получили возможность легко распространяться в новые места обитания. Еще одной причиной, способствующей этому процессу, мог стать деструктивный характер воздействия человека на окружающую среду, что привело к изменению естественных форм поведения животных, вызвало эффекты глобального потепления, усилило загрязнение окружающей среды и т.п.
Появление ВИЧ-2 связывают с тем, что в африканских деревнях мангобеи — то же, что и российские дворняжки. Прирученные обезьяны постоянно общаются с людьми, играют с детьми. В некоторых районах Западной Африки обезьян этого вида употребляют в пищу.
А как вирус шимпанзе попал к человеку? Ведь шимпанзе достаточно редки в природе, а их размеры и нрав мало располагают к дружескому общению. Известно, что долгое время шимпанзе использовали в качестве пищи некоторые жители Центральной и Западной Африки. Вирусы могли проникнуть в человека по одному из путей, по которым они передаются от человека к человеку. Наиболее вероятным представляется путь из крови шимпанзе в кровь человека через рану.
У обезьян СПИД не развивается, а у человека ВИЧ неизбежно приводит к СПИДу и смерти. Одна из причин этого — существенные изменения структуры ВИЧ по сравнению с ВИО. Возможно, переход вирусов из одного вида организма в другой — от шимпанзе или мангабеев в человека — привел к изменению их вирулентности (заразности) и, как результат этого, вирусы стали вызывать у человека СПИД. Изменение вирулентности может быть обусловлено как спецификой иммунного ответа нового организма-хозяина на инфекцию, так и свойствами самого вируса. Когда мы сможем лучше понять, каким образом в организме мангабея или шимпанзе осуществляется контроль над инфекцией ВИО, мы, возможно, найдем способы лечения.
Если вирусу обезьян когда-то удалось «перепрыгнуть» к человеку, то это возможно и в дальнейшем. Недавно выяснили, что в результате употребления в пищу обезьян, жители Центральной Африки начали заражаться новым вирусом — обезьяньим пенистым вирусом. У 10 из 1800 жителей сельских общин Камеруна обнаружили антитела к этому вирусу. Вирус пока не вызвал заболеваний у людей, однако его распространение предупреждает: в будущем вслед за ВИЧ из джунглей к нам могут прийти новые, еще более страшные пандемии.
БУКВАЛЬНО несколько дней назад мир облетела сенсация: английский исследователь Эдвард Хупер написал в своей книге «Река» о том, что ВИЧ получил распространение благодаря ошибке американских и бельгийских ученых. В начале 50-х годов те работали над созданием живой вакцины от полиомиелита. Для производства вакцины использовались клетки печени шимпанзе, по предположительным данным, содержащие вирус SIV (аналог ВИЧ). Вакцину испытывали как раз в тех трех регионах Африки, где сегодня насчитывается самая высокая численность инфицированных вирусом больных. И примерно в те годы, когда произошли первые заражения.
Кровь спасает и убивает?
МЫ ПОПРОСИЛИ прокомментировать это сообщение руководителя Научно-методического центра по профилактике СПИДа академика РАМН Вадима ПОКРОВСКОГО:
— Версия о том, что человек получил ВИЧ от обезьян, кажется правдоподобной. Хотя доказать, что заражение произошло именно из-за вакцины от полиомиелита, не представляется возможным. Люди могли заразиться и с помощью других способов. Например, ВИЧ мог перейти к человеку при донорских операциях. Ведь известно, что некоторое время назад даже импотенцию лечили, пересаживая людям яички обезьян. Кровь животного могла также попасть в кровь человека при разделке обезьяньих туш. Не исключена версия о передаче вируса половым путем. Имеются сведения, что в некоторых публичных домах на острове Гаити содержатся обученные ублажать людей обезьяны.
Однако вирус иммунодефицита человека очень сильно отличается от вируса иммунодефицита обезьяны. Почему он видоизменился? Скорее всего к трансформации вируса привели ставшие после Второй мировой войны обыденными переливания крови и пересадка органов от человека к человеку.
Существуют и иные версии происхождения СПИДа. Например, что ВИЧ был выведен в 70-х годах в лаборатории «генной инженерии» Пентагона. Он явился результатом скрещивания вируса, поражающего мозг овцы, и вируса, повреждающего иммунную систему человека.
Это предположение до сих пор не доказано, но и не опровергнуто.
Другая версия: ВИЧ жил на планете всегда, он дремал в человеке, не приводя к плачевным последствиям. Но под воздействием каких-то пока не установленных факторов вирус видоизменился.
На пути к катастрофе
— Я БЫ акцентировал внимание не на том, откуда или от кого люди приобрели вирус иммунодефицита человека, а на предотвращении новых заражений, — говорит академик Покровский. — Сейчас в России зарегистрированы 56 тысяч ВИЧ-инфицированных. Но на самом деле это 10-20% от реального числа больных. Не нужно думать, что СПИД касается только людей малоимущих или ведущих беспорядочный образ жизни. Скоро мы станем свидетелями смертей очень известных и состоятельных российских граждан. Не думаю, что о причинах этих смертей скажут правду. Если распространение болезни пойдет теми же темпами, то через 3 года заражен вирусом будет каждый сотый человек в России.
Ученые полагают, что в начале XXI века на нашей планете могут начаться необратимые демографические изменения, к которым приведет эпидемия СПИДа. Уже сегодня в ЮАР болен каждый восьмой житель страны, в Ботсване — каждый третий. В прошлом году от СПИДа умерло 3 миллиона человек. 33,5 миллиона инфицированных пока еще живы.
В настоящий момент тысячи добровольцев во всем мире испытывают на себе действие около сорока новых вакцин. Но ни одна пока не дала положительных результатов.
Сегодня, 1 декабря, международный день борьбы с ВИЧ и СПИДом. Авторы тематических блогов сайта СНОБ.ру рассмотрели эту проблему с разных сторон:
Вяленый окорок шимпанзе, филе гориллы или тушеное мясо орангутанга. Все это очень давно и очень успешно поедается во многих африканских странах. Например, в Республике Конго ежегодно убивают 600 горилл и 3000 шимпанзе. А в целом в Центральной Африке ежегодно употребляется в пищу миллион тонн мяса диких животных — в общем, обезьянам достается.
Илья Колмановский: Считается доказанным, что вирус иммунодефицита человека впервые появился у шимпанзе. Вопрос о том, как он передался человеку, решается просто. В тропиках можно выжить, только если ешь все, что движется. Bushmeat — мясо самых разных диких животных — это до сих пор основа питания многих африканцев. Несмотря на тот факт, что шимпанзе вымирают, их часто убивают и едят. Ножи, стрелы, капканы, посуда — все, что контактирует с кровью, — остаются надолго зараженными вирусом, как игла наркопотребителя, как медицинское оборудование и т. д. Африканцы заразились именно так.
P.S: Ученые продолжают внимательно приглядываться к диким животным тропиков, чтобы узнать, откуда и какой новый вирус может прийти в сообщества людей. Вот интересная лекция такого охотника за чумой будущего.
Это тот не очень частый случай, когда я присоединяюсь к Колмановскому. И обезьян жалко, и вируса боюсь!
Если не фуфло — то тем более производит впечатление. Смотрите ролик.
Происхождение вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) является предметом научных исследований и дискуссий с момента его выявления в 1980-х годах. В настоящее время имеется множество фактических данных о том, как, когда и где ВИЧ впервые начал вызывать заболевание у людей. Читайте нашу статью и Вы узнаете все о происхождении ВИЧ-инфекции.
ВИЧ от обезьян?
ВИЧ — это тип лентивируса, который атакует иммунную систему. Аналогичным образом вирус иммунодефицита обезьян (ВИО) атакует иммунную систему приматов.
Исследования показали, что ВИЧ связан с вирусом иммунодефицита обезьян, и между этими двумя вирусами есть много общего. Так, ВИЧ-1 тесно связан со штаммом SIV, обнаруженным у шимпанзе, а ВИЧ-2 тесно связан со штаммом SIV, обнаруженным у дымчатого мангобея.
В 1999 году исследователи обнаружили у шимпанзе штамм SIV (называемый SIVcpz), который был почти идентичен ВИЧ у людей. Исходя из этого, исследователи сделали вывод о том, что шимпанзе являются источником вируса ВИЧ-1.
В тот же период ученые провели дополнительные исследования того, как SIV мог развиваться у шимпанзе. Они обнаружили, что шимпанзе охотились и ели два вида более мелких обезьян — дымчатых мангобеев и белоносых мартышек. Именно они заражали шимпанзе двумя разными штаммами SIV.
Затем два разных штамма SIV объединились, и образовали третий вирус (SIVcpz), который стали переносить шимпанзе. Также данный штамм оказался заразным для человека.
Как ВИЧ перешел от шимпанзе к человеку?
Наиболее изученным штаммом вируса иммунодефицита человека является группа М ВИЧ-1, поскольку данный штамм распространился по всему миру и является причиной подавляющего большинства ВИЧ-инфекций на сегодняшний день.
Когда и где зародился ВИЧ у людей?
Исследования самых ранних образцов ВИЧ дали ученым представление о том, когда вирус впервые появился у людей и как он развивался.
Первый подтвержденный случай заражения ВИЧ — это образец крови, взятый в 1959 году у мужчины, живущего в Киншасе в Демократической Республике Конго. Образец был ретроспективно проанализирован и обнаружен ВИЧ.
Используя самый ранний из известных образцов ВИЧ, ученые смогли определить, где зародился данный вирус. Исследователи пришли к выводу о том, что первый случай заражения ВИЧ у людей произошел примерно в 1920 году в Киншасе, Демократической Республике Конго.
В этом же районе было обнаружено наибольшее генетическое разнообразие штаммов ВИЧ в мире. Многие из первых случаев СПИДа были зарегистрированы там же.
Параллельно с активным распространением ВИЧ в Киншасе, в этом же городе набирала обороты секс-торговля. Таким образом, к 1937 году ВИЧ достиг Браззавиля, находящегося примерно в 120 км к западу от Киншасы. К 1980 году распространение ВИЧ-инфекции вышло далеко за пределы Конго.
На сегодняшний день, подтип М ВИЧ-1 является наиболее географически распространенным подтипом ВИЧ в мире. К 2014 году М ВИЧ-1 вызвал 75 миллионов инфекций.
Недавно мы писали об интересном исследовании генетики зелёных мартышек. Международная группа исследователей выясняла, каким образом этим приматам удалось приспособиться к вирусу иммунодефицита. На несколько наших вопросов ответила генетик Анна Ясинска (Anna Joanna Jasinska), один из ключевых участников проекта со стороны Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе.
XX 2 ВЕК. Анна, какие результаты этого исследования оказались для вас неожиданными?
Анна Ясинска. Вирус иммунодефицита обезьян (ВИО) существовал у приматов (помимо человека) в течение сотен тысяч или даже миллионов лет (Worobey et al. 2010). Мы знали, что зелёные мартышки были инфицированы ВИО в течение сотен тысяч лет, так что у них было время адаптироваться к этому патогену (Ma et al. 2013). Длительное сосуществование носителей ВИО, таких как зелёные мартышки, с вирусом привело к тому, что инфекция протекает у них легко. Не было ничего удивительного в том, что мы обнаружили признаки естественного отбора против ВИО. Неожиданно то, что естественный отбор оказался направлен на гены, важные для жизни и выживания с ВИО (скорее, чем на гены, дающие защиту от инфекции). Например, отбору подверглись гены, регулирующие транскрипцию вирусов, которые опасны и даже смертельны у животных, инфицированных ВИО, но скорее безобидны для остальных.
XX 2 ВЕК. Почему в качестве объекта исследования выбрали зелёных мартышек?
А. Я. У зелёных мартышек, как у модели для биомедицинских исследований, есть ряд преимуществ:
1) зелёные мартышки — очень многочисленный и широко распространённый в Африке вид приматов (в этом смысле они уступают только человеку). Широкая география говорит о том, что это чрезвычайно хорошо приспосабливающийся вид, что делает его интересной моделью для исследования адаптаций (к условиям окружающей среды, рациону и патогенам);
2) популяции зелёных мартышек в Африке сильно инфицированы ВИО. Исходя из наших исследований южноафриканских и гамбийских популяций, заражены 67—68% взрослых обезьян (Ma et al. 2013; Ma et al. 2014);
XX 2 ВЕК. Как результаты Вашего исследования могут помочь в разработке вакцины или терапии ВИЧ?
А. Я. Эпидемия СПИД началась у людей примерно 2 поколения назад. В отличие от естественных носителей ВИО, мы (люди) — недавние и не приспособившиеся к ВИЧ носители. У человека не было времени для эволюции, чтобы выработать адаптации к этому вирусу. Мы ожидаем, что исследование генов, сформированных естественным отбором у хорошо адаптированных к ВИО естественных носителей, поможет нам найти человеческие гены, которые критичны для хрупкого баланса между контролем над болезнью и её прогрессированием. Эти гены могут стать новыми целями для терапии ВИЧ/СПИД.
XX 2 ВЕК. Наивный вопрос: насколько обоснована гипотеза, что люди подхватили ВИЧ у обезьян?
А. Я. Да, СПИД, вызываемый ВИЧ — это заболевание животного происхождения (Hahn et al. 2000). ВИЧ появлялся в человеческих популяциях несколько раз в результате заражения ВИО от других африканских приматов (Sharp and Hahn 2011). Это доказывается, например, филогенетическими связями между лентивирусами приматов (ВИО и ВИЧ): исходя из их генетических последовательностей, это близкородственные вирусы (Jin et al. 1994). ВИЧ-1 групп M и N — результат передачи ВИО от шимпанзе, ВИЧ группы O — от горилл. ВИЧ-2 появился вследствие многочисленных заражений ВИО от дымчатых мангобеев.
Человечество получило ВИЧ от шимпанзе примерно 100 лет назад. При этом история предшественника страшного вируса — ВИШ (вирус иммунодефицита шимпанзе SIVcpz), до конца ученым не понятна. Ведь в природе до сегодняшнего дня не было замечено случаев заболевания СПИДом – это свидетельствует о давней истории сожительства обезьян и ВИШ. С другой стороны, непонятно, почему тогда человечество не заболело раньше.
Беатрис Хан из университета Алабамы и её коллеги показали, что
шимпанзе всё-таки поплатились за смертельный подарок: в дикой природе они также гибнут от СПИДа.
Тем самым авторы публикации в Nature, проследившие судьбу сотни шимпанзе Pan troglodytes schweinfurthii в Национальном парке Гомбе в Танзании за последние 10 лет, расширили список общих болезней, от которых страдаем мы и наши близкие родственники.
В отличие от острых заболеваний вроде геморрагической лихорадки, ВИШ(Ч)-инфекция с трудом поддается изучению даже у людей, не говоря уже о дикой природе. Это связано с тем, что причиной смерти становится не сам вирус, а сопутствующие заболевания вроде микозов, бактериальных или вирусных инфекций. Избирательно ослабленная вирусом иммунная система не в состоянии справиться с чужеродными агентами. Это состояние и называется синдромом приобретенного иммунодефицита. У шимпанзе СПИД практически не встречается.
Конечно, появления этого синдрома можно добиться, вводя внутривенно в высоких дозах более активные штаммы вируса иммунодефицита обезьян. Такие манипуляции обычно проводят на макаках с целью изучения вакцин и лекарств от ВИЧ-инфекции.
Шимпанзе же по этическим и экологическим причинам давно не используются в подобных исследованиях, хотя 20 лет назад их успешно заражали даже ВИЧ-1.
Так что ученым приходится опираться лишь на редкие наблюдения в дикой природе: хотя распространение самой инфекции (ВИО) регулярно документируется, случаев прогрессии заболевания (СПИД) даже при условии наличия вирионов в крови известно немного, даже несмотря на значительное разнообразие вируса иммунодефицита обезьян – сейчас известно более 40 штаммов.
Это попросту превосходит среднюю продолжительность жизни – неудивительно, что в дикой природе до сих пор не встретилось ни одного соответствующего случая.
Хан и соавторы, лишенные возможности инфицировать шимпанзе и следить за развитием болезни, пошли альтернативным путем – в течение 9 лет они собирали фекалии и мочу животных на территории Национального парка Гомбе. По этим образцам можно было определить и их владельца, и наличие инфекции (по ДНК ВИШ), и иммунный ответ (антитела к ВИШ в моче).
Из 94 попавших в список обезьян у 18% была зарегистрирована инфекция – число, пускай и превосходящее предыдущие оценки, но тем не менее укладывающееся в представления ученых о ВИШ.
Вскрытие же умерших за период наблюдения шимпанзе показало, что большая часть из них скончалась от СПИДа – ВИШ-инфекция в 16 раз повышала смертность.
Возможно, это заставит вирусологов пересмотреть современные взгляды на эпидемиологию ВИШ, а вместе с ними и на происхождение вируса, датируемого сейчас 1492 годом. Сами же авторы рассчитывают, что их работа привлечет внимание общественности к угрозе, нависшей над нашими близкими родственниками.