19.08.2014 | Василий Колотилов

«Вирус, который убьет миллионы, все еще может появиться»

Молекулярный биолог о том, что такое вирус Эбола, как он убивает и почему бояться его нужно гораздо меньше, чем обычного гриппа

На сегодняшний день науке известно около 1 процента вирусов из тех, что существуют на планете Фото: ИТАР-ТАСС/Josef Vostarek/CTK/ZUMA Wire

Число заразившихся вирусом Эбола с декабря 2013, по последним данным Всемирной организации здравоохранения, превышает 2 тысячи человек. Из них более тысячи от лихорадки скончались. О том, что представляет собой вирус Эбола, в каком случае вспышку эпидемии можно считать потенциально опасной для человечества, и способна ли современная наука противостоять ей, «Профилю» рассказал научный консультант студии Visual Science, научный сотрудник Института молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН Юрий Стефанов.

— Насколько опасен вирус Эбола?

— Это не самый эффективный паразит, потому что он не очень хорошо распространяется. Он довольно быстро убивает своих жертв. Почему это неэффективно? Потому что носители вируса, через которых может произойти заражение, просто не успевают заразить других.

Вирус гриппа в этом смысле гораздо эффективнее. Он регулярно провоцирует пандемии с десятками и сотнями тысяч жертв. Потому что гораздо лучше распространяется — у большинства он вызывает незначительные симптомы, но при этом может вызывать осложнения у детей и людей с ослабленным иммунитетом. Большая часть людей после заражения выздоравливает, но количество погибших все равно оказывается значительным.

Фото: Visual Science
3D–модель белков вируса ЭболаФото: Visual Science

— Какой процент смертности у заразившихся Эболой?

— Пока в среднем около 90%, хотя эта цифра варьируется в зависимости от разновидности вируса и конкретной вспышки. У нынешней эпидемии процент меньше, хотя о нем можно будет судить, когда она закончится.

Сейчас количество заразившихся и погибших в мировых масштабах за всю историю вируса ничтожно: это около 300 человек в 70-х годах, когда вирус был открыт, и около 1000 сейчас.

Плюс к этим эпидемиям были лабораторные инциденты, когда человек работал с вирусом, заражался им и умирал. И если мы будем считать такой инцидент вспышкой вируса, то получается, что смертность у него вообще 100 процентов, но на самом деле это, конечно же, не так.

Конечно, 90% смертность — это повод насторожиться и активизировать усилия по разработке вакцины или лекарства. Но, учитывая не очень эффективное распространение вируса, не стоит паниковать раньше времени.

— Но почему же тогда про Эболу все слышали, еще до нынешней эпидемии?

— Это похоже на вопрос о том, скольких людей убивают акулы и скольких — коровы. Никто не боится коров. Все боятся страшных и зубастых акул, при том что на самом деле они убивают единицы людей в год. Коровы убивают в разы больше людей, но их никто не боится. Примерно такая же история получается, если сравнивать опасность Эболы и гриппа.

Паниковать не стоит еще и потому, что у людей сейчас все-таки есть очень неплохие технологии, которые позволяют локализовать распространение вируса. Эбола не передается воздушно-капельным путем. Нужен гораздо более серьезный контакт биологических жидкостей (кровь, слюна, пот, другие выделения). Например, если ты порезался и потрогал язвы на теле эболинового больного.

— Как Эбола передалась человеку?

— Эбола — это один из вирусов, который, как считается, передается людям от летучих мышей. К таким вирусам еще относятся, например, лихорадка, марбургский вирус и вирус Нипах. Это может происходить напрямую, или же через домашний скот. Летучих мышей очень много, и у них есть масса вирусов, которые для них самих не опасны, но при передаче людям могут быть очень неприятными.

Дело в том, что у вирусов есть хозяева, к которым они привыкли, и хозяева для них новые. Обычно, когда патоген давно размножается в популяциях хозяина, он вызывает незначительные симптомы, но распространяется широко. Но если от такого хозяина — животного вирус передается человеку, он может вызвать гораздо более тяжелые симптомы. Так было с ВИЧ и со многими другими вирусами. ВИЧ передался нам от обезьян — скорее всего, через укус или подобным образом. Это произошло приблизительно в 1921 году в районе Леопольдвилля, нынешняя Киншаса, столица Демократической республики Конго. Там была популярна охота на обезьян и, к тому же, резко возрасла численность населения в городах, что способствовало распространению вируса.

ВИЧ вообще уникальный паразит. Во–первых, он долго не дает видимых симптомов, во–вторых, эффективно передается, а в–третьих, атакует иммунные клетки и разрушает саму защиту человека от патогенов.

Эбола же поражает клетки эндотелия кровеносных сосудов и клетки иммунной системы и печени. Симптомы Эболы — жар, головная боль, боль в мышцах, кашель, сыпь, диарея и обезвоживание. Человек умирает от того, что истекает кровью.

Фото: Visual Science
3D–модель ВИЧФото: Visual Science

— Что такое вирус вообще и как он устроен?

— Принципиальное отличие вирусов от бактерий в том, что бактерия — это живая клетка. Она самостоятельно размножается, делится, растет и передвигается. Вирусы — так называемая не клеточная форма жизни. Вопрос о том, считать вирусы живыми или нет — дискуссионный и даже философский.

Вирусы — это конгломераты молекул, в основном белков и нуклеиновых кислот, которые могут перемещаться от одной клетки к другой. Как только они попадают в клетку, они запускают каскад молекулярных реакций, который приводит к тому, что генетический материал вируса копируется. В клетке собираются новые вирусные частицы, клетка разрушается, и вирус разными способами переходит дальше.

— Почему происходит разрушение клетки?

— В клетке вирусу нужно решить две задачи — наработать белки, из которых соберутся новые частицы, и накопировать большое количество собственного генома, чтобы в эти частицы его запаковать.

Клетка с вирусом разрушается механически, или потому, что вся ее система жизнедеятельности перестраивается под синтез белков вирусной оболочки. То есть вирус — это молекулярный паразит, молекулярная машина. Вне клетки он размножиться не в состоянии.

— Что происходит дальше?

— Вирус перемещается в межклеточном пространстве к новым клеткам. Или внутри одного организма, или из организма в организм. Некоторые вирусы могут находиться и вне организмов и некоторое время сидеть, например на поручнях метро или на поверхности банкноты. Другим нужно соприкосновение биологических жидкостей.

— Как вирус проникает в клетку?

— На поверхности наших клеток очень много белков, они выполняют массу разных функций. Вирусы эволюционировали таким образом, чтобы использовать некоторые из этих молекул для проникновения внутрь.

Клетка может принимать вирус за пищу. Она засасывает его и образует вокруг вируса пузырек. Клетка думает, что в пузырьке находится еда, и сливает с ним другой пузырек с пищеварительными ферментами. В пузырьке повышается кислотность, а это запускает распаковку вируса, и вирусные геномы оказываются в клетке. Вирус начинает размножаться.

— То есть вред человеку вирусы наносят из-за того, что просто разрушают ткани тела?

— Не совсем. Тут важен еще механизм нашего иммунного ответа. Часть того, что мы чувствуем, когда болеем, обусловлена именно тем, что наш организм борется с инфекцией. Например, вот вопрос — почему ветрянку лучше переносят дети — потому что у них более слабый иммунный ответ. Соответственно ответ у взрослых настолько силен, что вызывает гораздо более сильные симптомы.

— Как на молекулярном уровне выглядит и работает Эбола?

— Эбола — представитель так называемых филовирусов. Они продолговатые, довольно большие и окружены мембраной. При выходе из клеток они захватывают с собой куски клеточной мембраны и вместе с ней отправляются заражать другие клетки. Размеры Эболы — около полутора-двух тысяч и даже больше нанометров в длину и около 150 нанометров в ширину. У нее всего семь разных генов.

Фото: Visual Science
3D–модель белков вируса ЭболаФото: Visual Science

— Как мы можем бороться с вирусами?

— Есть два принципиально разных метода — вакцина и лекарство. Вакцина — это что-то, что тренирует твой иммунитет. Это могут быть фрагменты вируса, ослабленный или инактивированный вирус. Вирусные частицы можно химически обработать таким образом, чтобы они сохранились, но совершенно не могли развиваться. Ослабить вирус можно, например, если растить его несколько поколений в клеточных культурах животных. Там вирус подстраивается под среду, а когда попадает в тело человека, оказывается, что он не приспособлен к размножению в человеческих тканях. После этого иммунитет может среагировать на вирус и наработать себе иммунную память, не провоцируя серьезных симптомов.

— Как вирус уничтожается в организме?

— Есть клетки, которые понимают, что что-то «чужое» попало в организм. Они сначала разбирают это «чужое» на специфические для него составные части, а после этого представляют его другим клеткам, которые вырабатывают антитела к этим составным частям. В дальнейшем антитела вырабатываются, когда специфический вирус попадает в организм.

Антитела иногда могут просто механически облепить вирус и не дать ему ничего сделать. Но чаще всего они указывают на вирус клеткам, которые в состоянии его переварить и уничтожить.

— Как работает лекарство?

— Лекарства — некие соединения, механизм действия которых всегда индивидуален. Мы должны подбирать их отдельно к конкретным вирусам. Скажем, у гриппа есть поверхностные белки. Один позволяет ему проникать в клетку, а второй — отрезаться от нее. Соответственно, если заблокировать белок, который отрезает вирус от клетки, его распространение прекращается. По такому принципу работали, например, «Реленза» и «Тамифлю».

Бывают лекарства (к примеру, ацикловир), которые блокируют копирование вирусных геномов. Геном состоит из молекул, как из звеньев цепи. Мы можем ввести модифицированные молекулы, которые встроятся в геном во время синтеза и остановят его, потому что новые молекулы за ними встать уже не смогут.

Бывают соединения, способные разрушать вирусные мембраны.

Сейчас, несмотря на то что мы знаем много способов придумывания таких лекарств, цикл разработки нового лекарства — очень долгая и затратная вещь. Нужно несколько лет на то, чтобы из молекул-кандидатов выбрать узкую группу и начать тестировать ее на клеточных культурах и животных, еще несколько лет клинических испытаний, когда нужно доказать безопасность получившегося лекарства.

Создание вакцины тоже долгий процесс, но они сейчас кажутся более приемлемым вариантом борьбы с вирусами. Потому что их несколько проще разрабатывать.

Кстати, благодаря вирусам нам очень много стало известно вообще про биологию. После экспериментов с вирусами мы узнали, что носителем генетической информации является ДНК. Очень многие вирусы бывают нам полезны. Например, аденовирус. В его геном можно зашить гены, которые мы хотим доставить в клетку. То есть благодаря ему мы получаем возможности для генной модификации.

— Вакцина от Эболы пока не разработана?

— Есть экспериментальные вакцины. Дело в том, что Эбола раньше особо никого не волновала. Да, от вируса умерло 300 человек, но это не сотни тысяч и не миллионы людей, которые умирают от ВИЧ или гриппа. Понятно, что у фарминдустрии и у науки тоже есть ресурс. Эболой занимались, но гораздо меньше людей, чем другими более распространенными вирусами. Понятно, что разработка вакцины шла хуже, но сейчас ее, конечно, ускорят.

Фото: Visual Science
3D–модель вируса гриппаФото: Visual Science

— Какие вирусы можно назвать самыми опасными?

— Опасность любого патогена складывается из двух составляющих — того, насколько хорошо он передается и насколько эффективно убивает. У всех вирусов эти составляющие разные. Понятно, что передача половым путем, как в случае с ВИЧ, не так эффективна, как воздушно-капельным. Но, с другой стороны, у ВИЧ очень долгая бессимптомная фаза, и за счет этого растет охват зараженных.

Самое опасное, что происходило с человеком, — «испанка», испанский грипп в начале ХХ века. Во время пандемии погибло от 50 до 100 миллионов человек и около 500 миллионов были заражены. Тогда никто даже не знал, что ее вызывает — сам вирус гриппа был выделен только в 30-х годах.

Именно поэтому мы и сейчас так сильно боимся гриппа. Кроме того, он очень быстро меняется и постоянно порождает новые штаммы. В последние годы сообщения об эпидемиях гриппа и его новых разновидностях чаще всего звучат как истерика, но это не значит, что это не опасно. Мы не можем предугадать, когда появится вирус, который будет быстро передаваться, одновременно иметь высокую летальность и успешно избегать наших попыток с ним бороться. В случае с «испанкой» получилось так, что вирус случайным путем приобрел очень опасное сочетание высокой распространяемости и тяжелых симптомов.

Некоторые считают, что самый опасный вирус — это вирус бешенства. Потому что от него нет лекарства, только вакцина. К тому же, если ты заболел, шансы выжить ничтожно малы. Смертность выше, чем у Эболы, а в год погибает несколько десятков тысяч человек.

— Теоретически может появиться вирус, который будет настолько хорошо распространяться и убивать, что мы не сможем с ним бороться и вымрем?

— Патогена, который убьет всех, не бывает. Этого не может быть, потому что у популяции хозяина рано или поздно возникает иммунитет. Люди разные, у них разные иммунные системы, и кто-то от вируса умрет, но кто-то останется. Даже у Эболы смертность все-таки не 100 процентов, а 90. То есть в любом случае 10 процентов выживут. Вирус «испанки», кстати, прошел сам, поскольку в человеческой популяции появился иммунитет. Никто не знал, как его лечить, и никаких вакцин тогда не было. Да, он убил 100 миллионов человек, это огромное количество людей, но это только 5 процентов населения Земли.

Вирус, который убьет очень много людей, все еще может появиться, но если мы будем разрабатывать вакцины и лекарства, а также соблюдать все меры предосторожности из серии диагностики и карантина, то эпидемии, подобной «испанке», уже не будет. Просто потому, что люди понимают, что такое вирусы и как с ними бороться уже гораздо лучше, чем 100 лет назад.

Человеку сейчас известно всего лишь около 1 процента вирусов из тех, что существуют на планете. Исследовать новые вирусы очень важно, поскольку однажды какие-то из них могут передаться людям. Эта передача может происходить, например, из-за изменения условий окружающей среды. Скажем, вырубка тропических лесов может провоцировать популяции москитов и клещей, которые часто являются переносчиками вирусов, атаковать людей. Но хорошая новость в том, что любой новый вирус по своему общему плану строения и жизненного цикла обязательно будет похож на те, что мы уже изучили.

Транссексуализм истинный и ложный 09.09.2014
Транссексуализм истинный и ложный

Как живется человеку в «чужом» теле, и так ли уж легко сменить пол

Холодильники для ваших душ 30.07.2014
Холодильники для ваших душ

Репортаж из единственного в России хранилища ДНК людей, которых подвергли заморозке, чтобы оживить в далеком будущем

Эволюция: Пришельцы морей 06.06.2014
Эволюция: Пришельцы морей

Если вам интересно, как выглядят инопланетяне, приглядитесь к медузам — по мнению ученых, во всем животном мире нет существ более далеких от нас, чем они

Новая реальность: рак излечим, телефоны гнутся, одежда дает энергию 14.05.2014
Новая реальность: рак излечим, телефоны гнутся, одежда дает энергию

Шесть сфер жизни, которые изменит до неузнаваемости сверхновый материал — графен

«Ледяная пробка» может растаять 11.05.2014
«Ледяная пробка» может растаять

Потсдамские исследователи бьют тревогу: в Антарктиде может растаять так называемая ледяная пробка

Аккумулятор вам в стельку 08.05.2014
Аккумулятор вам в стельку

4 стартапа, которые подарят миру неразряжаемые смартфоны

Колонизация Марса начнется в 2024 году 05.05.2014
Колонизация Марса начнется в 2024 году

Где и как будут жить первые колонисты, чем они будут заниматься на Красной планете и кто за это заплатит

5 операций новой русской хирургии 23.04.2014
Новая русская хирургия

Вырастить ухо на теле пациента, восстановить удаленную грудь без имплантатов, удалить щитовидку через подмышечную впадину — Profile.ru собрал новейшие отечественные технологии в области хирургии

Искусственный друг человека 21.04.2014
Искусственный друг человека

Современные роботы: пожарная техника, животные и стриптизерши. Profile.ru разобрался, к чему могут привести человечество изобретения в области роботостроения

Водный мир 19.03.2014
Водный мир

Обнаружены водные планеты, на которых возможна жизнь

КОНТЕКСТ

01.12.2016

«Не надо добавлять к тому, что есть»

ФГУ МГУ просит ввести карантин из опасения распространения менингита

02.11.2016

Работа на выявляемость

Власти Екатеринбурга проговорились об эпидемии ВИЧ в городе, но вскоре пошли на попятную

08.02.2016

Свиной переполох

Сообщения о новой эпидемии гриппа вызвали ажиотажный спрос на малоэффективные лекарства, сыграв на руку фармацевтическим корпорациям и чиновникам

Спасибо, что читаете нас!
Давайте станем друзьями:

Спасибо, не сейчас

24СМИ