Планета вирусов

Современной науке известно, что в гриппе повинны не небеса, а микроскопический вирус. Как и риновирусы, вызывающие простуду, вирусы гриппа умудряются причинять вред, располагая очень малым количеством генетической информации – порядка десяти генов. Они распространяются с капельками, которые разбрызгивают больные, кашляя, чихая и сморкаясь. Попав в нос или горло, вирус гриппа прикрепляется к клеткам, выстилающим дыхательные пути, и проникает внутрь. Продвигаясь от клетки к клетке, вирусы гриппа оставляют за собой страшные следы. Слизь и клетки эпителия дыхательных путей выкашиваются вирусом, словно газонокосилкой.

У большинства людей эта свистопляска продолжается всего несколько дней. За это нужно сказать спасибо нашей иммунной системе. Точно так же, как она способна научиться вырабатывать антитела против риновирусов, она учится вырабатывать антитела против вирусов гриппа, нацеливаясь на их специфические белки. Один из самых распространенных способов, которыми антитела защищают нас от гриппа, – это прикрепиться к самым кончикам белковых молекул, выступающим над поверхностью вируса. С помощью этих кончиков вирусы цепляются к клеткам и проникают в них. Антитела мешают вирусам пробраться внутрь – как если бы на конец ключа налепили жвачку, чтобы он больше не мог открывать замок.

Увы, антитело, которое работает для одной разновидности гриппа, может оказаться бессильным против другой. Существует более 130 подтипов гриппа, циркулирующих среди людей, и в каждый гриппозный сезон какие-то из них преобладают в популяции вирусов. Если у вас уже есть антитела к определенному подтипу, вы им не заболеете или заболеете, но болезнь пройдет в легкой форме. Если же вас атакует другой подтип, вы можете ненадолго заболеть, пока ваш организм не выработает антитела, способные его остановить. А вирус постарается использовать это время для того, чтобы распространиться в легкие и вызвать более тяжелые последствия. В нормальных условиях верхний слой клеток (эпителий) служит защитой от широкого спектра патогенов. Патогены вязнут в слизи, и клетки захватывают их ресничками, быстро уведомляя иммунную систему о вторжении. Поскольку гриппозная газонокосилка выкашивает этот защитный слой, патогены могут пробраться глубже и вызвать опасные легочные инфекции, порой даже смертельные.

Вакцина от гриппа резко сокращает вероятность подобного трагического исхода. Она состоит из белков, которыми утыкана поверхность вирусов гриппа, и побуждает иммунную систему готовить антитела загодя, прежде чем мы подхватим настоящие вирусы. Минус в том, что для обеспечения наилучшей защиты вакцина должна точно соответствовать подтипу вируса. Из-за того, что подтипы ежегодно устраивают рокировки, приходится всякий раз в начале эпидемического сезона прививаться заново, обновляя защиту.

Чтобы уследить за всей этой чехардой, ученые собирают образцы вирусов у пациентов со всего мира и секвенируют их гены. Они наблюдают за возникновением новых мутаций, из-за которых белки вируса гриппа чуть-чуть меняются. Еще они следят за вирусной версией секса в наших дыхательных путях. Когда вирус, оседлавший капельку, заражает нового хозяина, иногда он попадает в клетку, уже занятую другим вирусом гриппа. А когда внутри одной клетки размножаются два различных вируса гриппа, все может усложниться.

Гены вируса гриппа хранятся в виде восьми отдельных сегментов. Когда хозяйская клетка начинает производить сегменты одновременно из двух различных вирусов, они порой смешиваются. Получившееся потомство несет генетический материал обоих вирусов. Такое смешение называется рекомбинацией (реассортацией). Когда у людей рождаются дети, родительские гены смешиваются, создавая новые комбинации из исходных двух наборов ДНК. Рекомбинация позволяет вирусам гриппа смешивать гены в новые самостоятельные комбинации – комбинации, помогающие им обходить нашу иммунную систему и быстрее распространяться от человека к человеку.

Каждые несколько десятилетий обычный калейдоскоп мутаций и рекомбинаций прерывается кое-чем похуже – пандемией. Возникает новый подтип гриппа, который охватывает планету и вызывает волну смертности. Первой в XX в. была пандемия 1918 г., за ней последовали другие – в 1957 г. (от 1 млн до 3 млн смертей), 1968-м (700 000 смертей) и 2009-м (363 000 смертей).

Однако эти новые подтипы гриппа попали к нам не со звезд. Они достались нам от птиц. Более ста различных видов пернатых могут быть инфицированы тем или иным вирусом гриппа. Они являются носителями почти всех известных штаммов человеческого гриппа наряду с огромным разнообразием других вирусов гриппа, не опасных для человека (по крайней мере, пока). У птиц вирусы гриппа, вместо того чтобы поражать дыхательные пути[1], проникают в кишечник, где могут затаиться, не причиняя вреда. С птичьим пометом они выходят наружу и заражают здоровых птиц, заглатывающих вирусы вместе с загрязненной водой.