Cell: вирусам, передающимся человеку, не нужны специальные мутации

Фото из открытых источников

Когда вирус передается человеку от другого вида, он может казаться суперзлодеем, стремящимся к мировому господству, особенно если он впоследствии вызывает пандемию, как это часто случалось с зоонозными вирусами в последние десятилетия. 

И все же, несмотря на реальную опасность, которую зоонозные патогены представляют для человеческой цивилизации, они зачастую просто извлекают выгоду из созданных нами условий, таких как близость к домашнему скоту, деградация и вторжение в среду обитания диких животных, а также торговля животными, содержащимися в неволе.

На самом деле, согласно новому исследованию, большинство зоонозных вирусов, вызвавших недавние эпидемии или пандемии, до перехода к человеку были на удивление ничем не примечательны, и не было никаких явных доказательств предшествующих адаптивных изменений, предрасполагавших их к такому переходу. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell.

Это ставит под сомнение распространенное предположение о случаях распространения инфекций, которые долгое время рассматривались как прорывы, в которых вирусы используют новую адаптацию.

Вместо этого новые данные свидетельствуют о том, что риск распространения инфекции может быть даже выше, чем мы думали. Если распространение инфекции зависит не столько от внезапных мутаций патогенов, сколько от столкновения с уже существующими, то мы — лёгкая мишень.

Исследование также подтверждает данные о том, что изученные вспышки соответствуют вирусам, которые передались нам от других животных-носителей, а не вирусам, вырвавшимся из лабораторных условий.

«Эта работа имеет непосредственное отношение к продолжающимся спорам о происхождении COVID-19», — говорит ведущий автор исследования профессор Джоэл Вертхайм из Калифорнийского университета в Сан-Диего. «С эволюционной точки зрения мы не обнаружили никаких доказательств того, что SARS-CoV-2 сформировался в результате отбора в лабораторных условиях или длительной эволюции в промежуточном хозяине до своего появления. Отсутствие таких доказательств — это именно то, чего мы и ожидали бы от естественного зоонозного события, и это еще один гвоздь в гроб теорий, предполагающих лабораторные манипуляции».

Долгое время считалось, что вирусам животных необходимы адаптивные мутации, прежде чем они смогут заражать людей и передаваться от человека к человеку. Учитывая скудность доказательств, Вертхайм и его коллеги решили провести исследование.

Они исследовали вирусные геномы вспышек гриппа А, Эболы, Марбургской лихорадки, оспы, SARS-CoV и SARS-CoV-2, сосредоточив внимание на периоде непосредственно перед передачей каждого вируса человеку, в надежде выявить любые адаптации, которые подготовили почву для этого.

Исследователи использовали филогенетическую модель для измерения различного селективного давления в вирусных геномах на трех этапах: в естественных резервуарах-хозяевах животных; на филогенетическом дереве непосредственно перед событием передачи инфекции от животных к человеку; и в начале устойчивых вспышек заболеваний среди людей.

У всех изученных вирусов интенсивность естественного отбора была нормальной до перехода к человеку, и не было обнаружено никаких заметных эволюционных сигналов, предвещающих распространение вирусов. Изменения в давлении отбора появились только после того, как вирусы начали распространяться среди людей.

«С широкой эпидемиологической точки зрения наши выводы ставят под сомнение идею о том, что пандемические вирусы обладают особыми эволюционными свойствами до того, как достигают человека», — говорит Вертхайм. «Вместо того чтобы требовать редких, тонко настроенных адаптаций у животных, многие вирусы могут уже обладать базовой способностью заражать людей и передаваться между ними. Наиболее важным является воздействие на человека разнообразных вирусов животных».

Исследователи дополнительно проверили свой подход, применив его к вирусам, выращенным в лаборатории, что также помогло выявить различные эволюционные признаки, указывающие на лабораторное распространение по сравнению с естественной передачей.

Хотя последние пандемии, включая SARS-CoV-2, по-видимому, в основном происходят из-за последнего фактора, исследование выявило доказательства лабораторного происхождения другой пандемии: странного возвращения вируса гриппа H1N1 в 1977 году после 20-летнего перерыва.

«История с гриппом 1977 года во многом даже более убедительна, чем то, что мы обнаружили в случае с COVID-19», — говорит Вертхайм. «Наши результаты предоставляют новые молекулярные доказательства, подтверждающие давно предполагаемую идею о том, что пандемия H1N1 была вызвана лабораторным штаммом — возможно, в контексте неудачного испытания вакцины».

Предыдущие исследования уже указывали на странности, связанные с гриппом 1977 года , а именно на подозрительное генетическое сходство со штаммами H1N1 1950-х годов.

Новое исследование подтверждает теорию «ускользания из лаборатории» только в этом случае, показывая, как этот вирус подвергся селективному давлению, аналогичному давлению, оказываемому на лабораторно адаптированные штаммы гриппа и живые ослабленные вакцины.

Исследователи утверждают, что пересмотр прошлых пандемий может дать ценные сведения, которые помогут нам предотвратить будущие.

И хотя лабораторные аварии представляют собой вполне вероятный риск, эти результаты позволяют предположить, что нам было бы разумнее сосредоточиться на условиях, которые в последнее время стали причиной большинства зоонозных заболеваний.

«Наша цель — не просто понять прошлое, но и лучше подготовиться к будущему», — говорит Вертхайм. «Выяснив, как на самом деле начинаются пандемии, мы сможем сосредоточить внимание на том, что действительно важно — на наблюдении, профилактике и уменьшении возможностей для постоянного распространения вирусов».