Как люди стали болеть инфекционными болезнями

Чтобы понять, как люди в древности взаимодействовали с болезнями, достаточно взглянуть на их африканских родственников сегодня. Многие из наших традиционных проблем взяты именно от них, обезьян Черного континента. Лобковые вши с высокой вероятностью попали к человеку от горилл миллионы лет назад, хотя конкретный путь передачи пока обсуждается учеными. Совершенно определенно ВИЧ подхвачен африканцами от зеленых мартышек в XX веке (метод передачи столь же дискуссионный), да и в распространении лихорадки Эбола обезьяны могли сыграть заметную роль.

Однако именно эпидемии среди обезьян весьма редки. Зеленые мартышки носят обезьяний вариант ВИЧ (SIV) в себе, но инфицированные им живут столько же, сколько и не инфицированные. Симптомов у них нет (как, кстати, и у некоторых людей). Пневмония, туберкулез и так далее у шимпанзе есть, но гибнут от них, как правило, только возрастные особи с пониженным иммунитетом.

Аналоги человеческих эпидемий у шимпанзе бывают только в случае, если их вид недавно получил какое-то заболевание от другого вида. Скажем, в Танзании местные шимпанзе часто болеют аналогом нашего ВИЧ, но, в отличие от зеленых мартышек, не бессимптомно, а с реальными и негативными последствиями. Как показали вскрытия, в телах зараженных приматов крайне малое количество иммунных клеток (как и у погибших людей-носителей), а смертность среди них в 10-15 раз выше, чем среди тех шимпанзе, которые не заражены этой болезнью.

Аналогичная картина наблюдается среди тех животных, что дальше приматов от человека. Так, в европейской части России несколько лет назад многие домашние свиньи погибли от африканской чумы свиней, принесенной кабанами-мигрантами из-за Кавказских гор, с юга. Болезнь эту, как и Covid-19, вызывает вирус, а не бактерия, как в случае чумы людей. У диких животных, особенно в Африке, вирус распространен широко, но почти все его носители там бессимптомные: возбудитель живет в них на положении комменсала, не причиняя хозяину вреда, но и не принося пользы. А вот когда европейцы попробовали завезти в Африку свиней домашних, оказалось, что среди них вирус дает летальный исход в 100 процентах случаев.

Что одним хорошо, другим – смерть

Откуда такое различие? Дело не только в том, что любой микроб в норме не может быть идеальным убийцей вида своих хозяев, поскольку в таком случае он непременно погибнет сам: не останется среды для его обитания. Важно и другое: иммунная система хозяев быстро реагирует на патогенный микроб и «учится» либо полностью уничтожать его, либо держать численность тех или иных вирусов или бактерий на минимальном уровне.

Типичный итог такой приспособленности – бессимптомный носитель, или «тифозная Мэри». Так называют человека, организму которого инфекция не наносит никакого вреда, но который при этом остается разносчиком возбудителя инфекции. Феномен бессимптомного носителя был впервые открыт на Мэри Маллон – ирландской поварихе, жившей в США в начале XX века. Ее мать была больна тифом в период беременности, и организм Мэри с самого начала «придавливал» болезнь. В результате бактерии-возбудители у нее могли нормально размножаться только в желчном пузыре.

Когда она работала в том или ином доме, люди там впоследствии заболевали брюшным тифом, минимум пятеро из десятков инфицированных ею погибли. Вероятно, жертв могло быть меньше, если бы она мыла руки, но, к сожалению, в силу умеренного образования, Мэри прямо говорила, что «не понимает цели мытья рук».

Не надо думать, что речь идет о болезни-исключении. Разные возбудители холеры разносятся такими же бессимптомными носителями, в организме которых размножаются умеренно, не приводя к проблемам со здоровьем. Для одних разновидностей холерных патогенов соотношение «разносчиков» и «жертв» составляет четыре к одному, для других – десять к одному. От сифилиса погибает (к смерти ведет третичный сифилис) лишь треть его нелеченых носителей, прочие остаются разносчиками. Туберкулез развивается в опасную, угрожающую смертью форму лишь в одном случае из десяти.

Такая ситуация выгодна возбудителям болезней. Если бы они инфицировали и убивали каждого носителя, то количество человеко-часов, которые их разносчики могли бы распространять патоген, было бы намного меньше. Причем сами микробы для этого ничего не делают: за них старается иммунная система хозяев. Те, у кого она сильнее, обуздывают возбудителя и остаются только носителями, а не больными в прямом смысле слова. Те, у кого иммунитет слабее, становятся жертвами болезни. В итоге число потомков лиц, чей иммунитет плохо справляется с болезнью, падает, а число тех, у кого он крепче, – делает свое дело, то есть растет.

Значит, от давно сожительствующей с той или иной человеческой популяцией болезни не может быть массового мора людей. Но стоит болезни попасть туда, где с ней еще не знакомы, – и все меняется. Идеальный случай для инфекции – завоз путешественниками на новые земли, где до того подобных вспышек не было.

Скажем, в 1346 году ордынское войско смогло преднамеренно заразить генуэзский гарнизон Кафы (в Крыму, ныне – Феодосия) чумой, забросив труп одного умершего от нее татарина катапультой в крепость. Среди самих татар погибших от чумы было не так много: в силу давних контактов с Востоком они приобрели определенную устойчивость к болезни.

А вот в Европе и Северной Африке до этого чумы не было многие сотни лет, поэтому генуэзцы легко разнесли ее по этим регионам. Общее число погибших историки оценивают в 70 миллионов (больше, чем в обеих мировых войнах). В Англии скончалась примерно половина населения. Почему так, а не все сто процентов, ведь иммунитета к этой заразе у западноевропейцев не было?

Дело в том, что в нормальной по генетическому разнообразию популяции люди – за счет естественных мутаций – не похожи друг на друга. Например, в организмах большинства монголоидов больше, чем у большинства европеоидов, представлен белок ACE2. Он образует белковые выросты на поверхности человеческих клеток, за которые цепляется вирус SARS-CoV-2, возбудитель нынешней эпидемии Covid-19. Поэтому, как считали ещё недавно, в Китае ему распространяться проще, а вот за пределами стран с монголоидным населением – сложнее. Реальность, правда, показала, что белки значат не так много, как нормальный государственный аппарат. поэтому по факту монголоиды пострадали от эпидемии. Но в другую эпоху ситуация могла бы повернуться совсем иначе.

Следует понимать, что подобных малозаметных биохимических различий между людьми много, поэтому патоген, который с легкостью мог бы заразить абсолютно все население планеты, сложно представить. Даже по отношению к тем болезням, с которыми они никогда не сталкивались, часть людей может быть весьма устойчивой.

Например, 0,1-0,3% населения России устойчиво к ВИЧ за счет мутации белка CCR5. Та же мутация в свое время была выгодна в противостоянии бубонной чуме. То есть даже если бы каким-то чудом ВИЧ мог распространяться воздушно-капельным путем, он не смог бы убить все инфицированное им человечество: биохимические особенности не позволили бы. Выжившие рано или поздно вернули бы популяцию к доэпидемическому уровню.

Идеальная болезнь X

Часто в популярной прессе говорят о возможности случайного возникновения «идеального» заболевания, сочетающего в себе высокую заразность кори (один заболевший ею заражает 15 здоровых), большой бессимптомный период ВИЧ и устойчивость к лекарствам, как у антибиотикорезистентных бактерий. Да еще малую уязвимость от вакцин, как у сифилиса. Напомним, для него трудно создать вакцину, потому что антигены – соединения патогена, «в ответ» на которые вырабатываются антитела – у него часто находятся внутри клеток возбудителя, поэтому создание антител, реагирующих на эти «скрытые» антигены, крайне затруднено.

Однако на практике возникновение такой «суперболезни» практически невозможно. У природы нет бесплатных завтраков ни для людей, ни для возбудителей их заболеваний. За высокую устойчивость к лекарствам, вакцинам и противодействию человеческого иммунитета тот же ВИЧ заплатил большой специализированностью: он эффективно поражает только небольшую часть клеток человека и не может попасть в него воздушно-капельным путем. В итоге ВИЧ болеет менее полусотни миллионов по всему миру.

Вирусы, хорошо передающиеся с капельками, которые мы выдыхаем, не могут специализироваться только на иммунных клетках, как ВИЧ: они должны быть «универсалами широкого профиля». А те не могут иметь изощренные средства проникновения в один определенный тип иммунных клеток человека, как ВИЧ. То есть по-настоящему сложные для лечения и выздоровления болезни, как правило, плохо переносятся по воздуху.

Болезни-исключения могут и хорошо переноситься по воздуху, и уничтожать заметную часть населения, но итогом будет то, что они начнут действовать на естественный отбор среди людей-хозяев: те, чей иммунитет лучше борется, будут чаще выживать, в итоге вирус постепенно перестанет быть опасным для популяции.

Часто считающиеся опаснейшей угрозой бактерии, устойчивые к антибиотикам (например, ряд стафилококков), тоже имеют серьезные ограничения. Почти все они на сегодня условно патогенны, то есть для организма здорового человека относительно безопасны, так как не могут одолеть его иммунитет. Чтобы иметь возможность противостоять антибиотикам, такие бактерии меняют свои параметры, становятся меньше по размерам и часто демонстрируют меньшую способность к размножению, чем виды-конкуренты без ярко выраженной устойчивости к антибиотикам. Иными словами, кандидаты в «суперболезнь» из них не очень. Они, конечно, могут убить немало возрастных и ослабленных людей, особенно в виде внутрибольничных инфекций, но здоровые граждане им не по зубам.

Все эти и некоторые другие проблемы часть вирусов пробует обойти за счет большой изменчивости, постоянных мутаций. Лидеры по их частоте среди возбудителей распространенных болезней – вирус гриппа и еще чаще мутирующий ВИЧ. Постоянно меняя состав своей наружной оболочки, они уходят от атак иммунных клеток, но, опять же, большой ценой: высокая скорость мутаций означает, что со временем они теряют часть прежних сильных сторон. Скорее всего, это одна из причин того, почему вариант ВИЧ (SIV) у зеленых мартышек не вызывает заметного вреда для их здоровья.

Последняя линия обороны: численность

Разумеется, все это не значит, что та или иная болезнь, передающаяся от особи к особи, не может уничтожить вид в целом. Бесспорно, такое возможно, но только при сочетании двух факторов: все особи вида живут на ограниченной территории, не разделенной барьерами, а общая их численность не слишком велика.

Именно такая болезнь терзает сейчас тасманийского дьявола – хищного сумчатого весом до 12 килограммов. У этих существ тяжелый характер, они терпеть не могут друг друга. Даже в период спаривания самец и самка постоянно агрессивны и кусают друг друга. А через три дня после наступления беременности самка интенсивно атакует самца, заставляя того бежать, чтобы спасти свою жизнь. Даже 80% своих собственных детенышей мать-хищница банально съедает, оставляя в живых только четырех везунчиков.

В 1990-х одна из особей заболела обычной раковой опухолью на лице, и это не вызвало бы никаких проблем у других видов: животное погибло – и дело с концом. Но не таковы тасманийские дьяволы: из-за привычки атаковать встречаемых сородичей обоих полов через считаные годы они перезаражали этой опухолью (через укусы) порядка 70-80% всей популяции.

Уничтожит болезнь этих животных или нет – не ясно. Сокращает их шансы тот факт, что у тасманийских дьяволов рекордно низкое генетическое разнообразие – среди всех известных хищников и даже всех сумчатых. Чем меньше разнообразие, тем ниже вероятность, что кто-то приспособится к болезни за счет того, что его иммунитет не совсем такой же, как у других. Австралийские власти создали небольшие «страховые» популяции этих животных, не зараженные трансмиссивным раком, и даже если на Тасмании они вымрут, есть надежда на восстановление вида за счет этих резервов.

Кроме того, недавняя работа в Science ставит под сомнения возможность их вымирания из-за… самого факта снижения их численности. Рак вызвал такое падение плотности населения в популяциях этих животных, что болезнь уже распространяется намного медленнее, чем раньше. Похоже, вероятность полного вымирания этого вида низка. Впрочем, с учетом его нравов, этому мало кто сильно обрадуется.

Но на примере дьяволов хорошо видно, что человек неплохо застрахован от массового вымирания из-за новой эпидемии. Нас не тысячи, как этих животных, а миллиарды. Потому генетическое разнообразие людей намного больше, и эпидемия, опасная для части из нас, не сможет убить всех. Мы живем не на одном не слишком большом острове, а разбросаны по всем континентам. Следовательно, карантинные меры могут спасти часть людей (особенно на островах) даже в условиях полной гибели популяций в других местах.

Подведем итоги. Полное уничтожение нашего или какого-то другого распространенного вида из-за эпидемии – исчезающе маловероятное событие. Тем не менее никакого повода успокаиваться нет. В 2018 году Всемирная организация здравоохранения именно в предчувствии таких «суперболезней» ввела понятие «болезнь Х» (Disease X) – подразумевая под ней ранее неизвестную болезнь, способную вызвать масштабную эпидемию.

Менее чем через два года после этого мы наблюдаем Covid-19 – заболевание, протекающее как пандемия и уже унесшее множество жизней. Достоверно оценить число ее жертв сложно, но для России в этом году избыточная смертность за период эпидемии — примерно 0,3 миллиона. В мире эта цифра во много раз больше.

Разумеется, это не средневековая черная чума или оспа. Однако для человечества важна каждая потерянная жизнь, поэтому отслеживание новых «суперболезней», а равно создание лекарств и вакцин от них, – дело, которым предстоит заниматься не одному поколению врачей и ученых.

Источник