Природа не делает скачков

М. В. Супотницкий

Последний эндемический случай натуральной оспы был обнаружен в 1977 г. в Сомали. Через два года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила о полной ликвидации этого заболевания во всем мире. Могущество человеческого разума было столь очевидным, что многие эпидемиологи не восприняли всерьез зарегистрированное в 1981 г. Центром по контролю за заболеваемостью в г.Атланте (США) новое инфекционное заболевание - синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД), который вызывает вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) - ретровирус из подсемейства лентиовирусов. Болезнь проявлялась в избирательном поражении иммунной системы и клеток головного мозга и заканчивалась смертью от сопутствующих инфекций. Через несколько лет выяснилось, что новый эпидемический процесс приобрел глобальный характер. Однако до сих пор остаются неясными механизмы, способствующие в конце ХХ столетия столь быстрому распространению ВИЧ в человеческом обществе.

Возбудители быстрых инфекций

По утверждению В.М.Жданова, объединение людей в древние времена в социально организованные сообщества и приручение домашних животных способствовали формированию инфекционной патологии, для которой характерны короткий инкубационный период, острое течение, массовое выделение возбудителя в окружающую среду. Постепенно происходила и дифференциация возбудителей по механизму заражения. Если у домашних животных инфицирование происходило преимущественно алиментарным путем, то у людей - в основном воздушно-капельным.

Письменным свидетельствам о вызывавших эпидемии инфекционных заболеваниях более 2 тыс. лет. Интересно, что среди них есть описания контагиозных инфекций, приводивших даже к более тяжелым последствиям, чем те, которые считаются в ХХ в. особо опасными: например чума Фукидида (430 г. до н.э., Афины), моровая язва Антонина (166 г., Рим), английская потовая лихорадка (1486 г., Лондон). Этиология этих болезней до сих пор неизвестна, однако большинство исследователей считают, что у них нет современных аналогов.

Возбудители натуральной оспы и оспенных инфекций домашних животных, по единодушному мнению многих известных эпидемиологов, сформировались не ранее чем 5 - 10 тыс. лет назад, когда образовались крупные поселения людей и разведены в больших количествах стада домашних животных. Сохранение до настоящего времени в Центральной Африке резервуаров оспоподобных вирусов, а также упорная борьба с натуральной оспой в странах к югу от Сахары в 50 - 60-х годах, свидетельствует в пользу того, что эти заболевания эндемичны для этого региона. Найдены археологические подтверждения существования оспы и в государствах Древнего Египта в 1157 г. до н.э.. Наличие водных путей по притокам Нила из района современной Уганды объясняет естественное проникновение возбудителя на север Африканского континента. Далее, по торговым путям Средиземноморья возбудитель натуральной оспы мог распространиться по Ближнему Востоку, а по каналу Сенусерта - постоянно проникать в регионы Красного моря, в Месопотамию, страны Юго-Восточной Азии и Китай.

Что касается Европы, то многие исследователи, основываясь только на трудах Гиппократа, считают, что там о натуральной оспе в античный период не было известно. Однако, зная особенности распространения данного заболевания, трудно поверить, что за почти 1.5 тыс. лет (т.е. от археологически подтвержденной оспы в Древнем Египте до свидетельства римского врача II в. Галена) оспа ни разу не перебиралась с африканского континента на европейский. Если допустить, что существует многовековая цикличность оспенных эпидемий, становится ясно, почему оспа на несколько столетий была забыта в Европе и почему в средние века ее там считали новым заболеванием.

Интересно сравнить способность существования в человеческих популяциях возбудителей натуральной оспы, с одной стороны, и чумы Фукида, моровой язвы Антонина, английской потовой лихорадки - с другой. Чрезмерная вирулентность последних (80 - 98% смертность при инкубационном периоде в 1 - 2 сут и продолжительности заболевания от 1 до 10 сут) приводила к быстрому, по историческим меркам, обрыву их эпидемических цепей. Более длительный инкубационный период при натуральной оспе (14 - 17 сут) способствовал медленному, но неотвратимому распространению заболевания по принципу из дома в дом. Высокая заразность заболевших (до 40 сут) при значительно меньшей смертности, чем у других заболеваний, поддерживали эпидемические цепочки в течение нескольких тысячелетий в различных (в том числе и весьма удаленных друг от друга) регионах мира. По истечении определенного срока после затихания эпидемии рождалось и подрастало новое восприимчивое к оспе поколение, а люди старшего возраста постепенно утрачивали иммунитет, приобретенный в детстве. Таким образом, циркуляция вируса не прекращалась.

Наиболее тяжелые эпидемии оспы (с 40-процентной смертностью) бушевали в XVII и XVIII столетиях. В некоторых странах они сопровождались различными оспенными заболеваниями среди домашних животных. Английский врач Эдвард Дженнер в 1796 г. продемонстрировал возможность защиты людей от вируса натуральной оспы с помощью содержимого оспенных пустул на коже коров. Результативность и безопасность вакцины Дженнера оспаривались современниками. Однако к концу ХIХ в., когда смертность в очагах натуральной оспы постепенно пошла на убыль, в эффективности осповакцины уже никто не сомневался. Поэтому снижение заболеваемости населения натуральной оспой в развитых странах в ХХ в. эпидемиологи приписывают исключительно иммунизации. Однако, несмотря на вакцинацию до 80% населения в районах Африки, где оспа была эндемичным заболеванием, ее передача продолжалась. Ликвидация же болезни в 70-х годах происходила на фоне широко распространившихся, но менее опасных штаммов вируса (типа minor), которые вызывают заболевание, известное под разными названиями - аластрим, санага, самоа и др. Для него характерны поражения только рогового (поверхностного) слоя кожи. Геномы менее вирулентных штаммов отличаются большим размером инвертированных терминальных повторов (см.табл.), поэтому снижение смертности в очагах натуральной оспы нельзя объяснять только проведенной иммунопрофилактикой. Изменился и сам вирус натуральной оспы: последний очаг, ликвидированный в 1977 г. в Сомали, был вызван штаммом, смертность при инфицировании которым не превышала 0.4%.

Очевидно, после XVIII в. эпидемии оспы вызывались менее опасными (следовательно, и менее контагиозными) штаммами вируса, чем те, которые вызывали это заболевание в предшествующие два столетия. Аналогичное явление подмечено исследователями и для других, весьма смертоносных в прошлом, возбудителей инфекционных заболеваний (чумы, сифилиса, проказы и др.), но против них никогда не осуществлялись программы глобальной иммунизации.

По оценке известного советского эпидемиолога О.В.Барояна, сделанной им через пять лет после начала программы, полную ликвидацию натуральной оспы можно было ожидать лишь к 1990 г., израсходовав в этих целях не менее 7 млрд доз вакцины. По ретроспективной оценке ВОЗ, общее количество противооспенной вакцины, израсходованной в рамках глобальной программы, составило только 2.4 млрд, а сама программа завершилась неожиданно быстро - на 10 лет раньше, чем ожидали. Вирус не имел резервуаров для своего поддержания в природе, отсутствовало и его бессимптомное носительство, поэтому эпидемическая цепь легко прервалась благодаря своевременной изоляции больных, дезинфекции в очагах и массовой иммунизации населения.

Все эти мероприятия резко сузили возможный ареал не только вируса натуральной оспы, но и других микроорганизмов - возбудителей быстрых инфекций. Территории их обитания сократились до единичных носителей инфекции, по каким-то причинам не иммунизированных или не прошедших курсы неспецифического лечения (профилактики) антибиотиками или химиопрепаратами. В результате возбудители быстрых инфекций оказались в ситуации, сходной с той, которая существовала десятки тысяч лет назад, т.е. до образования крупных поселений людей, когда инфицированные единичные особи вида Homo sapiens обитали на обширных территориях и, заболев, не взаимодействовали друг с другом длительное время. В этом, видимо, и заключается биологический и эволюционный смысл понятий побежденные и контролируемые инфекции. Появление же в человеческом обществе возбудителей, способных распространяться при невысокой плотности населения, можно рассматривать как неизбежный эволюционный ответ более древних (и, следовательно, более адаптированных) форм жизни на сложившуюся ситуацию. С этих позиций посмотрим на характер пандемии, вызванной ВИЧ.

СПИД на смену натуральной оспе

Распространение ВИЧ не требует высокой плотности населения, которая необходима для поддержания непрерывности эпидемий, вызываемых возбудителями чумы, оспы или гриппа. Растянутость эпидемического процесса по времени в данном случае не формирует устойчивой популяции, а увеличивает ее инфицированность. Длительность носительства, отсутствие стойкого постинфекционного иммунитета, компенсируют низкую инфекционность самого вируса и его отсутствие в окружающей среде. По некоторым данным, переливание крови от инфицированного человека уже через одну-две недели после предполагаемого заражения приводит к развитию инфекционного процесса у реципиента. Больные не изолируются и вследствие развившейся деменции могут не воспринимать критично свое состояние. Неинфицированная часть населения из-за законодательных ограничений не может избегать контактов с такими больными и полностью зависит от их доброй воли. Дети, родившиеся от ВИЧ-инфицированных матерей, как правило, тоже инфицированы. Проводить карантинные мероприятия при этом заболевании невозможно из-за его длительного инкубационного периода, а контролировать распространение инфекции средствами иммунопрофилактики вряд ли удастся. Вирус существует в организме больного в двух формах: РНК-содержащей и ДНК-содержащей. Последняя встраивается в геном хозяина и не имеет антигенов, доступных для иммуноглобулинов. Кроме того, разработки средств и методов лечения и профилактики заболевания наталкиваются на отсутствие соответствующих экспериментальных моделей. Продление жизни больных СПИДом без полного излечения, а только за счет удлинения инкубационного и симптоматического периодов заболевания, ведет к тому, что скорость распространения возбудителя все более опережает смертность от него.

Не исключено, что в человеческую популяцию проникли и неизвестные виды ВИЧ. На 8-й Международной конференции по проблеме СПИДа (1992) наибольшее внимание привлекло сообщение о пациентах с прогрессирующей супрессией иммунной системы при отсутствии у них ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Считается, что новый вирус передается легче, чем вирус, вызывающий СПИД7. Любопытно и то, что сообщения о так называемой идиопатической CD4 лимфопении (ВИЧ-отрицательный СПИД) в последующие годы появились в США, в Германии, в Испании. Распространение этого, пока необъяснимого, заболевания все больше приобретает параллельный ВИЧ-положительному СПИДу характер. Также есть сообщение, что причина аутоиммунного заболевания человека, синдрома Шегрена, - инфицирование ретровирусом, антигенно сходным с ВИЧ.

Патогенные ретровирусы распространяются в последние годы и среди домашних животных. Глобальное значение приобретает инфекционное заболевание висна-меди, поражающее в основном овец. У вируса висны и ВИЧ общий предок. До 7% крупного рогатого скота в развитых странах поражено бычьим вирусом иммунодефицита.

Эти факты подтверждают предположение, что характер вызываемых ретровирусами эпидемических процессов как нельзя лучше соответствует направленности селективного отбора паразитических видов в условиях жесткого давления (иммунопрофилактики и др.) на возбудителей быстрых инфекций.

Параллельность пандемических процессов

С точки зрения эпидемиолога оспа - побежденное заболевание и таким оно останется навсегда. Для биолога-эволюциониста вирус натуральной оспы - лишь один из представителей многочисленного семейства поксвирусов. Вымирание же одного вида не означает вымирания всех представителей семейства и прекращения эволюции других его видов. Эколог мог бы заметить, что вытеснение возбудителя натуральной оспы освобождает экологическую нишу для другого паразитического вида. Историк легко приведет несколько примеров не только необъяснимого исчезновения на столетия отдельных инфекционных заболеваний, но и не менее необъяснимого их возвращения.

Нельзя не заметить, что недавно проникший в человеческую популяцию ВИЧ вызывает заболевание с определенным клинико-патогенетическим синдромом и эпидемиологической характеристикой. По мнению Жданова, это - характерный признак уже сформировавшейся болезни.

На основе анализа нуклеотидных последовательностей ретровирусов выдвинуто несколько взаимоисключающих гипотез о возможных сроках формирования возбудителя СПИДа. Так, данные, полученные Б.Мейджером, позволили ему предположить, что ВИЧ как патогенный для человека паразитический микроорганизм сформировался в Африке сравнительно недавно - в 50-е годы. Д.Хьюминер с коллегами сделали ретроспективный анализ медицинской литературы и выявили 14 случаев инфекционных заболеваний, описанных до 1981 г., которые соответствовали критериям, предложенным для СПИДа. Но география выявленных ими заболеваний не ограничивалась Центральной Африкой, а включала США, Канаду, Великобританию, Израиль, Бельгию и некоторые другие страны. Наиболее же старый случай произошел в 1953 г. в США. Его основным проявлением была цитомегаловирусная пневмония, обычно возникающая только на девятый год течения болезни, т.е. инфицирование ВИЧ было возможным уже в середине 40-х годов - во время миграционных волн второй мировой войны, что противоречит датировке появления эпидемического варианта ВИЧ, сделанной Мейджером. Следовательно, если ВИЧ и начал мутировать только в 50-е годы нашего столетия, то это не объясняет малую эпидемическую значимость вируса в предшествующие годы. Слишком простым выглядит объяснение возникновения пандемии СПИДа перемещением в африканские города, фабричные поселки и рудники избыточного мужского населения из деревень. По своей сути оно подразумевает те же механизмы распространения инфекционного заболевания, которые происходят при вспышках чумы и туляремии в годы высокой численности грызунов. В течение нескольких столетий из Африки вывозили миллионы рабов. Приобрети тогда среди них СПИД характер массового заболевания, он был бы неизбежно описан в виде отдельных патологических синдромов, снижающих качество товара. Более вероятно существование какого-то мощного фактора, сдерживавшего широкомаштабное распространение ВИЧ. Устранение этого фактора привело к тому, что возбудитель потерял связь с первоначальным резервуаром. Однако обратимся к данным других исследователей.

Высокий уровень инфицированности населения к югу от Сахары позволил Р.Андерсону и Р.Мейю предположить, что ВИЧ там существует в течение длительного времени. В отличие от Мейджера они по результатам анализа молекулярной структуры вируса определяют этот срок в 100, 200 и более лет. Он согласуется с наблюдениями Хьюминер. Но тогда что же способствовало ускорению мутирования и распространения ВИЧ в 60-е и 70-е годы нашего столетия?

Начало обоих процессов по времени отчетливо совпадает с другим явлением: с резким снижением заболеваемости натуральной оспой. В отличие от оспы и СПИДа среди населения Северной Африки, Европы и Американского континента, в странах к югу от Сахары эти заболевания были не заносными, а эндемическими. И население именно тех стран, где сейчас повсеместно распространен ВИЧ, к началу 50-х годов было поражено вирусом натуральной оспы в значительно большей степени, чем в других регионах Африки. В этих условиях люди, больные СПИДом, не могли сколько-нибудь долго существовать. Эндемический вирус натуральной оспы обрывал цепочки, по которым распространялся эндемический для данного региона ВИЧ. В результате ВИЧ не имел возможности эволюционировать и его законсервированные в более древних гоминидах варианты ничем не успевали проявляться у людей на фоне других массовых инфекций.

Противооспенная иммунизация, длительно проводимая скарификационным методом (т.е. нанесением вакцины на царапины!) в районах, для которых ВИЧ и вирус натуральной оспы были эндемичны, и последовавшее за этим сокращение заболеваемости населения натуральной оспой одновременно способствовали продлению жизни людей, больных СПИДом. Отсутствие же селективного давления на возбудитель, а также подавление в развитых странах с помощью вакцинопрофилактики, антибиотико- и химиотерапии других возможных конкурентов ВИЧ - возбудителей быстрых инфекций - благоприятствовали распространению в человеческих популяциях штаммов вируса, вызвавших в конце ХХ столетия пандемию СПИДа. Итак, СПИД имеет все признаки давно сформировавшейся болезни и как инфекционное заболевание существует значительно дольше, чем предполагалось несколько лет назад. Учитывая способность ВИЧ распространяться при невысокой плотности населения, можно предположить, что в дописьменный период инфицирование им людей было значительно большим, чем сейчас. Не исключено, что ВИЧ (либо возбудитель другого подобного заболевания) был мощным и длительно действующим фактором, сдерживающим размножение вида Homo sapiens. Но одновременно ВИЧ открывал ворота для проникновения в популяцию возбудителей, называемых оппортунистическими. Среди таких микроорганизмов могли оказаться многие из тех, которых мы сейчас считаем строгими антропонозами, т.е. вызывающими заболевания только у людей. Поясним это на примере возможного формирования возбудителя натуральной оспы.

Видимо, задолго до появления вируса натуральной оспы, в результате эволюционной дивергенции в семействе поксвирусов, произошло обособление отдельных видов в разных экологических нишах. Это снимало конкуренцию между подвидами и вело к образованию неконкурирующих между собой видов, при относительно небольшой генотипической дифференциации между ними. Малочисленность и разбросанность популяций диких животных позволяли распространяться среди них только возбудителям, вызывающим оспенные инфекции с длительным заразным периодом, наличием носительства и хроническим течением заболевания. Проникнув случайно в популяцию вида Homo sapiens, возбудитель подобной инфекции либо не вызывал специфического заболевания, либо не мог серьезным образом конкурировать в эпидемических цепочках с другими патогенными микроорганизмами человека. Однако иная ситуация могла сложиться в достаточно крупных иммунодефицитных популяциях людей.

Г.Т.Вернер с коллегами еще до обнаружения ВИЧ экспериментально показали, что в таких популяциях возможно значительное снижение специфичности заражения поксвирусами. По их данным, у облученных кроликов вирус вакцины (ортопоксвирус, используемый для иммунизации против вируса натуральной оспы) вызывал острое заболевание. У облученных крыс, обычно абсолютно невосприимчивых к вирусу этромелии (вирус оспы мышей), заражение этим вирусом вызывало острую инфекцию с 30-процентной смертностью. Аналогичное явление могло произойти и в иммунодефицитных популяциях (группах особей с ослабленным вследствие инфицирования ВИЧ-иммунитетом) вида Homo sapiens, только с той поправкой, что инфекционные процессы происходили при жесткой конкуренции между несколькими видами ортопоксвирусов, чьи экологические потребности оказались сходными. Полиморфизму вирусов (т.е. накоплению их мутантных форм) способствовало отсутствие селективного давления со стороны иммунной системы. Большую возможность сохраниться имели подтипы возбудителей, вызывающих заболевания с острым течением и массовым выделением вируса. Одновременно происходило их распространение среди особей с различной степенью иммунодефицитности. В жесткую конкуренцию с поксвирусами могли вступить более древние возбудители эктодермозов, например из семейства герпесвирусов, также способных к контактной передаче. В этой борьбе победил вирус, передающийся между людьми воздушно-капельным путем.

Появление же вируса, способного не только вызывать генерализованные накожные процессы у людей, но и передаваться воздушно-капельным путем, видимо, вызвало эпидемическую катастрофу в районах Африки, где СПИД был эндемичным заболеванием. Можно предположить, что вымерла не только вся иммунодефицитная популяция, но и значительная часть иммунокомпетентных людей региона. Известно, что экспансия негров банту в данный регион началась в очень позднее время - I в. до н.э. Остатки проживавшей в древности к югу от Сахары койсанской расы - бушмены - сохранились только в пустыне Калахари. Не исключено, что это переселение осуществлялось на уже обезлюженные вирусом натуральной оспы и ВИЧ территории. Затем эпидемическая ситуация к югу от Сахары законсервировалась. Постепенное, но повсеместное истребление вирусом натуральной оспы инфицированных ретровирусами популяций людей способствовало увеличению продолжительности жизни отдельных особей и увеличивало их репродуктивный период. Это послужило толчком для роста численности вида Homo sapiens 5 - 10 тыс. лет назад, чем, возможно, и объясняется формирование первых античных государств именно вдоль путей естественного распространения возбудителя натуральной оспы из регионов Центральной Африки (долина Нила, Ближний Восток, Месопотамия и др.).

Предостережение

Специалисты по поксвирусам уже в течение двух десятилетий твердо убеждены в своей победе над натуральной оспой. Но, возможно, такой же убежденностью страдали и специалисты по чуме IX в. Их победа продолжалась значительно дольше - почти четыре столетия, до 1347 г. Вернувшись, чума только в Европе унесла жизни более 100 млн человек. Участники Всемирной ассамблеи здравоохранения, которая вынесла в 1966 г. решение об интенсификации программы по ликвидации натуральной оспы во всем мире, не могли себе даже представить, что через 20 лет именно в тех регионах Африки, где был достигнут наибольший успех, образуется самая крупная иммунодефицитная популяция вида Homo sapiens. В связи с этим хочется обратить внимание на параллельные процессы, которые могут повлиять на изменение эпидемической ситуации в ближайшие годы.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: м реферат, курсовая работа производство.



1  2 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки