Непобедимый грипп. В одной из сказочных повестей Кира Булычева говорится, что единственная болезнь, которую человечество не победит даже тогда, когда завоюет космос — насморк. Это, конечно, шутка, но в ней много правды
Елена Клещенко, журнал «Химия и жизнь» — специально для The New Times
Каждый год 500 млн человек в мире болеют гриппом и ОРВИ (острая респираторная инфекция), из них 2 млн умирают. Сегодня только по России, согласно данным Всемирной организации здравоохранения, гуляют вирус гриппа А (H1), вирус гриппа B и еще один вирус A, но уже иной разновидности — H3. И только в Москве и только за одну неделю февраля гриппом заболели 96 тысяч человек, из них половина (47 891) — дети. Что же это за зараза такая и почему с ней так трудно справиться?
Необычная простуда
И вирусы простуды, и вирусы гриппа проникают в организм человека воздушно-капельным путем, размножаются в клетках слизистой оболочки и вызывают набор всем известных симптомов: высокую температуру, насморк, кашель, ломоту в мышцах... В обоих случаях опасность представляют не столько сами болезни, сколько осложнения. Так почему грипп хуже простуды?
Отличие между ними — в возбудителе. Вирусы гриппа относятся к особому семейству, и они очень хитро устроены. Каждая вирусная частица состоит всего лишь из 11 видов белков (в клетке человека их сотни тысяч). Закодированы эти белки не в ДНК, как у животных и растений, а в РНК. Молекулы рибонуклеиновой кислоты копируются неточно: ошибки-мутации при копировании встречаются очень часто. Отсюда огромная изменчивость вируса, из-за которой так непросто подобрать лекарство. (По той же самой причине организм не вырабатывает иммунитет к гриппу раз и навсегда, как, например, к кори и краснухе.) Но, конечно, не каждая мутация создает принципиально новый тип вируса, поэтому их все-таки можно классифицировать.
Загадочные H5N1 и H3N2, которые часто встречаются в новостях про грипп, — это и есть разновидности вируса, точнее, двух его характерных белков, гемагглютинина (H) и нейраминидазы (N). Они находятся на поверхности вирусной частицы, от них зависит и как пройдет встреча вируса с клеткой, и ответная реакция иммунной системы. Например, «испанка» 1918 года, унесшая жизни десятков миллионов людей, — это вирус H1N1. А его родичи, принадлежащие к той же группе, вызывают куда менее страшные сезонные эпидемии гриппа. В 1997 году все боялись птичьего гриппа H5N1, и опасения остаются до сих пор. Все эти вирусы относятся к типу А. Есть еще менее распространенные В и С.
Но почему вирусы простуды, тоже РНКсодержащие, не достигают таких сокрушительных успехов? Все дело в особом устройстве генома вируса гриппа. Гены его белков находятся не в одной молекуле РНК, а в восьми отдельных молекулах. И если в клетку попадут два разных вируса, в этой клетке могут собираться дочерние частицы«трансформеры», геномы которых будут состоять из разных частей. Так и возникают новые вирусы, сочетающие редкостную заразность с высокой смертностью больных.
Каникулы для вируса
Грипп бывает сезонный и пандемический. Сезонного мы ожидаем каждую зиму. Почему эпидемия бывает именно зимой — среди ученых, как ни странно, нет полного согласия. Естественно предположить, что всему виной снижение температуры и нехватка витаминов. И действительно, в Южном полушарии грипп тоже свирепствует в холодный сезон, то есть летом. Но эпидемии гриппа бывают и в теплых странах! Эпидемиологи допускают, что причиной могут быть зимние каникулы: уезжающие на праздники в другой город или другую страну способствуют быстрому распространению гриппа, а застолья и посиделки в тесном кругу помогают вирусу заразить как можно больше людей. Однако у птиц каникул не бывает, а эпидемии птичьего гриппа тоже случаются зимой...
Пандемий гриппа в ХХ веке было несколько: «испанка» (1918–1920), азиатский грипп (1957–1958), гонконгский грипп (1968–1969), русский грипп (1977–1978) — эту эпидемию не все специалисты признают пандемией. «Испанку» современники сравнивали со средневековой чумой, и недаром: умирало от двух до двадцати процентов заболевших. Обычный грипп убивает единицы из тысяч, и это в основном пожилые люди либо младенцы, тогда как «испанка» не щадила и людей среднего возраста. Вероятность заразиться была высока, а протекал грипп настолько тяжело, что его принимали за тиф и холеру — воспаление охватывало не только дыхательную систему, но и кишечник. Больные умирали от кровоизлияний, поражающих сердечно-сосудистую систему, отека легких, а также от осложнений, вызванных вторичной инфекцией, например, пневмонии.
Сезонный грипп обычно вызывают знакомые врачам штаммы, разумеется, с некоторыми мелкими мутациями. Сложнее с пандемическими вирусами — часто они берутся как бы из ниоткуда. Как правило, это вирусы птичьего гриппа, которые стали опасными для людей из-за мутации или новой комбинации элементов генома. Именно таким «монстром» оказался азиатский вирус 1957 года, который унаследовал сердцевинные белки от одного штамма, а белки-оболочки — от другого. А вот виновник паники 1997 года стал заражать людей вместо птиц, не претерпев практически никаких изменений.
Образ врага
Помимо всяческих иммуностимуляторов и общеукрепляющих средств, от витамина С до эхинацеи и золотого корня, есть две группы препаратов, которые действуют непосредственно на вирус. Одни мешают вирусу распространяться внутри организма (это, например, озельтамивир, он же тамифлю), другие (амантадин и ремантадин) препятствуют его проникновению в клетку. К сожалению, среди этих лекарств нет ни одного стопроцентно эффективного.
В развитых странах принято вакцинироваться от гриппа. Вакцину, содержащую обезвреженные вирусы, вводят подкожно, так что иммунная система может заранее познакомиться с «образом врага» и научиться противостоять ему. Кстати, в вакцине необязательно должны быть целые вирусы: например, российский «Гриппол» содержит только отдельные вирусные белки. Возможно, когда-нибудь будет покончено и с уколами: недавно в совместной работе корейских, французских и японских ученых была представлена вакцина, которую нужно глотать и которая прекрасно спасала от гриппа белых мышей1 .
Эффективность вакцины зависит не только от фармакологов, но и от эпидемиологов. Специальные службы выдают прогноз, какой штамм вызовет сезонную эпидемию, и компании, производящие вакцины, берут именно этот штамм. Настоящая гонка вооружений: вирусы мутируют, чтобы обмануть лекарства и иммунную систему, а медики учитывают «разведданные» и создают новые типы оружия... Однако прогноз на то и прогноз, чтобы не всегда сбываться в точности. Нельзя гарантировать, что в вашей местности будет гулять именно та зараза, против которой была получена ваша вакцина. Это, конечно, не значит, что прививаться не имеет смысла: прививка сильнее всего снижает вероятность заболевания.
Гонка на выживание
Очевидно, что, если мы будем таким образом гнаться за вирусом, погоня будет продолжаться бесконечно. Источником свежих идей может стать ключевой момент в отношениях человека и вируса — взаимодействие гемагглютинина вируса (того самого, который обозначен буквой Н) с рецептором клетки дыхательных путей. В конце 90-х годов ученые из Института полиомиелита и вирусных энцефалитов и Института биоорганической химии в Москве даже предложили концепцию универсального противогриппозного препарата, имитирующего эти рецепторы: его молекулы «связывают» вирус и не дают ему напасть на клетку. А совсем недавно в журнале Nature Biotechnology2 появилось сообщение, что в Массачусетском технологическом институте получили ответ на один из самых интригующих вопросов: почему вирус птичьего гриппа H5N1 набросился на людей, почти не изменившись, и почему при этом он до сих пор не вызвал пандемии.
Рецепторов у клетки много, они похожи на антенны, каждая из которых настроена на особую волну, точнее, на улавливание особого класса химических веществ. Вирус гриппа выбрал своей мишенью рецепторы, к белковой части которых прикреплены ветвистые молекулы гликанов (цепочек углеводов). Для тканей птиц характерны так называемые альфа-2-3-гликаны, для человеческих — альфа-2-6-гликаны. Считалось, что именно поэтому вирусы гриппа птиц редко передаются людям: они просто не подходят к нашим рецепторам, как ключи не от того замка. А теперь специалисты из МТИ выяснили, что дело тут не только в строении молекул, но и в их пространственной укладке.
Углеводные «веточки» рецептора могут быть собраны под острым углом в виде конуса (такая форма характерна для птичьих альфа-2-3-гликанов) или расправлены в стороны, как спицы зонтика. Наши рецепторы могут принимать и ту, и другую форму, но «зонтиков» на наших клетках больше, чем «конусов». Раньше было непонятно, почему вирусы, способные взаимодействовать с альфа-2-6-гликанами, не очень заразны для человека. Оказалось, эти штаммы связывались с «конусами», которых у нас попросту слишком мало. А вот вирусы, распознающие «зонтики», они-то и есть наши враги. Именно с этой точки зрения следует наблюдать за вирусами птичьего гриппа, если мы опасаемся новой пандемии. Если в том же H5N1, который до сих пор вызвал сравнительно немного смертельных исходов, произойдет мутация, которая обучит его распознавать рецепторы«зонтики», — к смертоносности добавится высокая инфекционность, и тогда настанет пора принимать суровые меры. А пока повода для паники нет.
Но если вы недавно переболели обычным сезонным гриппом и вам не понравилось — подумайте, может быть, следующей осенью все-таки сделать прививку?
Названия грипп и инфлюэнца впервые появились во время пандемии этой болезни 1780–1782 годов. Грипп — слово французское, оно означает схватывать или охватывать. А инфлюэнца в переводе с латыни значит проникать или распространяться. Пандемия (от греческих пан — весь и демос — народ) — высшая степень развития эпидемии, когда болезнь охватывает многие страны, а то и весь мир. Грипп конца XVIII века в Европе называли «русским», а в России — «китайским». Маршрут этой эпидемии начался в Китае, прошел через Сибирь и остальную Россию и закончился в Западной Европе. А в начале XX века (1918–1919) «испанский» грипп сумел захватить весь мир. «Испанка» получила свое название изза первых публикаций о начавшейся эпидемии в испанских газетах. Но родиной ее была Америка, откуда болезнь перебралась в Европу вместе с американскими войсками, участвовавшими в Первой мировой войне. Отбушевав в Европе, грипп добрался до Африки и Индии и даже до Австралии. За неполных два года «испанка» убила 20 млн человек (некоторые источники доводят эту цифру до 40–50 млн), а общее число заболевших исчислялось сотнями миллионов. ...
...Грипп и ОРВИ занимают первое место по частоте и количеству случаев заболеваний в мире и составляют 95% всех инфекционных болезней. В России ежегодно регистрируют от 27,3 до 41,2 млн заболевших гриппом и другими ОРВИ.
Специалисты, говоря о масштабах заболевания, обычно указывают на так называемый эпидемический порог. Это — норматив, характерный для данного сезона и определенной территории, в расчет которого входят несколько параметров: например, количество взрослого и детского населения, наличие промышленных предприятий и токсичность их выбросов, высота территории над уровнем моря и т.д. Для Москвы эпидемический порог — 31 тысяча заболеваний в день, для Санкт-Петербурга — 9 тысяч. Если количество заболеваний превышает порог в течение трех-четырех дней, можно говорить о начале эпидемии.
В первую неделю февраля заболеваемость гриппом и ОРВИ в Москве по сравнению с предыдущей неделей выросла на 16,6%, гриппом и ОРВИ заболели 73 787 человек, из которых более половины (39 967) — дети. По данным пресс-службы территориального управления Роспотребнадзора по Москве, за неделю, с 18 по 24 февраля 2008 года, в Москве ОРВИ и гриппом заболели 96 076 человек, из них 47 891 — дети. Госпитализированы 985 человек. Заболеваемость гриппом и ОРВИ в Москве регистрируется выше эпидемических пороговых величин среди всех групп детей: в возрасте от 0 до 2 лет — на 3,4%, от 3 до 6 лет — на 59,5% и от 7 до 14 лет — на 27,7%. ...
... По оперативным данным Роспотребнадзора, на 27 февраля 2008 г. заболеваемость гриппом и ОРВИ, превышающая эпидемические пороги среди совокупного населения (т.е. среди взрослых и детей), зарегистрирована в 15 городах страны, в том числе в Чите, Уфе, Орле, Брянске, Пскове, Владикавказе, Барнауле, Астрахани, Иркутске.
_____________
1 Proceedings of the National Academy of Science of the USA, 2008, т. 105, № 5, с. 1644 —1649.
2 2008, т. 26, № 1, с. 107—113.