Виролюция. Важнейшая книга об эволюции после «Эгоистичного гена» Ричарда Докинза

Я и сам занимался исследованиями иммунного отклика на переносимые кровью вирусы и с энтузиазмом предвкушал встречу с коллегой, разделявшим мой интерес к иммунитету. Именно Макс Эссекс впервые открыл связь между СПИДом — ужасающим крушением иммунной системы, открывающим дорогу множеству вторичных заболеваний, характерных для СПИДа, — и ретровирусами, обитающими в животных и человеке. В первые годы после обнаружения СПИДа именно Макс Эссекс предположил, что причиной СПИДа является ретровирус.

Я спросил Эссекса, почему же он стал исследовать вирусы. А он объяснил, что интерес к вирусам возник у него как к возможному источнику хронических заболеваний, в частности рака.

— Когда я только начинал учебу — то есть в конце шестидесятых, было уже ясно: некоторые формы рака у животных вызываются вирусами, — сказал Эссекс. — Но насчет людей оставалась неясность, и продолжалась полемика о возможности вирусного рака у людей.

Мы поговорили немного о его недавних исследованиях, об установленной связи между болезнями и ретровирусами.

— При мне в нашей лаборатории была открыта пара-другая вирусов, чьими носителями являются кошки и обезьяны, и это показало весьма убедительно: обитающие в организме долгое время ретровирусы — а это оказались именно ретровирусы — на самом деле могут причинять хронические заболевания, такие, как лейкемия и другие виды рака. А при изучении этих заболеваний обнаружилось: у зараженных вирусами кошек перед развитием рака проявлялось сильнейшее подавление иммунной системы, и, даже если рак не развивался, поражение иммунной системы все же происходило. Нетрудно было установить: поражение иммунной системы происходит именно из-за ретровируса. Это открытие приобрело большое значение, когда Роберт Галло обнаружил первый ретровирус, чьим носителем мог быть человек [21] .

21

Polesz B. J., Ruscetti F. W., et al. Detection and isolation of type-C retrovirus particles from fresh and cultured lymphocytes of a patient with cutaneous T-cell lymphoma. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1980; 77: 7415–9. See also, Gallo R. The discovery of the first human retrovirus: HTLV-1 and HTLV-2. Retrovirology 2005; 2:17–24.

Ретровирус, упомянутый профессором Эссексом, — это вирус Т-клеточной лейкемии человека, HTLV-1, причиняющий рак крови, то есть поражающий белые кровяные тельца, лейкоциты, играющие ключевую роль в сопротивляемости организма вирусной инфекции, да и вообще любому чужеродному вторжению в кровь либо ткани организма. Стоит отметить, что изучение вирусной лейкемии, по сути, началось еще в 1976 году, когда японский исследователь доктор Киёши Такасуки занялся недавно открытой формой лейкемии. При ней пораженные клетки деформировались странным образом, напоминая собранные воедино лепестки цветов. Такасуки заметил: почти все больные поступали с Кюсю, большого острова на юго-западе Японии. Такасуки отправился на Кюсю и обнаружил: в местных госпиталях много больных с новой странной формой лейкемии. В те времена еще никто не знал причины заболевания, названного «Т-клеточный лейкоз-лимфома взрослых». Затем, как уже отмечалось здесь, Роберт Галло с коллегами из Национального института здравоохранения США нашли причину болезни, ретровирус, в крови двадцативосьмилетнего больного из Алабамы, страдавшего от лимфоидного рака кожи. Двумя годами позже японские вирусологи Иорио Хинама и Мицуаки Йошида сумели выделить тот же ретровирус из крови японских больных. Этот вирус, известный теперь как «вирус Т-клеточной лейкемии (лейкоза) взрослых», или HTLV-1, и был первым обнаруженным ретровирусом, чьим носителем является человек.

— Это произошло еще до идентификации ВИЧ? — спросил я Эссекса.

— Да, еще до того. Пожалуй, как раз тогда ВИЧ начал распространяться в США, но его еще не распознали и не определили СПИД как отдельную болезнь.

Так наша беседа подошла к очень важному моменту в истории раннего исследования СПИДа, и я постарался разговорить профессора.

— Тогда Национальный институт рака совместно с японскими коллегами проводил семинар в Сиэтле, чтобы определить, насколько важную роль могут играть человеческие ретровирусы. Я был одним из председателей семинара, приехал туда вместе с Галло и полудюжиной людей из его лаборатории. Японских исследователей было пять или шесть, Хинама, Иёши, Йошида и Такасуки среди них, — то есть люди, внесшие фундаментальный вклад в исследование лейкемии. При обсуждении проблемы стало ясно: многое нужно, даже очень нужно делать — а пока ничего не делается. Я предложил выяснить, могут ли человеческие ретровирусы, такие, как вирус Т-клеточной лейкемии, подавлять иммунитет наподобие того, как подавляют иммунитет кошачьи ретровирусы — ведь и в том, и в другом случае поражаются одни и те же клетки, лимфоциты. Мне предложили заняться этим самому.

— А какие же клетки иммунной системы поражает вирус Т-клеточной лейкемии?

— Лимфоциты Т4 — те самые клетки, какие поражает и ВИЧ. Не совсем еще ясно, через одни и те же рецепторы происходит заражение либо через разные, — но клетки определенно те же самые. И стратегии поведенческие одинаковые: заражение через секс и от матери к ребенку, хотя ВИЧ, кажется, более эффективно передается через кровь, чем HTLV-1.

И по сей день HTLV-1 остается причиной многих случаев лейкемии в Японии и США, среди аборигенов Австралии, в Перу, Колумбии, Эквадоре, Африке, в странах Карибского бассейна и среди эскимосов Северной Канады. По словам Эссекса, распространяется эта лейкемия почти как СПИД, хотя от страны к стране доминирующие способы распространения болезни отличаются. В Японии вирус распространяется главным образом от матери к ребенку при кормлении грудью, а в обеих Америках и Австралии — через сексуальные контакты и через зараженные шприцы для инъекций, кровь для переливания и препараты на ее основе. И проявление заболевания также напоминает СПИД — большинство пациентов умирают от последствий разрушения иммунной системы. Лишь у малой части пациентов развивается поражение нервной системы и у еще меньшего числа, по истечении долгого времени после заражения — рак крови. Сходный вирус, HTLV-2, поражает тех, кто вводит внутривенно наркотики.

Я весь превратился в слух, когда Эссекс рассказывал о том, как раскрывалась тайна пандемии СПИДа, о первых шагах к разгадке.

— Мы изучали подавление иммунитета при заражении HTLV и совместно с Галло выдвинули гипотезу о ретровирусах как возможной причине СПИДа. И как раз в это время, в канун 1982 года, было объявлено о клиническом определении СПИДа как отдельного заболевания. Еще до открытия ретровируса, вызывающего его, мне позвонил глава Центра изучения приматов в Новой Англии Рон Хант и сообщил: случаи, подобные описанному нами подавлению иммунитета у кошек и подавлению иммунитета у человека при СПИДе, наблюдаются в его обезьяньем питомнике при Гарварде — этот питомник располагается в полусотне километров от кампуса медицинского факультета. Хант попросил меня приехать и обсудить ситуацию — возможно, я смогу указать на причины заболевания? Я приехал, побеседовал с Роном, с Норманном Летвином и еще с парой исследователей и предложил взглянуть на образцы крови и тканей. Мы обнаружили вирус у животных, больных лимфомой, и у тех, кто жил с ними рядом, хотя еще и не болел. Используя электронный микроскоп и серологические методы, мы доказали — это был ретровирус. У многих болевших лимфомой обезьян и у тех, кто лимфомой не болел, но был заражен и страдал от подавления иммунитета, обнаружились антитела к вирусу, кросс-реактивному и морфологически сходному с вирусом HTLV-1, заражавшим японцев. Когда же был обнаружен вирус, вызывавший СПИД [22] , то есть ВИЧ-1, у нас уже были образцы вируса, вызывавшего подавление иммунитета у обезьян, и мы задались вопросом: насколько схож этот вирус с ВИЧ-1? Я сотрудничал тогда с Роном Дестрозье и Нормой Летвин, работы в моей лаборатории координировала Филис Канки, в то время моя аспирантка. В крови у больных обезьян мы обнаружили неизвестный ранее вирус, названный нами STLV–III. Это был вирус, теперь известный как ВИО (вирус иммунодефицита обезьян) [23] . Конечно, открытие вируса иммунодефицита обезьян сыграло важнейшую роль в нашем понимании происхождения СПИДа. Но это открытие позволило сделать важное заключение о происхождении вируса — ведь в те времена еще никто и понятия не имел, в каком месте Земли и от чего произошел вирус иммунодефицита человека. Как только мы поняли, что нашли у обезьян вирусы, родственные ВИЧ и HTLV-1, то заключили: наиболее вероятное место происхождения ВИЧ и HTLV-1 — Африка, и, возможно, переходное звено от обезьяньего вируса к человеческому тоже стоит поискать в Африке. За год-два до того голландские и бельгийские исследователи опубликовали работы по клинической диагностике СПИДа у африканцев. И потому мы сказали себе: «Может, нам стоит присмотреться к африканцам с высоким риском СПИДа: проституткам, пациентам с венерическими заболеваниями и, возможно, к больным заразными болезнями — и поискать вирус переходной формы от обезьяньего к человеческому». Мы исследовали образцы крови у людей этой группы риска и нашли кросс-реактивные антитела, а затем и сам вирус.

22

В книге «Virus X» я описал увлекательную историю открытия вируса ВИЧ-1 в январе 1983 года Люком Монтанье из Пастеровского института в Париже.

23

Kanki P. J., McLane М. F., et al. Serologic identification and characterization of a macaque T-lymphotropic retrovirus closely related to HTLV–III. Science 1985; 228: 1199–1201.

О каком же вирусе говорил Эссекс?

— Люди были заражены вирусом, очень напоминающим обезьяний, практически неотличимым от него, — сказал профессор. — Этот новый вирус был родственен ВИЧ-1, но ощутимо от его отличался.

Как и ВИЧ-1, этот второй по счету ретровирус человека был выделен Люком Монтанье из Института Пастера и определен как второй вирус иммунодефицита человека, или ВИЧ-2. Меня очень заинтересовало родство между этим вирусом и ВИО, ранее открытым группой Эссекса.

— Позднее обнаружилось, что обезьяны Западной Африки бывают носителями целого ряда вирусов иммунодефицита. Некоторые из них, в частности обезьяны-эндемики, например мартышки мангобеи, являются носителями вируса, неотличимого от ВИЧ-2, поражающего живущих на этой территории людей. При этом существуют разновидности ВИЧ-2, поражающие людей на разных территориях, и они существенно отличаются друг от друга, но вирусы у людей и обезьян, живущих на одной территории, не отличаются.

Я глубоко задумался над услышанным. Обезьяний вирус иммунодефицита и человеческий ВИЧ-2 — это практически один и тот же вирус. Говоря словами профессора: «Попросту мы зовем его одним образом, когда он у обезьян, и другим, когда у людей». Но из этого заключения следует очень важный вывод: что ВИЧ-1 перешел к людям от группы шимпанзе, у которых он свободно распространяется в тканях и внутренних органах, но болезни не вызывает. Подобно ВИЧ-1 у шимпанзе, ВИО также свободно размножается в тканях мангобеев, не вызывая заболевания. Но при встрече с новым подходящим носителем вирус ведет себя очень агрессивно. Для подтверждения достаточно вспомнить события в обезьяньем питомнике Гарварда, где африканские мангобеи, носители ВИО, были помещены в один вольер с азиатскими макаками. А вспомнив, не слишком удивишься и возможности заболевания людей после контакта с шимпанзе, носящими сходный с ВИЧ-1 вирус обезьяньего иммунодефицита.

Придя к такому выводу, я начал задавать вопросы:

— Предположим, что некий вирус уже долгое время обитает в животном и оба достигли в развитии той стадии, когда сосуществование с вирусом не приносит вреда животному. И вот некий сходный вид животных приходит в контакт с данным видом. Кажется весьма вероятным, что вирус, перекочевав от одного носителя к другому, начнет себя вести до крайности агрессивно. Возможно ли, что это есть проявление эволюционного механизма? А вдруг это симбиотическое проявление эволюции, развитие сосуществования между вирусом и носителем? Но что тогда получает животное-носитель от сосуществования? На ум немедленно приходит вывод: польза хотя бы оттого, что животное близкого конкурирующего вида, захотевшее занять экологическую нишу нашего животного, погибнет от заболевания, вызываемого поменявшим хозяина вирусом.

— Да, вполне логичная гипотеза, — согласился Эссекс. — Я мыслил сходным образом и пришел к похожим выводам. Они отражены в моих публикациях — например, в статье, опубликованной в «Сайнтифик Америкэн». Там я сопоставил данные о поведении вируса обезьяньего иммунодефицита, заражающего различные виды обезьян, с данным Франка Феннера об эпидемии миксоматоза в Австралии. Когда первые европейцы привезли домашних кроликов в Австралию, те удрали и, поскольку в Австралии нет хищников, способных эффективно контролировать популяцию кроликов, нет ни лис, ни хорьков, кролики чрезвычайно размножились и принялись уничтожать посевы. Австралийцы решили уничтожить кроликов и заразили их миксоматозом — заболеванием для кроликов новым. Эпизоотия распространялась быстро и эффективно, истребив 99,8 процента популяции. Но затем случились две непредвиденные вещи. Первая: за четыре года выжившие размножились и новая популяция оказалась устойчива к миксоматозу — их не убьешь даже новыми его штаммами. Вторая: сожительствующий с кроликами вирус стал для них менее опасным. Думается мне, это бесспорное и ясное доказательство приспособления и носителя, и вируса к оптимальному выживанию обоих. Теперь, если привезти новых кроликов, их положение окажется незавидным. Пережившие эпидемию кролики носят в себе вирус, но могут с ним жить, могут оставаться совершенно нормальными и здоровыми, а носимый ими вирус остается в достаточной степени опасным и заразным, чтобы истребить новоприбывших кроликов-конкурентов.