Новый вирус в океане

Об этом "РГ" беседует с молекулярным вирусологом, и.о. директора Института биомедицинских систем и биотехнологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, доктором биологических наук Андреем Васиным.

Андрей Владимирович, пандемия COVID-19 открыла нам глаза на то, что мир вирусов способен преподнести людям немало сюрпризов, хотя мы сталкиваемся с ними постоянно. Почему, на ваш взгляд, новый вирус оказался таким шоком для человечества?

Андрей Васин: Подавляющее большинство людей просто недооценивало опасность, которую представляют вирусы. Почти все слышали такие слова, как "Эбола", "птичий грипп", "вирус Зика", "атипичная пневмония". Но все это было в заголовках новостей и где-то далеко - в Африке, Юго-Восточной Азии, Южной Америке - и не касалось непосредственно нас. Не случайно, наверное, что страны Юго-Восточной Азии, которые сталкивались с некоторыми из перечисленных вирусов, оказались более подготовленными к реагированию на COVID-19, чем, например, страны Европы.

Охвативший весь мир "свиной грипп" (т.е. вирус гриппа A/H1N1), объявленный пандемией, воспринимался просто как осложненный грипп. Плюс к этому было много разговоров про то, что это все обман с целью отвлечения внимания людей от каких-то более важных проблем, "заговор фармкомпаний, чтобы продавать больше препаратов", и т.п. А сейчас оказалось, что угроза пандемии реальна и может затронуть всех. К такому повороту событий общество многих стран, мне кажется, не было готово.

Известно, что вирусы крайне изменчивы. Чем объясняется эта их способность?

Андрей Васин: В основе всей жизни на земле лежит процесс репликации, то есть копирования генома, который у всех клеточных форм жизни представлен молекулой ДНК. За этот процесс в клетках отвечают специальные ферменты, которые называются полимеразы. В процессе репликации ДНК (у человека размер генома, например, составляет 10 в девятой степени!) неизбежно возникают ошибки. Поэтому в процессе эволюции появились специальные ферменты, которые отвечают за репарацию, то есть за устранение этих ошибок. У вирусов геном может быть представлен молекулой как ДНК, так и РНК. При этом РНК-содержащие вирусы являются более изменчивыми и патогенными, чем ДНК-содержащие. В частности, к РНК-содержащим вирусам человека относятся ВИЧ, вирус Эбола, вирус Зика, вирусы гриппа и коронавирусы, в том числе COVID-19. Изменчивость РНК-содержащих вирусов связана с тем, что у них, как правило, нет систем репарации. В результате вирусная полимераза совершает ошибки довольно часто. Размер генома вируса гораздо меньше, поэтому у них на каждый цикл репликации приходится в среднем одна мутация. С учетом скорости размножения вируса и скорости его распространения в популяции число мутаций будет довольно велико, что и объясняет такую изменчивость.

А помимо постепенного накопления мутаций в геноме РНК-содержащих вирусов возможны и более резкие изменения, например, в процессе реассортации и рекомбинации. Реассортация - это перемешивание сегментов генома разных вирусов. Если эти сегменты были от вирусов разных хозяев (например, человека и птицы), такой новый вирус чаще всего бывает нежизнеспособным. Однако в редких случаях он все же получает возможность эффективно размножаться и передаваться от человека к человеку. Именно таким образом возникали все известные пандемии гриппа. Для некоторых вирусов с монолитным геномом возможна рекомбинация, то есть обмен фрагментами генома между разными штаммами.

В частности, такие механизмы встречаются у коронавирусов. Реассортация и рекомбинация приводят не к плавным, а к резким изменениям биологических свойств вируса. Такая изменчивость и является одним из ключевых факторов их способности ускользнуть от иммунитета человека.

В состоянии ли наука предсказать появление более опасных штаммов тех вирусов, которые давно циркулируют среди людей?

Андрей Васин: Наука в состоянии предположить, что может сделать уже известные вирусы более опасными, изучая их молекулярно-генетические механизмы. Мы можем предполагать, на какие вирусы стоит обратить особое внимание с точки зрения их пандемического потенциала. Но сказать, какое именно событие усилит патогенность вируса в реальности и тем более когда оно произойдет, к сожалению, пока невозможно.

Известно, что существует около 250 вирусов, вызывающих ОРВИ. Однако для них не создано ни тест-систем, ни вакцин. С чем это связано? И оправдано ли такое спокойствие человечества?

Андрей Васин: Сложно дать однозначный ответ. С одной стороны, обычные люди и даже многие медики считают, что вызванные вирусами респираторные заболевания в целом схожи друг с другом, и подход к их лечению примерно одинаковый. Единственное исключение составляет грипп, при этом многие люди гриппом называют все ОРВИ. Зачем тогда тратить время и деньги на их дифференциальную диагностику? Считается, что важно определить, вирус или бактерия вызвали заболевание, а если вирус, то грипп это или нет, а остальное неважно. Ведь специфических противовирусных препаратов для других респираторных вирусов нет - в отличие от множества антибиотиков против бактериальных инфекций. Но каждый вирус имеет свою собственную программу репликации в организме, поэтому и течение инфекции тоже будет отличаться, а значит, и схема лечения тоже должна иметь отличия. Как молекулярный вирусолог, я считаю, что ставить диагноз ОРВИ и не обращать внимания на то, какой вирус ее вызвал, неправильно. Возможно, медицинские вирусологи и инфекционисты не будут столь категоричны. Но я уверен, что по мере изучения респираторных вирусов нас ждет еще много сюрпризов, в том числе в механизмах их патогенеза и развития осложнений.

Но тест-системы на определение ОРВИ есть, они широко используются в системе надзора за гриппом и другими ОРВИ, осуществляемой, в частности, Национальным центром ВОЗ на базе НИИ гриппа им. Смородинцева Минздрава России. Что касается вакцин, то ОРВИ преимущественно вызваны РНК-содержащими, то есть сильно изменчивыми вирусами, и создать эффективную вакцину от них не так просто. Мы это видим на примере вакцины от гриппа, состав которой меняется ежегодно, и прививаемся мы ею не единожды в жизни, а практически каждый год. Попытки создать вакцины и против других ОРВИ предпринимались в 1960-е годы, но они оказались безуспешными. Ярким примером является респираторно-синцитиальная инфекция, вызывающая тяжелые заболевания нижних дыхательных путей, особенно у младенцев и детей младшего возраста. Была получена инактивированная вакцина, но на стадии клинических испытаний она не только не позволила защитить от инфекции, но и существенно утяжелила заболевание. После этого работы по вакцине против РС-инфекции были надолго закрыты. Только в наше время вновь вернулись к активной разработке этих вакцин, когда открыли молекулярные механизмы усиления инфекции, возникавшего при использовании вакцины в те годы, но уже с использованием новых технологий. Сейчас на стадии доклинических и клинических исследований находится несколько десятков вакцинных препаратов. Мы также проводим доклинические исследования нашего варианта вакцины против РС-инфекции в НИИ гриппа, работа финансируется Центром стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Минздрава России.

А были ли попытки создать вакцины от коронавирусов?

Андрей Васин: Среди сезонных респираторных вирусов встречается 4 типа коронавирусов: OC43, HKU1, NL63 и 229E. И если про коронавирусы SARS (атипичной пневмонии) и MERS (ближневосточного респираторного синдрома) люди еще слышали, то про эти четыре коронавируса ничего не знают. Против них не было разработано ни лекарств, ни вакцин. Если бы они были, мы чувствовали бы себя сейчас намного уверенней и смогли бы гораздо быстрее создать вакцину или лекарственный препарат от COVID-19.

На нашей памяти - эпидемия Эбола в Африке, вспышки других опасных вирусных лихорадок. Какие уроки были извлечены из них?

Андрей Васин: Вирус Эбола был хорошо известен специалистам и до эпидемии. Локальные вспышки заболевания фиксировались, но при чрезвычайно высокой летальности число заболевших было невелико. Эпидемия столь опасного вируса особенно в условиях бедных стран Африки - это событие чрезвычайное, требующее неотложных мер, что в конечном итоге и было сделано. На момент начала эпидемии различными лабораториями разрабатывался целый ряд препаратов против вируса Эбола, в том числе с использованием новых технологий. Был определенный задел и по вакцинам, который позволил оперативно инициировать их разработку. Эпидемия Эбола позволила апробировать целый ряд новых биотехнологических решений, которые можно применять в дальнейшем для борьбы и с другими вирусными инфекциями.

Как вы полагаете, какие изменения в нашей жизни, в организации санэпиднадзора и системы здравоохранения должны будут произойти после нынешней пандемии?

Андрей Васин: Основные изменения будут связаны скорее всего с экономическими последствиями пандемии. ВОЗ постоянно говорит о необходимости подготовки к пандемиям, разработаны соответствующие "дорожные карты". После пандемии COVID-19 эта работа будет усилена как на глобальном уровне, так и на уровне отдельных стран. А в обычной жизни, надеюсь, люди будут уделять гораздо больше внимания правилам личной гигиены, более ответственно относиться к респираторным заболеваниям и не приходить, например, на работу или в места скопления людей с ОРВИ, заражая окружающих. По крайней мере, хотя бы в первое время.

Многие годы нам рекомендовали в качестве профилактики вирусных инфекций то витамины, то модуляторы интерферонов. Теперь об этом что-то молчат. Установки изменились?

Андрей Васин: Возможно, появилась ответственность за то, что предлагаешь, так как спрос на эти предложения будет действительно серьезный. Надеюсь, что одним из положительных последствий ситуации будет и более серьезное отношение к тому, чем предлагается лечить ОРВИ. А также то, что число сторонников антипрививочного движения сократится. Ведь вакцины - это одно из величайших достижений человечества, позволившее спасти миллиарды человеческих жизней.

Как вы считаете, нужно ли все же выделить средства на изучение вроде бы не очень опасных респираторных вирусов, разработку тест-систем, доступную диагностику, вакцинопрофилактику и терапию?

Андрей Васин: Несомненно! В "мирное" время кажется, что есть более важные задачи, но вирусы - это реальная угроза человечеству. Мы живем в условиях постоянной биологической войны, только не рукотворной, а природной, которая длится миллиарды лет. Мы никогда не сможем полностью исключить вирусную угрозу, но должны быть максимально готовы ее предотвратить. Биологическая наука развивается семимильными шагами. Например, всего за несколько дней после идентификации вируса COVID-19 его геном был секвенирован и депонирован в общедоступные базы данных, что позволило оперативно начать разработку тест-систем и вакцин. В 2009 году, во время пандемии гриппа, вызванного вирусом А/H1N1, этот процесс занял гораздо больше времени. Нам нужно более подробно изучать вирусы человека и животных. Не надо забывать, что основной путь появления новых инфекций - зоонозный, поэтому крайне важно знать, что происходит с вирусами в естественных животных резервуарах. Нужно развивать новые технологии создания вакцин и препаратов. В этом смысле многообещающе выглядят РНК-вакцины, неслучайно им сейчас уделяют столько внимания. Именно это направление мы выбрали в СПбГПУ как основное.

Не знаю, насколько уместно будет такое сравнение, но инвестиции в вирусологию - это как страховой полис на автомобиль. Пока с автомобилем все в порядке, кажется: зачем я заплатил за полис, лучше бы потратил на что-то более насущное. Но если с автомобилем что-то случилось, начинаешь понимать, что без страхового полиса ты остался бы ни с чем. Думаю, что даже небольшой части суммы экономических потерь от нынешней пандемии хватило бы на поддержание и оснащение вирусологических лабораторий по всему миру на многие годы.

В одном миллилитре морской воды содержится до десяти миллионов вирусов. И пока что не все они известны учёным.
Фото dimitrisvetsikas1969/pixabay.com.

В одном миллилитре морской воды содержится до десяти миллионов вирусов. И пока что не вся эта компания хорошо изучена учёными.

Команда американских исследователей из Массачусетского технологического института совместно с коллегами из Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна обнаружила неизвестное ранее семейство вирусов. Они обитают в Мировом океане, и их нельзя заметить при помощи стандартных лабораторных тестов.

Исследователи подозревают, что эти вирусы распространены также на суше, и, возможно, даже присутствуют в микробиоте людей.

По словам учёных, неуловимый морской организм является ключевым недостающим звеном в эволюционной истории вирусов и играют важную роль в регулировании популяций бактерий.

Напомним, что вирусы не считаются микроорганизмами, как бактерии. Это организмы доклеточного типа, которые могут существовать, например, в самих бактериях (их называют бактериофагами). Найденный вирус как раз является охотником на бактерии. Причём, в отличие от типичных вирусов, которые атакуют один-два типа бактерий, этот "хищник" может заражать десятки разных типов, что подчёркивает его экологическую устойчивость.

Авторы отмечают важную особенность в строении найденного организма. Дело в том, что большинство вирусов имеет внешнюю белковую оболочку (капсид), за которой тянется так называемый белковый хвост. Новый вирус такого хвоста лишён.

За эту и другие особенности, из-за которых, собственно, эксперты и упускали из виду этот вирус, новую группу назвали Autolykiviridae. Наименование является отсылкой к персонажу греческой мифологии Автолику, который был неуловимым разбойником, мог принимать любой облик и делать предметы невидимыми.

Это исследование открывает новые возможности для понимания роли вирусов в океане, считают эксперты.

"В практическом смысле это также показывает, как нам нужно изменить некоторые обычно используемые методы, чтобы поймать эти виды вирусов для различных исследований. Я бы сказал, что это важный шаг в этой области", — говорит морской биолог Джед Фурман (Jed Fuhrman) из Университете Южной Калифорнии, который не участвовал в этой работе.

Современные модели взаимодействия вирусов и бактерий основаны на хорошо изученных хвостатых вирусах, объясняет глава исследовательской группы Кэтрин Кауфман (Kathryn Kauffman). Поэтому специалистам не хватает информации о деятельности других вирусов.

Её коллеги также отмечают, что большинство морских вирусов как раз относятся к бесхвостым, поэтому команда и решила изучить образцы воды.

Первые тесты показали, что вирусы Autolykiviridae часто выбирают в качестве жертв бактерии из семейства вибрионов, причём более 300 различных штаммов. Но, проведя больше лабораторных экспериментов, авторы выяснили, что некоторые из этих вирусов с безжалостной эффективностью заражают и другие бактерии, и последних оказалось необычайно много.

Бактерии, инфицированные необработанными вирусами. Длинные двойные линии – это стенки бактериальных клеток, а маленькие круглые объекты с тёмными центрами – это вирусы.

Следующим сюрпризом стал геном вируса-"автолика". Секвенировав его, авторы обнаружили, что он сильно отличается от геномов других вирусов. Этот геном оказался до странности небольшим – всего-то десять тысяч пар оснований, это в четыре-пять раз меньше, чем у типичных хвостатых вирусов.

Имея информацию о строении вируса, его жертвах и геноме, учёные смогли "пробить" неуловимый организм по многим базам данных. И оказалось, что Autolykiviridae обитает во многих местах – практически по всему Мировому океану.

Впрочем, исследователи отмечают, что вряд ли вирусы-"автолики" присутствуют исключительно в морских водах. Вполне вероятно, что они распространены на суше и, скорее всего, они играют роль в основных биогеохимических циклах, например, в циклировании углерода.

Более того, согласно базам данных, очень похожие вирусы были найдены в кишечнике человека. Правда, пока не известно, как они влияют на микробные сообщества и насколько важны для здоровья.

Что же касается семейного древа, то родословная у Autolykiviridae богатая: они происходят из очень древней вирусной линии, которая определяется по конкретным типам капсидов (в них содержится вирусная ДНК).

Эта линия разнообразна: вирусы присутствуют в организмах животных и протистов. Но вот ещё одна странность: члены этого древнего клана в основном заражают людей (аденовирусы) или водоросли (гигантские вирусы). Тот факт, что их родственники могут "опускаться" до бактерий, учёные открыли впервые.

Авторы работы надеются, что их новые методы помогут многим командам в будущем найти и изучить ещё очень много неизвестных вирусов.

Кэтрин Кауфман поясняет: как правило, чтобы проверить вирусную активность, исследователи заражают бактерии вирусным образцом и примерно через сутки проверяют, погибли ли эти бактерии. Но бесхвостые вирусы часто действуют медленнее: на уничтожение бактерий им требуется несколько дней. И об этой особенности не стоит забывать.

Более подробно об открытии и изучении вируса-"автолика" рассказывается в научной статье, опубликованной в журнале Nature.

Кстати, не так давно выяснилось, что беспозвоночные миллиарды лет переносили полторы тысячи неизвестных науке вирусов.

Впрочем, "вирусные" сюрпризы часто преподносит и сам человеческий организм. Например, неизвестный вирус ранее отыскали в старых образцах крови, а в слюне нашлась новая форма жизни.

В мире появился новый смертельный коронавирус. Его уже назвали угрозой для россиян

Фото: Tyrone Siu / Reuters

Сотни заболевших

В декабре 2019-го странные случаи вирусной пневмонии начали регистрировать в китайском Ухане — городе с населением 11 миллионов человек в провинции Хубэй в центральной части страны. До наступления нового года было зафиксировано 27 заболевших, а к 5 января за медицинской помощью обратились 59 человек.

Очагом заболевания практически сразу назвали городской рынок, где продаются морепродукты, мясо птиц и животных, в том числе и экзотических. При этом из-за относительно небольшого числа пострадавших изначально считалось, что болезнь не передается от человека к человеку: масштабной эпидемии не ожидалось, туристов и местных жителей в перемещениях не ограничивали.

С тех пор, однако, заболевших стало значительно больше, география распространения вируса также серьезно расширилась. Вместе с приехавшими из Уханя он добрался не только до других провинций и больших китайских городов (Пекин, Шанхай), но и до Таиланда, Японии, Южной Кореи и даже США. Сообщается о случаях заболевания на Тайване, в Гонконге и Сингапуре, под подозрением также несколько человек на Филиппинах и в Австралии. Позднее появилась информация о возможном заболевшем и в России.

К 22 января подтверждено уже 455 случаев заболевания, в том числе среди медиков, несколько десятков человек находятся в тяжелом состоянии. При этом зафиксированы и смертельные случаи — скончались 17 заразившихся.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и китайские ученые теперь заявляют: вирус может ограниченно передаваться от человека к человеку. Источником же новой вспышки, вероятнее всего, стали дикие животные.

Специалисты опасаются резкого роста числа заболевших. А ученые Центра глобального анализа инфекционных заболеваний при Имперском колледже Лондона пришли к выводу, что потенциальное число людей, которые могли заразиться новым типом вируса, может составлять около 1,7 тысячи человек.

Медики везут заболевшего в больницу в Ухане

Что удалось узнать про вирус?

Главный симптом у заболевших — жар, у части также наблюдается усталость, сухой кашель и затрудненное дыхание. По данным ВОЗ, рентгенография грудной клетки показывает инвазивное поражение обоих легких. В то же время такие данные основаны на обследовании госпитализированных: не исключено, что есть заразившиеся, у которых не проявлялась подобная симптоматика.

Китайским ученым удалось выяснить, что причиной заболевания стал новый, неизвестный ранее коронавирус. Он получил название 2019-nCoV.

Ученые провели секвенирование генома вируса и сравнили его с известными ранее, в том числе с SARS и MERS — коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома и коронавирусом ближневосточного респираторного синдрома. В результате было установлено, что новый вирус по своей генетической структуре более чем на 70 процентов схож с SARS-CoV. В частности, 2019-nCoV полностью сохранил один из пяти ключевых участков SARS, а остальные четыре имеют изменения.

Схожесть также позволила ученым предположить, что источником вируса являются летучие мыши. Отмечается, что они в целом являются переносчиками множества коронавирусов, и один из них, вероятно, мутировал и передался человеку. В то же время указывается, что промежуточных хозяев в этой цепочке могло быть несколько.

В настоящее время считается, что возбудитель мог находиться не только на рынке, но и еще где-то в городе. Это связано с тем, что рынок Уханя, на котором работали или закупались первые заболевшие, был закрыт с 1 января, однако люди продолжали заражаться. В то же время ученые отмечают, что хорошей новостью на данный момент является низкий уровень смертности.

Коронавирусы — это семейство вирусов, которые поражают человека, кошек, птиц, собак, крупный рогатый скот и свиней. Они способны провоцировать поражение дыхательной системы, желудочно-кишечного тракта и нервной системы. Впервые такой вирус был выделен в 1965 году у пациента с острым ринитом. ВОЗ отмечает, что новые коронавирусы периодически появляются в различных областях по всему миру, а некоторые из известных наблюдаются только у животных. Уровень опасности, которую они представляют для человека, может изменяться по мере их распространения и мутаций.

Всемирный карантин

В настоящее время есть опасения, что распространение 2019-nCoV усилится, поскольку сотни миллионов граждан Китая будут перемещаться по всей стране из-за Праздника весны — китайского Нового года по лунному календарю. Люди активно закупаются на местных рынках и ездят не только по всей стране, но и за границу. По сути это крупнейшая ежегодная миграция населения. В таких условиях распространение вируса может иметь взрывной характер.

Национальная комиссия по здравоохранению Китая классифицирует 2019-nCoV как инфекционное заболевание класса B — в эту же группу входит SARS-CoV. При этом в борьбе с его распространением применяются более серьезные меры, которые обычно используют для заболеваний класса A вроде холеры или чумы. Пациентов изолируют, медики выявляют людей, с которыми контактировали заболевшие. Власти Китая также контактируют с иностранными партнерами, а СМИ активизируют усилия по информированию общественности.

Всемирная организация здравоохранения же рассматривает новый тип коронавируса как несущий риски, потенциально сравнимые с лихорадкой Эбола, свиным гриппом и полиомиелитом, однако каких-либо ограничений на поездки не рекомендует. Она намерена провести 22 января экстренное заседание, на котором будет принято решение, считать ли вспышку вируса чрезвычайной ситуацией в области общественного здравоохранения, имеющей международное значение. Также будут выработаны рекомендации для борьбы с 2019-nCoV. За все время существования ВОЗ чрезвычайная ситуация объявлялась организацией всего пять раз: из-за эпидемии свиного гриппа и эпидемии полиомиелита (2009 год), вируса Зика (2016-й) и болезни, вызванной вирусом Эбола, в Африке в 2014-м и 2019-м.

Тем не менее в аэропортах во многих странах мира уже начали проверять наличие симптомов коронавируса у некоторых пассажиров. Сканеры, оценивающие температуру тела туристов, применяют в Малайзии, наличие симптомов высматривают у прибывающих по меньшей мере в трех аэропортах в США. К подобным мерам решили прибегнуть также в Канаде и ряде воздушных гаваней Европы. Северная Корея же вообще временно закрыла границу для туристов — каждый год страну посещают около 350 тысяч граждан КНР.

В Роспотребнадзоре в свою очередь успокоили россиян: вероятность распространения смертельного коронавируса в стране низкая, хотя полностью исключать возможность его завоза на территорию невозможно. В ведомстве рассказали, что всех прилетевших из Китая пассажиров осматривают с помощью тепловизора, чтобы выявить людей с повышенной температурой. Кроме того, генетическая структура вируса уже известна, сейчас проводится работа по созданию тест-систем для выявления заболевания, а профильные службы подготовлены к проведению противоэпидемических мероприятий. В то же время россиянам порекомендовали воздержаться от поездок в Ухань до стабилизации ситуации.

При этом, как пишет газета South China Morning Post, Китайская футбольная ассоциация решила не переносить из Уханя отборочные матчи женского турнира по футболу для Олимпийских игр 2020 года.

Уже проходили

В связи с активным распространением коронавируса председатель КНР Си Цзиньпин приказал предпринять решительные усилия по его сдерживанию. Он подчеркнул, что во главе угла должны стоять безопасность и здоровье людей. При этом повышенное внимание необходимо уделять профилактике, важно и своевременно обнародовать всю новую информацию, указал китайский лидер.

Ранее в Китае несколько раз фиксировались вспышки атипичной пневмонии. Последняя серьезная эпидемия произошла в 2002-2003 годах, ее возбудителем стал коронавирус SARS, а вероятным источником распространения — летучие мыши. Китайские власти изначально скрывали сообщения о вспышке новой инфекции, однако она быстро распространилась на Гонконг и Вьетнам, а затем — и на другие страны и континенты.

В итоге только в Китае за время эпидемии умерли 350 человек при 5 тысячах заболевших. В целом же в мире тогда заболели почти 8,5 тысячи человек, более 800 скончались. В России был выявлен только один случай заболевания тяжелым острым респираторным синдромом, заразившийся был помещен в больницу Благовещенска и выписан через месяц.

Во время эпидемии атипичной пневмонии в Китае серьезно пострадали туристический и транспортный сектора, а также розничная торговля: люди предпочитали оставаться дома, чтобы не заболеть. В итоге резко упало внутренне потребление, цены на недвижимость и финансовые рынки. По подсчетам, произошедшее снизило рост ВВП в 2003 году на 0,8 процента.

Какими бы ни были последствия, ясно одно: Китай остается эпицентром появления новых опасных инфекций даже через 60 лет после азиатской пандемии гриппа (унесла жизни двух миллионов человек) и почти два десятилетия после эпидемии атипичной пневмонии. Да, в стране налажен контроль за продажей экзотических животных и успешно выявляются инфекционные заболевания. Однако традиционные рынки, на которых можно купить практически все, что угодно — от птиц до змей, — остаются популярны и потенциально представляют серьезную угрозу.

Возбудители оспы — одни из самых крупных вирусов. Похожее на гантель ядро содержит ДНК, защищенную белковым капсидом. Его окружает сферическая оболочка, оторванная от мембраны хозяйской клетки. Белковые трубочки на поверхности скрывают вирус от иммунной системы и обеспечивают заражение

В своем бескрайнем эгоцентризме человек долгое время видел себя на самой вершине пирамиды живых существ. Представлялось, что верхние этажи ее населяют близкие к нам животные, следом идут неподвижные грибы и растения, а основание занимают мириады мельчайших организмов, простейших и бактерий. И где-то на самом дне этой условной пирамиды, прямо на границе живого, расположились бесчисленные вирусы.

Неудивительно, что в пирамиде жизни место им нашлось только в самом низу. Вполне живым можно назвать разве что вирус, захвативший клетку и начавший действовать, используя ее механизмы синтеза белков и нуклеиновых кислот. Но в свободной форме он скорее мертв, чем жив: с появлением электронных микроскопов в 1930-х годах выяснилось, что их крошечные частицы (вирионы) представляют собой большие молекулярные комплексы, состоящие из белков и ДНК (или РНК), и способны разве что пассивно сохранять и переносить геном паразита от одного хозяина к другому.

Древо жизни

А по мере все лучшего понимания их устройства к этим отрицаниям добавились новые: не делятся, не синтезируют белки, не производят энергию. Наконец, вирусы не оставляют окаменелостей и следов в палеонтологической летописи, так что даже вопрос о том, откуда они появились, по-прежнему остается загадкой.

Слева направо: кишечная палочка (бактерия, 2 мкм), питовирус (1,5 мкм), мимивирус (400 нм), бактериофаг Т4 (225 нм), ВИЧ (120 нм), вирус Зика (45 нм), парвовирус (18–28 нм)

Приход гигантов

В самом деле, чем больше мы понимаем о вирусах, тем меньше общего остается у них друг с другом. Классические примеры, подобные табачной мозаике, содержат короткую ДНК и капсид из набора одинаковых повторяющихся белков. Однако другие могут окружать себя фрагментами клеточных мембран, которые часто насыщены самыми разнообразными белками. Третьи используют в оболочке белки в соединении с сахарами — гликопротеины. У четвертых ДНК вовсе нет, а роль носителя генетической информации играет РНК.

По сути, о вирусах в целом мы по-прежнему можем сказать все то же самое: они не видны в оптический микроскоп, не фильтруются, не производят белок вне клеток. Короткие геномы вирусов быстро мутируют и изменяются, что лишь добавляет путаницы в эту картину. Тем понятнее громадный интерес, который привлекло самое громкое открытие в вирусологии последних лет — обнаружение вирусов-гигантов. Еще в 1992 году, когда в одной из больниц британского Брэтфорда вспыхнула легочная инфекция, ученые исследовали пробы воды в поисках источника болезни. Здесь они заметили вполне безвредные амебы, а в амебах — довольно крупные сферы, которые поначалу сочли новым бактериальным разносчиком пневмонии.

Живой океан

А начиная с 2014 года команда Клавери обнаруживает гигантские вирусы и у одноклеточных организмов вечной мерзлоты. Из образцов, которые российские ученые собрали на берегу сибирской реки Анюй, были выделены Pithovirus sibericum и Mollivirus sibericum. Похоже, что вирусы-великаны могут быть распространены не менее широко, чем их хозяева-амебы: пока что этих гигантов находят практически везде. Большая часть их ДНК совершенно уникальна — например, из 467 генов питовируса целых 315 не встречаются больше ни у одного организма, и функции их неизвестны. Этот сложный генетический коктейль, сочетающий и заимствованные у хозяев элементы, и собственные неповторимые детали, может указать на истинное положение вирусов в мире живого.

Не существует ни единого гена, который был бы общим для всех вирусов на свете. Вдобавок их крошечные геномы чрезвычайно изменчивы, что сильно затрудняет анализ происхождения и эволюции вирусов привычными методами биоинформатики — например, сравнением последовательности нуклеотидов в их ДНК или РНК. Это же касается и аминокислотной последовательности вирусных белков. С другой стороны, функции, которые выполняют те же белки, определяются не столько их набором аминокислот, сколько пространственной конфигурацией, формой — фолдингом. Поэтому важные детали белковых структур остаются куда более стабильными во времени, чем их аминокислотные цепочки или кодирующие их нуклеотиды.

Это позволяет анализировать эволюционные отношения организмов, исходя из характерных элементов фолдинга их белков. Несколько лет назад такой анализ был проделан для 11 млн белковых структур. Биологи выделили в общей сложности 1995 суперсемейств фолдинга (Folding Superfamilies, FSF), две трети которых имеются только у клеточных организмов — бактерий, архей, эукариот. При этом большая часть остальных суперсемейств встречается у всех организмов, включая и вирусы. Это в общей сложности 424 FSF — более 1/5 их общего числа, весьма внушительное количество, которое свидетельствует в пользу гипотезы о долгом общем прошлом и коэволюции древнейших протоклеточных и протовирусных форм.

В этом океане вирусы могут выступать особенными, неклеточными формами существования генов, возникшими еще до появления протоклеток. Когда-то они были разнообразными и равными представителями зарождавшейся жизни. Однако некоторые из них — и образец этому нам дают гигантские вирусы — могли усложниться и дать начало будущим клеточным организмам. Они оказались настолько успешными, что вытеснили остальных на периферию эволюции. Предкам вирусов оставалась единственная и не самая приятная стратегия выживания — глубокий паразитизм внутри более удачливых соперников. Но применение этой стратегии на практике они довели до совершенства. Сегодня вирусы — самые многочисленные существа на нашей планете, вносящие огромный вклад в вечное волнение генетического океана жизни.