Гримасы патогенеза
Я уже упоминал о том факте, что в некоторых случаях риновирусные инфекции протекают тяжелее, чем обычно. В большинстве случаев заболевание бывает легким, и дело ограничивается поражением верхних дыхательных путей, но иногда инфекция поражает и более глубокие, нижние дыхательные пути. Вполне оправдан вопрос, объясняется ли этот феномен различиями между вирусами, или все дело в хозяине. Здравый смысл подсказывает, что тяжесть простуды зависит от больного, а не от серотипа вируса, который его поразил. Тяжелое течение болезни часто регистрировали у пациентов, неспособных на мощный антивирусный иммунный ответ. Это стало очевидным, когда сравнили тяжесть течения простуды с уровнем антивирусного медиатора интерферона-α, который секретируется пораженными клетками (Message, Johnston, 2001; Copenhaver et al., 2004; Sykes et al., 2012). Пациенты, у которых происходит вялая мобилизация интерферона, болеют тяжелее. Пациенты, страдающие легочными заболеваниями, и люди с ослабленным иммунитетом тоже более восприимчивы к тяжелому течению риновирусных инфекций. Тем не менее один новый таксон риновирусов, РВЧ-C, недавно открытый учеными (Lee et al., 2007), ассоциируется с более тяжелым течением вызываемой им простудой и с поражением нижних дыхательных путей, в особенности у больных, страдающих бронхиальной астмой. Этот сегмент риновирусных инфекций является, по понятным причинам, предметом особого внимания и озабоченности для пациентов и их лечащих врачей, но в смысле эволюции риновирусов эта форма заболевания едва ли имеет большое значение, так как встречается редко. Маловероятно, что последствия этого редкого заболевания будут лучше служить эгоистичным целям риновирусных геномов. Особенно это вероятно, если тяжесть заболевания все же зависит от хозяина, а не от генетической вариабельности вируса, которая может стать объектом естественного отбора. Если бы тяжелое течение заболевания у некоторых индивидов определялось на уровне геномной последовательности риновирусов человека и если бы эти изменения обеспечивали вирусу существенные преимущества в плане передачи инфекции, то можно было бы ожидать большей частоты таких тяжелых заболеваний. Поскольку, однако, этого не происходит, представляется более правдоподобным, что эволюция патогенности штаммов риновирусов уже достигла оптимального баланса между надежностью передачи болезни и патогенностью. Геномы наилучшим образом приспособленных риновирусов являются, по-видимому, продуктом самых частых встреч риновирусов с их хозяевами, у которых типичная клиническая картина с легкими и ограниченными по локализации симптомами служат самым отчетливым признаком патогенности. Небольшое число заражений, проявляющееся более тяжелыми симптомами, как представляется, не является движущей силой эволюционных изменений риновирусов. Риновирусы едва ли нуждаются в более высокой патогенности, и едва ли она у них разовьется. Преобладание давления очищающего естественного отбора на геном позволяет предполагать, что за время долгих отношений между людьми и риновирусами эволюция уже довела эти отношения до оптимального уровня.
Все же возможно, что эволюционные изменения риновирусов были (и могли быть) потенцированы редкими случаями более серьезного заболевания. Можно предположить, что такие заболевания протекают с большим числом репликативных циклов у одного больного. Увеличение числа циклов репликации у больного может обогатить генетическое разнообразие вирусной популяции в большей степени, чем это возможно при легко протекающем заболевании (Tappard et al., 2011). Эти варианты, если они доступны для распространения и передачи другим хозяевам, являются вероятными кандидатами на уничтожение под влиянием давления очищающего отбора и удаляются из популяции (для сохранения статус-кво). Тем не менее в условиях, когда эволюционные изменения происходят в популяции хозяев, такое повышение генетической вариабельности может стать плодородной почвой для давления положительного отбора. В настоящее время, однако, нет данных за то, что этот феномен сыграл центральную роль в распространении штаммов риновируса или в их диверсификации.
Позвольте мне теперь представить вам еще одного члена семейства пикорнавирусов. На этот раз мы познакомимся с энтеровирусом, который называется полиовирусом или вирусом полиомиелита. Его геном имеет такой же размер, он сходным образом организован и имеет похожий капсид. Полиовирус, однако, не вызывает респираторных заболеваний; это кишечный патоген, поражающий человеческий кишечник. Источник инфекции – кал больного, в котором содержатся вирусные частицы. В общественном сознании полиовирус в первую очередь представляется причиной тяжелого заболевания, полиомиелита, который до введения в практику вакцинации (в пятидесятые годы) из года в год повторялся в виде сезонных эпидемий. Главными жертвами полиомиелита становились дети, у которых это заболевание было причиной развития детского паралича. Это поистине страшная болезнь. Однако после внедрения в клиническую практику вакцины Джонаса Солка и успешной кампании вакцинации представление о железных легких – громадного аппарата, в котором, как в мышеловке, лежал человек, не способный дышать самостоятельно, – потускнело и ушло в прошлое. Причина, по которой я решил представить вам полиомиелит, заключается не в том, что это тяжелая болезнь, вызываемая вирусом, а в том, что этот пример наиболее наглядно иллюстрирует пункт, о котором я уже говорил, касаясь давления отбора, оказавшего наибольшее влияние на эволюцию риновирусов. Для полиомиелита характерен фекально-оральный путь заражения; вирус попадает в организм через рот и в конечном итоге выводится с калом. Сначала вирус фиксируется и размножается в слизистой оболочке ротоглотки и кишечника, но может проникнуть сквозь кишечную стенку и попасть в кишечные и шейные лимфатические узлы. Репликация в лимфоузлах приводит к виремии (попаданию вируса в кровь), благодаря чему вирусы можно обнаружить в крови. Правда, в 98–99 % случаев этим все и заканчивается. Это очень легкое заболевание, проявляющееся нетяжелой ангиной и такими общими симптомами, как лихорадка и недомогание. Действительно, серологические исследования, проведенные в период, когда полиомиелит был эндемичным для нашего общества, показали, что вирус поражал большое число людей, но мало кто из них мог припомнить, что болел полиомиелитом. Таким образом, во многих случаях инфицирование вирусом полиомиелита протекает без заметных симптомов, а в большинстве других случаев заболевание протекает доброкачественно. С другой стороны, в небольшом проценте случаев вирус полиомиелита может проникнуть в нервную систему, что приводит к ужасным неврологическим последствиям – заболеванию полиомиелитом. Это, однако, случайность, отклонение от естественного течения инфекции, которая по своей сути является поражением пищеварительного тракта. Поскольку лишь у ничтожного числа инфицированных происходит инвазия вируса в нервную систему, логично предположить, что это меньшинство больных изначально предрасположено к тяжелому заболеванию. На моделях животных, зараженных вирусом полиомиелита, был изучен антивирусный ответ на инфицирование и реактивное повышение секреции интерферона. Было показано, что низкий уровень интерферона препятствует эффективному подавлению репликации вирусных частиц и является предпосылкой проникновения вируса в нервную ткань (Racaniello, 2006). Отсюда был сделан вывод о том, что полиомиелит может быть следствием неспособности некоторых индивидов к полноценному антивирусному ответу. Неспособность эффективно подавлять репликацию вируса приводит к образованию большего числа вирусных частиц и повышению риска заражения ими нейронов и дальнейшего проникновения в центральную нервную систему. Обусловленный интерфероном антивирусный ответ оказывает сильное влияние на тяжесть проявления простуды при риновирусной инфекции, поэтому есть все основания считать, что и в этом случае недостаток интерферона определяет подверженность маленьких детей параличу, вызываемому вирусом полиомиелита.
