Anopheles служит переносчиком и живут ли поблизости свиньи, которые отвлекают голодных комаров от людей. Макдональд составил уравнения, соответствовавшие его разумным предположениям о том, как все эти факторы могут взаимодействовать. Проверив уравнения на известных данных о цейлонской эпидемии, он обнаружил, что все неплохо сходится.
Это подтвердило точность его предположений. Он пришел к выводу, что пятикратного увеличения плотности популяции комаров Anopheles в сравнительно свободных от болезни регионах Цейлона в сочетании с условиями, которые продлили срок жизни этих комаров (дали им достаточно времени, чтобы укусить человека, заразиться и укусить другого человека), оказалось достаточно, чтобы запустить эпидемию. Одна переменная из многих увеличилась в пять раз — и огонь запылал.
Главным результатом вычислений Макдональда стало одно-единственное число, которое он назвал индексом репродукции. Этот индекс, по его словам, означает «количество заражений, распределенных по обществу как прямой результат наличия болезни у одного из его членов»[71]. Если точнее, это среднее количество вторичных заражений в начале эпидемии, когда одно зараженное лицо попадает в окружение, где никто не обладает иммунитетом и, соответственно, все уязвимы. Макдональд открыл ключевой параметр — судьбоносный, определяющий. Если индекс репродукции меньше 1, то болезнь исчезает сама по себе. Если он больше 1 (или, точнее, больше 1,0), то вспышка разрастается. А если он значительно больше 1,0, то бабах! — вот вам эпидемия. Индекс репродукции на Цейлоне, судя по доступным ему данным, составил около 10. Это довольно большое число. Достаточно большое, чтобы вызвать тяжелую эпидемию. Но, с другой стороны, для обстоятельств, возникших на Цейлоне, это число скорее было нижней границей. В качестве верхней границы Макдональд описал следующий случай: одного человека, который не получил лечения и остается заразным восемьдесят дней, в день кусают по десять комаров. Если эти комары проживают достаточно долго и получают достаточно возможностей, чтобы укусить человека, они могут заразить еще 540 человек. Индекс репродукции: 540.
Кампания ВОЗ по искоренению малярии провалилась. Более того, как выразился один историк, «она, по сути, уничтожила маляриологию. Превратила тонкую и важную науку, посвященную пониманию и управлению сложной природной системой — комарами, малярийными паразитами и людьми — в перестрелку из распылителей»[72]. После многих лет применения пестицидов и лечения больных, «здравократы» (healthocrats) увидели, как малярия возвращается со всей свирепостью в тех самых регионах — в Индии, Шри-Ланке (как к тому времени уже стал называться Цейлон) и Юго-Восточной Азии, — на которые было потрачено столько времени и сил. Кроме проблемы (довольно большой) с резистентностью к ДДТ, приобретенной комарами рода Anopheles, планировщики и инженеры ВОЗ, скорее всего, уделили недостаточно внимания другому соображению — небольших перемен, которые ведут к большим последствиям. Люди обладают огромными возможностями для заражения комаров малярией. Достаточно упустить буквально одного больного человека в рамках программы поиска и лечения, направленной на устранение малярийных паразитов в людях, а потом — чтобы его укусил один комар, и все начнется заново. Инфекция распространится, а когда ее индекс репродукции превышает 1,0, она распространяется быстро.
Если вы читали последнюю научную литературу об экологии болезней, которая содержит очень много математики и которую я вам очень не рекомендую, если, конечно, вы не очень заинтересованы темой или не страдаете от бессонницы, то видели, что индекс репродукции там мелькает практически везде. Это альфа и омега всей отрасли, точка, с которой начинается и которой заканчивается анализ инфекционных заболеваний. В уравнениях эта переменная обозначается R0. (Да, признаюсь, использование R0 в качестве обозначения индекса репродукции, а простого R в качестве обозначения выздоровления в модели SIR может немного сбить с толку. Это просто неловкое совпадение — и reproduction (репродукция), и recovery (выздоровление) начинаются на букву R). R0 обладает объяснительной и в определенной мере предсказательной способностью. Этот параметр определяет границу между небольшим скоплением странных заболеваний где-то в тропической деревне, которые вспыхивают и исчезают, и глобальной пандемией. А разработал его Джордж Макдональд.
28
Plasmodium falciparum не единственный малярийный паразит, вызывающий беспокойство в мире. Вне Африки южнее Сахары большинство случаев малярии вызывается Plasmodium vivax, вторым по суровости из четырех плазмодиев, адаптировавшихся к заражению именно людей. (Другие два, P. ovale и P. malariae, намного более редки и менее вирулентны, вызывая инфекции, которые обычно проходят сами, без медицинского вмешательства.) P. vivax менее смертоносен, чем P. falciparum, но вызывает немало страданий, неудобств и потерянной производительности труда — он отвечает примерно за 80 миллионов случаев малярии (в основном, несмертельных) в год. Его происхождение недавно было установлено, — опять-таки, средствами молекулярной филогенетики, — и в работе снова участвовал Ананиас Эскаланте, ранее работавший в CDC, а сейчас — в Университете штата Аризона[73]. Эскаланте и его соавторы показали, что P. vivax не появился в Африке вместе с первыми людьми, как, похоже, «поступил» P. falciparum, а ожидал наших предков, когда они прибыли, чтобы колонизировать Юго-Восточную Азию. Данные показывают, что ближайшие родственники P. vivax — плазмодии, которые поражают азиатских макак[74].
Я не буду пересказывать здесь эти работы, потому что мы и так уже достаточно глубоко увязли, но все же хочу обратить ваше внимание на один небольшой аспект, который неизбежно ведет к интересному отступлению. Команда Эскаланте в 2005 г. сообщила, что P. vivax имеет недавнего общего предка с тремя разновидностями малярийных паразитов макак. Одна из этих разновидностей — Plasmodium knowlesi, паразит, который водится на Борнео и в Западной Малайзии и периодически заражает как минимум двух местных приматов — макака-крабоеда и свинохвостого макака. P. knowlesi занимает очень странное место в анналах медицины — его использовали для лечения нейросифилиса (сифилиса центральной нервной системы), которое в начале XX в. некоторое время проводилось при помощи малярийных лихорадок.
История здесь следующая. Доктор Роберт Ноулз был подполковником Индийской медицинской службы, который в 1930-х гг. служил в Калькутте и занимался исследованиями малярии. В июле 1931 г. он обнаружил незнакомый новый штамм малярийного паразита, полученный из ввезенной в страну мартышки. Он понимал, что это плазмодий, но он не был похож ни на один известный ему. Ноулз и его младший коллега, помощник хирурга по имени Дас Гупта, решили изучить его. Они ввели микроба мартышкам нескольких других видов и стали следить за прогрессом инфекции. Таинственный штамм оказался убийственным для макак-резусов — у них поднималась температура, в крови скапливалось множество паразитов, и они быстро умирали. А вот на индийского макака он практически не действовал. Кроме того, Ноулз и Гупта ввели плазмодия трем добровольцам-людям (слово «добровольцы» здесь можно поставить в кавычки — они вряд ли могли отказать), один из которых был местным жителем, поступившим в госпиталь для лечения укушенной крысой ноги. Бедняга очень тяжело заболел — не от укуса крысы, а от инъекции малярийного паразита. У подопытных обезьян и человека, как заметили Ноулз и Гупта, период лихорадки составлял одни сутки — в отличие от двух-и трехдневных циклов, характерных для человеческой малярии. Ноулз и Гупта опубликовали статью о необычном паразите, но не дали ему имени. Немногим позже другая команда ученых назвала его Plasmodium knowlesi в честь первооткрывателя.
А теперь сменим декорации и переместимся в Восточную Европу. Ознакомившись с научной литературой, румынский исследователь малярии по имени Михай Чукэ, имевший хорошие связи, заинтересовался свойствами и потенциальным применением Plasmodium knowlesi и написал одному из коллег Ноулза в Индии, запросив образец. Когда обезьянью кровь доставили, профессор Чукэ стал вводить дозы P. knowlesi пациентам с неврологическим сифилисом. Это было вовсе не так безумно, как звучит, хотя, пожалуй, даже для Румынии было слегка диковато, потому что последствия инфицирования P. knowlesi у людей были крайне малоизвестны. Тем не менее Чукэ просто следовал методикам терапии, эффективность которых была не просто доказана, но и вошла в научные каноны. Еще в 1917 г. венский невролог по имени Юлиус Вагнер-Яурегг начал вводить пациентам с поздней стадией сифилиса другие штаммы малярии — и не только избежал судебных преследований за врачебную халатность и обвинений в преступной глупости, но и получил Нобелевскую премию по медицине. Вагнер-Яурегг был из тех отталкивающих людей, что нередко становились знаменитыми в прошлые времена: носившим ницшеанские усики желчным антисемитом, выступавшим за «расовую гигиену» и насильственную стерилизацию душевнобольных. Однако его «пиротерапия» с использованием малярии реально помогла многим пациентам с нейросифилисом, которые в противном случае провели бы остаток дней в сумасшедших домах. В методе лечения, предложенном Вагнером-Яуреггом, была своя холодная — хотя нет, горячая — логика. Он работал, потому что микроб, вызывающий сифилис, очень чувствителен к температуре.
Сифилис вызывается спиральной бактерией (спирохетой) под названием