Межвидовой барьер. Неизбежное будущее человеческих заболеваний и наше влияние на него — страница 87 из 116

Ни он, ни Воробей не подозревали, насколько тяжела болезнь, но они улетели первым же рейсом, который доставил их в Руанду. Оттуда они перебрались в Энтеббе, город в Уганде, где Хэмилтону диагностировали тропическую малярию, и он прошел курс лечения. Затем они отправились в Найроби, а из Найроби уже улетели в Хитроу. Тогда казалось, что худший период болезни Хэмилтона позади, он чувствовал себя намного лучше. Они выполнили свою миссию, все было хорошо. Один американский полевой биолог однажды рассказал мне, как чувствует себя в такие моменты: «Таковы правила игры: надо вернуться домой с данными». Его исследования тоже были довольно опасны — он потерпел кораблекрушение, голодал, чуть не утонул, его кусали змеи, но вот с малярией и автоматами Калашникова ему дела иметь не доводилось.

— Если ты рискуешь слишком сильно, то не возвращаешься домой, — сказал он. — А если рискуешь слишком мало, то не получаешь данных.

Хэмилтон и Воробей собрали данные, вернулись домой, а потом узнали, что холодильник, в котором хранились их драгоценные образцы, потерялся где-то в пути между Найроби и Лондоном.

Я съездил к Воробью в Тусон, и он рассказал мне всю эту историю.

— Все было хорошо, — сказал он, — только вот мы сдали в багаж шесть сумок, в том числе холодильник с образцами, а потом получили с карусели всего пять. Шестая, где были все образцы, пропала.

Его другу Хэмилтону на следующий день снова стало хуже, он отправился в госпиталь — и там началось катастрофическое кровотечение, возможно, вызванное противовоспалительными препаратами, которые он принимал от малярийной лихорадки. Воробей позвонил ему домой, и сестра Хэмилтона сообщила ему печальную новость: «Кто вы такой, почему вы звоните, Билл в реанимации!» Воробей тем временем ругался по международной связи с погрузчиком багажа из Найроби, который заверил его, что холодильник нашли и пришлют следующим же рейсом. Сумку действительно прислали — только вот это был чужой холодильник, набитый сандвичами.

— В общем, пока Билл умирал в больнице, разворачивалась и еще одна маленькая драма, — рассказал мне Воробей. Нужный холодильник все же прибыл в страну через два дня, но Хэмилтону уже было не до празднований. Он пережил не одну операцию и переливание крови, но после нескольких недель борьбы за жизнь все же умер.

Образцы фекалий конголезских шимпанзе, ради которых Хэмилтон пожертвовал жизнью, не дали ни одного положительного анализа на ВИО. Пара образцов мочи дала пограничный результат на антитела. Эти результаты не были ни достаточно ясными, ни достаточно драматичными, чтобы их можно было опубликовать. Хорошие данные берутся там, где вы их находите, — далеко не всегда там, где вы ищете. Через несколько лет, когда до Тусона добрались образцы из Киншасы — те самые 813 маленьких парафиновых пластинок с тканями, которые Жан-Жак Муйембе привез в Бельгию в чемодане, — Майкл Воробей был готов. Он нашел среди них DRC60, и этот образец рассказал неожиданную историю.

93

Поиск вирусной РНК в старых образцах тканей, сохраненных в парафине, — непростая задача даже для эксперта. Эти маленькие пластинки, по словам Воробья, оказались «просто жутью для молекулярного биолога». Проблемой было даже не то, что они пролежали сорок три года при комнатной температуре в пыльной экваториальной кладовке. Основную проблему представляли химикаты, которые использовались для фиксации тканей в 1960 году вместо метанола и ксилола, которые мне показал профессор Кабонго. В те времена патологоанатомы предпочитали так называемую смесь Буэна, сильный раствор, состоящий в основном из формалина и пикриновой кислоты. Смесь Буэна отлично сохраняет клеточную структуру тканей, подобно заливному из лосося, так что образцы можно легко нарезать на тонкие ломтики и рассматривать их под микроскопом; но вот для длинных органических молекул она настоящий ад. После обработки смесью Буэна от ДНК и РНК остаются лишь мелкие фрагменты, объяснил Воробей, и они формируют новые химические связи, так что «получается что-то вроде безнадежно перепутанной новогодней гирлянды, а не аккуратной последовательности шариков, с которыми так хорошо проводить опыты по молекулярной биологии». Поскольку процесс оказался очень трудоемким, он проанализировал всего 27 из 813 образцов, присланных из Киншасы. Среди этих двадцати семи он обнаружил один, фрагменты РНК в котором однозначно принадлежали ВИЧ-1. Воробей сумел преодолеть все трудности: умело распутал «гирлянду», составил вместе все фрагменты и собрал секвенцию нуклеотидных оснований, которую назвал DRC60.

На этом закончилась «мокрая» часть работы. «Сухая» работа, проведенная в основном на компьютере, заключалась в сравнении, нуклеотид за нуклеотидом, образцов DRC60 и ZR59. Кроме того, эти образцы сравнивались и с известными секвенциями ВИЧ-1 группы M, чтобы поместить их в семейное древо. Цель этих сравнений — определить, насколько заметны эволюционные различия. Насколько далеко друг от друга отстоят эти штаммы вируса? Эволюционные расхождения накапливаются в мутациях на нуклеотидном уровне (а также некоторыми другими способами, но здесь это неважно), а у РНК-вирусов вроде ВИЧ, как я уже объяснял, скорость мутации сравнительно высокая. Что не менее важно, средняя скорость мутации ВИЧ-1 известна — или, по крайней мере, ее можно с высокой степенью достоверности предположить, изучив много штаммов. Скорость мутации считается «молекулярными часами» вируса. У каждого вируса скорость мутации своя, и, следовательно, «молекулярные часы» тоже «тикают» с разной скоростью. Соответственно, разница между двумя вирусными штаммами может показать, сколько прошло времени с того момента, как они отделились от общего предка. Степень разницы, умноженная на скорость мутации, равна прошедшему времени. Именно так молекулярные биологи рассчитывают важный параметр, который называется «время до ближайшего общего предка» (TMRCA).

Пока все понятно? Отлично. А теперь глубоко вдохните. Благодаря этим крупицам понимания мы пересечем глубокий пролив сложных молекулярных терминов и доберемся до важного научного откровения. Поехали!

Майкл Воробей обнаружил, что DRC60 и ZR59, образцы, взятые у двух жителей Киншасы в течение буквально одного года,оченьотличаются друг от друга. И тот, и другой, несомненно, принадлежали к одной и той же группе M ВИЧ-1; их невозможно было перепутать ни с группой N, ни с группой O, ни с вирусом шимпанзе ВИОcpz. Но в пределах группы M они разошлись очень далеко друг от друга. Насколько далеко? Одна секция генома на 12 процентов отличалась от той же секции в другом вирусе. А сколько нужно времени, чтобы достичь такой разницы? Лет пятьдесят, предположил Воробей. Или, если вы хотите более точной цифры, по его подсчетам, ближайший общий предок DRC60 и ZR59 датируется 1908 годом, плюс-минус небольшой допуск.

Получается, преодоление межвидового барьера случилось в 1908 году? Это намного раньше, чем кто-либо предполагал; таким открытиям самое место в авторитетных изданиях вроде Nature. Статья была издана в 2008 г., через сто лет после предполагаемого события; среди соавторов значились в том числе Жан-Жак Муйембе, Жан-Мари Кабонго и Дирк Тёвен. Воробей писал:

«Наша оценка времени расхождения с эволюционной временной шкалой, длина которой составляет несколько десятилетий, а также учитывая заметное генетическое расстояние между образцами DRC60 и ZR59, показывает, что эти вирусы происходят от общего предка, который циркулировал среди жителей Африки в начале XX в.»[218]


В разговоре со мной он выразился проще:

— Этот вирус был для людей не новым.

Работа Воробья стала непосредственным опровержением гипотезы ОПВ. Если люди болели ВИЧ-1 уже в 1908 г., то, очевидно, вирус никак не мог впервые попасть в организм человека во время испытаний вакцины, проведенных в 1958 г. Окончательное прояснение этого вопроса важно и само по себе, но это лишь часть вклада, сделанного Воробьем. Определение временных рамок первого заражения стало большим шагом к пониманию того, как началась и развивалась пандемия СПИДа.

94

Определение места первого заражения не менее важно; это удалось выяснить в другой лаборатории. Беатрис Хан немного старше Майкла Воробья, и ее работа по поискам происхождения СПИДа началась задолго до того, как Воробей нашел образец DRC60.

Хан, уроженка Германии, получила медицинское образование в Мюнхене, в 1982 г. переехала в США и три года проработала в лаборатории Роберта Галло, изучая ретровирусы. Затем она перебралась в Алабамский университет в Бирмингеме, где стала профессором медицины и микробиологии и одним из директоров центра исследования СПИДа, собрав под своей эгидой талантливых постдокторантов и аспирантов. (Она работала в Алабамском университете с 1985-го по 2011 г., и практически вся описанная здесь работа была проведена именно в этот период; позже она присоединилась к Перельмановской школе медицины в Пенсильванском университете в Филадельфии.) Главная цель разнообразных проектов Хан, как и у Воробья, — разобраться в эволюционной истории ВИЧ-1 и его родственников и предков. Самое подходящее описание для подобных исследований дал Воробей, когда я попросил его назвать свою отрасль работы: молекулярная филогенетика. Молекулярные филогенетики исследуют нуклеотидные последовательности ДНК или РНК различных организмов, сравнивают и сопоставляют их с той же целью, с которой палеонтологи изучают фрагменты окаменевших костей вымерших гигантских ящеров, — чтобы узнать форму генеалогического древа и эволюционную историю. Но Беатрис Хан, будучи врачом, поставила перед собой и другую цель: узнать, как именно гены ВИЧ-1 вызывают заболевание, и разработать новые методы лечения, профилактики, а может быть, даже полного излечения болезни.

За два десятилетия работы лаборатории Хан в Алабамском университете было издано немало очень интересных статей; во многих из них основным автором значился кто-то из младших исследователей, а Хан, как научный руководитель, стояла в списке последней. Именно так случилось и в 1999 г., когда Фен Гао опубликовал филогенетическое исследование ВИО