Единственная реальная угроза человеческому господству на планете – это вирус.
Если вирус, как выразился другой нобелеат Питер Медавар, – «это дурная новость, завернутая в белок»,294 то с появлением H5N1 миру была объявлена худшая из возможных новостей.
Уже более века ученые удивляются, как вирус – простейшая и мельчайшая форма жизни – может представлять такую угрозу. «Дело в том, – говорит экс-глава отделения вирусных заболеваний при ЦКЗ, – что вирусы всегда как бы на границе жизни: между живыми организмами и чистой химией. Мне же лично кажется, что они живые».295
То, что кажется крошечным нам, для вирусов оказывается огромным: на одном-единственном миллиметре умещаются миллионы вирусов.296 По выражению одного автора, они, «словно крошечные террористы, перемещаются неслышно и невидимо, легко меняют обличия и с убийственной настойчивостью преследуют намеченные цели».297
Вирусы – это частицы генетического материала, ДНК или РНК, заключенные в защитную оболочку. Перед ними стоят три задачи. Во-первых, у них есть гены, но нет возможности их репродуцировать в потомстве, поэтому им необходимо захватить уже живую клетку и паразитировать на ее молекулярном устройстве размножения и пополнения энергии.
Во-вторых, они вынуждены решать вопрос собственного распространения от одного носителя к другому, и в случае, если вирус чересчур пассивен, то он может не успеть распространиться в течение жизни носителя, а значит, окажется вместе с ним похоронен. Но излишне заразным вирусу быть невыгодно, поскольку слишком высокая активность убьет носителя прежде, чем тот сможет передать вирус другим, и в этом случае вирус обречен на гибель. В-третьих, любой вирус должен уметь обходить защитные механизмы носителей, и каждый из них вырабатывает для этого собственную стратегию.298
Петух есть не более чем способ, к которому прибегает яйцо в целях произведения последующих яиц.
Итак, вирус представляет собой набор инструкций по производству белков, позволяющих ему распространиться и размножиться. У вирусов нет ни ног, ни крыльев, ни иных возможностей передвигаться. Они лишены даже отростков, похожих на жгутики, с помощью которых перемещаются многие бактерии. Вирусу необходимо как-то заманить носителя, чтобы тот выполнил за него работу по распространению. Такие ситуации мы наблюдаем в природе повсюду. Растения неподвижны, поэтому многие из них научились выделять сладкий нектар, привлекающий пчел, которые и распространяют их репродуктивную пыльцу. У дурнишника есть колючки, которые цепляются за мех животных. Ягоды выработали сладкий вкус для привлечения птиц, чтобы те, питаясь ими, оставляли экскременты с семенами на огромных расстояниях от материнских кустов. Вирусы представляют собой квинтэссенцию этого эволюционного инстинкта. Вирус бешенства запрограммирован на заражение областей мозга животного, вызывающих неконтролируемую агрессию. Параллельно он реплицируется в слюнных железах, чтобы распространяться через укусы.299 Токсоплазма пользуется аналогичным механизмом для своего распространения: паразит заражает кишечник кошки, выходя затем с калом и подхватываясь промежуточным носителем – крысой или мышью, – которую затем, завершая полный цикл, ловит и съедает другая кошка. Чтобы облегчить собственное распространение, токсоплазма проникает в мозг грызунов, изменяя их поведение: естественные инстинкты самосохранения, избегание хищника в лице кошки удивительным образом превращается в совершенно беспечное влечение к ним.300 Болезни вроде холеры и ротавируса распространяются через кал, поэтому логично, что они сами также вызывают сильные приступы диареи. Эбола передается через кровь, поэтому у зараженных лихорадкой открываются кровотечения. Впрочем, через кровь и слюну особо далеко не уехать; по крайней мере, вирусу с высокими амбициями. Вирусы, которые «понимают», что путешествовать через дыхательные или половые пути намного эффективнее, потенциально могут поразить миллионы людей. А перестать дышать куда сложнее, чем практиковать безопасный секс.
Оно витает в воздухе
У гриппа или коронавируса есть около недели, прежде чем либо иммунитет нового носителя убьет его, либо же носителя убьет вирус. В период заражения у вируса может происходить естественный отбор, выявляющий наиболее вирулентные штаммы, способные эффективнее преодолевать иммунитет заражаемых.
Наше тело отбивается от непрошенных вирусных гостей с помощью тройной системы защиты. Передовым ее уровнем, как бы заградительным отрядом, является кожа, состоящая из пятнадцати или более слоев омертвелых клеток, спаянных воедино с помощью жировой прослойки.301 По мере отслаивания отживших клеток каждый день образуется еще один новый слой. Примерно раз в две недели происходит полное обновление кожного покрова.302 Поскольку вирусы умеют репродуцироваться лишь в живых и функционирующих клетках, а внешний слой нашей кожи состоит из клеток мертвых, кожа выступает важным форпостом в противовирусно-оборонной системе.
А вот дыхательные пути подобной защитой не обладают. Они не только связаны с живыми тканями, но и являются основным узлом связи с внешним миром. Общая площадь кожного покрова составляет около пары квадратных метров, а если полностью развернуть легкие, они займут площадь, равную целому теннисному корту.303 Каждый день мы вдыхаем около двенадцати тысяч литров кислорода.304 Так что для вируса, особенно не приспособленного к выживанию в кислотной желудочной среде, легкие – это удобный способ попасть внутрь человеческого организма.
Наш организм в курсе подобных уязвимостей. Недостаточно просто вдохнуть вирус: ему нужно физически суметь заразить живую клетку. Вот тут-то дело и доходит до слизистых оболочек. Наши дыхательные пути покрыты слоем слизи, сдерживающей нападение вируса и не позволяющей ему подобраться к клеткам. А многие клетки и сами оснащены крошечными волосками, которые прочесывают загрязненную слизь до самого горла, чтобы откашлять ее или проглотить, утопив в желудочной кислоте. Одна из причин, по которой курильщики особенно восприимчивы к респираторным инфекциям, заключается в том, что токсины в сигаретном дыме парализуют и постепенно разрушают этих хрупких, крошечных уборщиков клеток.305
Наши дыхательные пути в день вырабатывают около полчашки слизи,306 а в случае угрозы или наличия инфекции могут значительно увеличить объемы. Но вирус гриппа принадлежит к семейству ортомиксовирусов, получившему название от греческих слов ὀρθός, прямо и μύξα, слизь. Такие вирусы умеют найти брешь в рубежах слизистой защиты.
В отличие от большинства вирусов, обладающих постоянной формой, инфлюэнца может быть и равномерно круглыми шариками, и нитями-макаронинами или вовсе чем-то средним.307 Но у всех форм гриппа есть общая черта – это шипики, усеивающие тело вируса, словно подушечку для булавок.308 Шипики бывают двух видов: треугольные, вытянутые вдоль ферменты, – гемагглютинины,3019 и квадратные, похожие на маленькие грибы, – нейраминидазы.
Есть множество описаний вариантов обоих ферментов. На сегодняшний день известно восемнадцать типов гемагглютининов (с H1 по H18 соответственно) и одиннадцать типов нейраминидаз (N1-N11). По тому, какие именно типы ферментов присутствуют на поверхности вируса, и различаются штаммы гриппа. Название «H5N1» обозначает, что вирус обладает гемагглютинином пятого типа, согласно классификации ВОЗ, а также «шипиками» нейраминидазы первого.310
На то, чтобы нейраминидазы выпирали с самой поверхности, у вируса есть веская причина: описанный в вирусологии как «напоминающий по форме гриб на непропорционально длинной ножке»,311 этот фермент, словно мачете, рассекает слой слизи и растворяется в ней, чтобы атаковать укрытые слизью клетки дыхательного тракта,312 а затем уступить дорогу захватывающим власть шипикам гемагглютинина.
Как и белковые шипики, покрывающие коронавирусы, гемагглютинин также работает отмычкой, с помощью которой вирус гриппа проникает внутрь клеток. Клетки нашего тела покрыты сахарами. Внешняя мембрана, обволакивающая каждую клетку, усеяна гликопротеинами – комплексами сахаров и белков, выполняющих разные функции, включая межклеточную коммуникацию. Гемагглютинин вируса прилепляется с одним из сахаров с поверхности клетки, называемым сиаловой кислотой (от греческого σίαλον – слюна). Поэтому гемагглютинин так и был назван: когда вирус инфлюэнцы смешивается с кровью, сотни гемагглютининовых шипиков, расположенных на каждом вирионе, тут же образуют перекрестные связи между множеством эритроцитов, покрытых сиаловой кислотой, все плотнее слепляя их вместе. Происходит агглютинация, то есть склеивание красных кровяных телец (от латинского agglūtināre – приклеивать и греческого αίμα – кровь).313
Такой маневр вынуждает клетку заглотить вирус. Как в классическом скетче о «сухопутной акуле» из вечерних шоу, вирус дурачит клетку, позволяющую ему войти.[13] Оказавшись внутри, вирус захватывает власть, обращая клетку в вирусопроизводящую фабрику. Сначала вирус измельчает ДНК нашей клетки, полностью перепрофилируя ее на производство большого количества вирусов; в итоге это приводит к смерти клетки – из-за вируса она пренебрегает собственными нуждами.314 Но почему вирус научился убивать клетку, то есть сжигать собственную фабрику? Зачем же кусать руку, которая тебя кормит? Почему бы просто не поживиться половиной клеточного белка и сохранить ее живой, чтобы она произвела еще больше вирусов? В конце концов, чем больше клеток умрет, тем скорее иммунная система будет оповещена о присутствии в организме вируса.
Все просто: вирус убивает просто потому, что именно так он распространяется.
Существует множество мифов и легенд о заражении гриппом. На деле же умирающие клетки дыхательных путей провоцируют воспалительную реакцию, вызывающую рефлекторный кашель. Вирус пользуется собственными защитными механизмами организма для заражения новых носителей. При кашле выделяется несколько миллиардов свежепроизведенных вирусов, которые вылетают на скорости свыше ста километров в час.315 При чихании скорость превышает сто пятьдесят километров в час,316 а бактерии выбрасывается более чем на десять метров.317 Вот почему важно прикрывать рот рукой при кашле или чихании, иначе даже дистанция в несколько метров не сможет защитить от заражения.
Способность вирусной нейраминидазы разжижать слизь позволяет образовывать мельчайшие аэрозольные капли,318 которые настолько легки, что могут зависать в воздухе до нескольких минут, прежде чем осесть на землю.319 При каждом кашле образуется около сорока тысяч подобных капель,320 и каждая микрокапля может содержать многие миллионы вирусов.321 Нетрудно теперь понять, как легко было такому вирусу распространиться по всей планете.
Еще одним преимуществом для распространения вирусов является площадь дыхательных путей, позволяющая вирусу убивать клетки одну за другой, тем самым производя огромное количество новых вирусов, не убивая носителя чересчур быстро. Вирус превращает наши легкие в заводы по изготовлению вируса гриппа. Вирусы же, поражающие другие жизненно важные органы, например печень, вынуждены быстро размножаться, чтобы успеть до того, как отказавший орган повлечет за собой смерть носителя, а с ним и вируса.322
В отличие от прочих вирусов, скажем герпеса, прилагающих массу усилий, чтобы не убивать клетки и не навлечь на себя гнев иммунной системы, вирус гриппа подобной возможности лишен. Он должен убивать, чтобы жить и распространяться. Во что бы то ни стало он должен заставить нас кашлять, и чем сильнее, тем лучше.
Задатки убийцы
Как только первая линия тройного защитного пояса против инфекций прорвана, вся надежда на «врожденные» защитные механизмы иммунной системы. Здесь работают похожие на Пакмана клетки, называемые макрофагами (по-гречески «большие пожиратели»). Они патрулируют организм, съедая любые патогенные микроорганизмы, которые сумеют настичь. Любой вирус, пойманный вблизи наших клеток, может оказаться оперативно сожран. Но как только вирусу удастся вторгнуться в клетку, он отлично укроется от патрулирующих стражей. Тут наступает черед взяться за оружие системе интерферонов – другому важному отряду наших врожденных иммунных механизмов.
Интерферон является одним из многочисленных цитокинов – белков-передатчиков, производимых атакованной клеткой для противодействия воспалению и предупреждения соседних клеток о наступлении вражеского вируса.323 Интерферон работает в качестве системы раннего оповещения, распознавая вирусную угрозу и в случае, если соседние клетки окажутся уже зараженными, активируя замысловатый механизм самоуничтожения клетки. Интерферон дает команду клетке покончить с собой при первых признаках заражения, чтобы уничтожить и вирус. Крепко сцепившись с зараженным товарищем, клетке надлежит грудью броситься на готовую разорваться гранату, жертвуя собой ради защиты организма. Подобный приказ – не шутка: ложная тревога может привести к губительным для организма последствиям. Интерферон все равно сорвет чеку, но клетка бросится на гранату лишь тогда, когда уверена, что заражение есть.
Все работает примерно так: ученый, разрабатывающий новый антибиотик (от греческого ἀντί – против, βίος – жизнь), должен выявить определяющие различия между живыми клетками организма и патогеном, позволившие бы противодействовать последнему. Что-то вроде химиотерапии, направленной на уничтожение раковых клеток без вреда живым и здоровым клеткам. Очевидно, хлорка или формальдегид прекрасно умеют расправляться с бактериями и вирусами, но ясно, и отчего мы не применяем их в лечении простудных заболеваний, – вместе с помощью они нанесут и непоправимый вред организму.
Большинство антибиотиков вроде пенициллина нацеливаются на клеточную стенку бактерии; поскольку клетки живых существ стенок не имеют, препарат может очистить организм от бактерий, не причинив ему при этом особого вреда. Патогенные грибы также не имеют клеточных стенок, но в их клеточных мембранах содержатся жировые соединения, по которым и бьют противогрибковые препараты. Вирусы же не имеют ни клеточных стенок, ни грибковых соединений, а поэтому против них бесполезны и антибиотики, и противогрибковые средства. В вирусе нечего выделить, а значит, нечего и атаковать. Конечно, есть РНК или ДНК вируса, но ведь это тот же самый генетический материал, из которого устроены и наши собственные клетки.
Молекула человеческой ДНК является двухцепочечной (знаменитая «двойная спираль»); структура же РНК зачастую состоит из одной-единственной цепочки.324 Чтобы скопировать геном своей РНК для ее «упаковки» в производимые вирусы, инфлюэнца приносит с собой фермент, который совершает путешествие длиной во всю вирусную РНК, делая цепочку-двойника. За считанные доли секунды появляются уже две переплетенные цепочки РНК. Это-то и служит сигналом для организма, что что-то не так. Как только вирус обнаружен, интерферон оповещает соседние клетки о необходимости произведения суицидального фермента под названием протеинкиназа R (сокращенно PKR), который запрещает синтезирование любых белков в клетке, останавливая, таким образом, вирус, но убивая саму клетку.325 Итак, чтобы этот смертельный водопад обрушился вниз, сначала необходимо запустить PKR. Как? С помощью двухцепочечной РНК.326
Интерферон обеспечивает готовность клеток организма к вирусной атаке. Клетки превентивно наращивают PKR на случай появления вируса. Будучи неусыпным и бдительным караульным, PKR постоянно отслеживает клетки на предмет наличия двухцепочечной РНК. Как только PKR выявляет характерный сигнал вирусного вторжения, он убивает клетку в надежде уничтожить с ней и вирус. Наши клетки умирают не просто так, а в бою с врагом. Такая стратегия настолько эффективна для купирования вирусных атак, что биотехнологические компании с помощью генной инженерии уже давно пытаются разработать двухцепочечную РНК, которую бы можно было просто принять, например в виде таблетки, чтобы ускорить весь процесс, если произошло вирусное заражение.327
Подобно интерферону, наделены полезными системными функциями и прочие цитокины. Активность интерферона влечет за собой множество симптомов, которые мы традиционно связываем с гриппом, – повышенная температура, утомляемость, ломота в мышцах и так далее.328 Жар ценен тем, что такие вирусы, как грипп, плохо размножаются при высоких температурах. Есть, конечно, любители «погорячее», но инфлюэнца не из их числа. Боль в усталом теле побуждает нас отдохнуть и расслабиться, чтобы дать возможность организму направить энергию на более эффективную реакцию иммунитета.329 На более глобальном уровне подобные преднамеренно-побочные эффекты также предотвращают распространение вируса, ограничивая появление новых носителей, потому что старые – с вялостью и температурой – просто будут меньше перемещаться и встречаться с другими людьми. В общем, побочные действия цитокинов – это способ организма доложить нам, что мы больны.
Когда в лабораторных условиях на клетки воздействуют мощными противовирусными средствами вроде интерферона, клетки тут же переключаются в режим готовности и репликация вируса успешно блокируется.330 Однако с H5N1 вышло иначе. Вирусы вообще преуспели в выработке инструментов противодействия лучшим нашим средствам защиты от них. К примеру, вирус оспы научился производить настоящие рецепторы-ловушки, которые связывают цитокины организма так, чтобы как можно меньшее их количество могло поддерживать связь с другими клетками, оповещая их об опасности.331 «Эти крошечные существа вызывают у меня благоговейный ужас, – признается авторитетный микробиолог из Стэнфордского университета. – О клеточной биологии человека им известно такое, что неподвластно уму крупнейших микробиологов мира! Они отлично понимают, как управлять и манипулировать клеткой».332
Так как же именно H5N1 не позволяет интерферону вмешаться[14] в свои дела? Ведь не может же вирус перестать реплицировать свою РНК! Но у H5N1 для этого припасен в рукаве туз под названием NS1 (или, длиннее, – «неструктурный белок 1»). Если представить интерферон как ракету противовирусной системы, тогда NS1 – это противоракетная система на вооружении H5N1.333 NS1 самолично сцепляется с собственной двухцепочечной РНК вируса, успешно сберегая ее от клеточной ампулы с цианидом – PKR, предотвращая тем самым запуск механизма самоуничтожения. Интерферон все еще может выдернуть чеку, но клетка уже не в состоянии метнуть гранату. NS1 серьезно ограничивает попытки организма защитить себя, скрывая от него следы наличия вируса. Вот почему инфлюэнцу прозвали «интеллектуалом среди вирусов».334
У всех вирусов гриппа есть свои белки NS1, но вот NS1 у H5N1 оказался мутировавшим, умеющим блокировать активность интерферона куда сильнее, чем обычно. Контрманевр H5N1, конечно, не без изъяна, но вирусу просто нужно выиграть достаточно времени, чтобы организм изверг как можно больше новопроизведенных вирусов. После этого ему уже все равно, если клетка самоуничтожится, пускай и вместе с ним. Вообще-то, такой исход даже предпочтительнее, ведь умершая клетка спровоцирует дальнейшее усиление кашля. «Настоящая подлость, что вирус научился так обходить все наши врожденные противовирусные механизмы, – сетует глава исследовательской группы, раскрывшей смертельную тайну H5N1. – Такую тактику мы наблюдаем впервые, но стоит задаться вопросом: а вдруг что-то подобное как раз и сделало вирус испанского гриппа 1918 года настолько патогенным?»335
Как только исследователи заполучили вирус 1918 года, работа NS1 стала одним из первых предметов изучения. Все надеялись, что это прольет свет на невиданную, почти апокалиптическую смертоносность той пандемии. Вирус был помещен в культуру легочных тканей человека, и оказалось, что испанка действительно пользовалась тем же трюком с NS1, чтобы подрывать интерферонную систему336 Как сказал в интервью Опре Уинфри профессор Остерхольм из Университета Миннесоты: «Похоже, H5N1 приходится дальним родственником той испанки».337 А вдруг H5N1 и прочие вирусы означают, что пандемия 1918 года может повториться?
Чума распространялась тем быстрее, что больные, общаясь со здоровыми, их заражали, – так пламя охватывает находящиеся поблизости сухие или жирные предметы.
У H5N1 есть и другая общая черта с вирусом 1918 года: и тот и другой предпочитают молодых. Одна из главных загадок той пандемии заключалась, говоря словами главного армейского санитарного врача тех времен, что «эта инфекция, подобно войне, убивает молодых, крепких и здоровых».339 Американская ассоциация здравоохранения выразилась так: «большая часть умерших пришлась на людей от двадцати до сорока лет, когда человек находится в расцвете сил и наиболее трудоспособен».340
Сезонный грипп, напротив, склонен серьезно поражать только лишь совсем молодых или уже очень старых. Гибелью слизистой оболочки дыхательных путей, вызывающей приступы кашля, объясняются боль в горле и хрипота, зачастую сопровождающие болезнь. Клетки-уборщики также гибнут при вторжении вируса, что позволяет вторгаться в организм еще и другим бактериальным инфекциям. Именно бактериальная пневмония является главной причиной смерти детей и стариков во время сезонных эпидемий гриппа каждый год. Еще неразвитая или слабеющая иммунная система просто не в состоянии вовремя оказать сопротивление инфекции.
Воскрешение гриппа 1918 года должно было прояснить эту загадку. Причина, по которой наиболее здоровые и крепкие подвергались наибольшему риску, заключалась в том, что вирус обманом заставлял организм атаковать самого себя. Нашу иммунную систему он использовал против нас.
Страдающие анафилактической реакцией на укус пчелы или пищевой аллергией не понаслышке знают силу иммунной системы человека. В их случае воздействие определенного внешнего возбудителя провоцирует сильнейшую ответную реакцию организма, которая без своевременно оказанной помощи может в считанные минуты убить человека. Наша иммунная система вооружена рядом взрывоподобных средств, готовых к бою в любой момент. Параллельно с ними действуют механизмы защиты от ложных срабатываний, благодаря которым большинство людей не подвержены подобным иммунным реакциям. Инфлюэнца, однако же, научилась снимать вооружение нашего иммунитета с предохранителя.
Вирус 1918 года и H5N1 вызывали «цитокиновую бурю» – разбушевавшуюся в ответ на появление вируса иммунную систему. Лабораторные исследования H5N1 показали, что при инфицировании легочных тканей вирус возбуждал появление цитокинов в количестве, в десять раз превышающем уровень таковых при заражении обычным сезонным гриппом.341 Химические посредники возбуждают обширную воспалительную реакцию в легких. «Похоже на приглашение прокатиться на машине, начиненной взрывчаткой», – так охарактеризовал действия H5N1 ученый, открывший данный феномен.342 Подобное происходит и в особо тяжелых случаях COVID-19.343
Цитокины, несомненно, важный элемент системы противовирусной обороны, но, как говорится, «слишком хорошо – тоже плохо».344 Чрезмерный поток цитокинов возбуждает компоненты иммунной системы, которые можно назвать клетками-убийцами, отправляющимися на кровавую жатву. В результате легкие начинают заполняться жидкостью. «Наша иммунная система как бы встает с ног на голову, и компонент нашей же защиты убивает вас», – поясняет Остерхольм.345 «Производится сразу такое количество цитокинов, что это воспринимается каждой клеткой иммунной системы как призыв к атаке собственного организма. Вот отчего многие зараженные сгорают так быстро: всего в какой-то день-полтора легкие становятся заполненными кровью бурдюками».346
Люди в возрасте от двадцати до сорока зачастую обладают сильным иммунитетом. Первые двадцать лет жизни человек набирается иммунных сил, а затем, после сорока, эти силы начинает понемногу растрачивать. Именно поэтому эта возрастная группа и находится в зоне риска: собственная иммунная система и становится потенциальным убийцей.347 Говорят, «старого учить – что мертвого лечить», но в нашем случае подошло бы скорее «новый (вирус) научился, ведь старый (вирус) не лечился»; вполне вероятно, что H5N1 успешно последовал тропой, проторенной испанкой в 1918 году.348
Все просто: либо мы за несколько дней одолеваем вирус, либо же он одолевает нас. Ему все равно. К тому времени, как носитель выстоит или падет в бою, сам вирус надеется распространиться на новую территорию. В случае если носитель все же будет умирать, цитокиновая буря может даже вызвать несколько последних приступов кашля, благодаря которым вирус успешно сумеет сбежать с тонущего корабля. Как выразился один биолог, такие отчаянные меры организма по защите от инфекции «несколько напоминают ситуацию, когда вы пытаетесь убить комара с помощью мачете: комара вы, может, и убьете, но крови на полу будет больше вашей».349
В потоки те же входят, воды ж другие и снова текут.
Последняя ступень нашей защиты – после того, как разбиты передовые отряды и дали сбой врожденные иммунные механизмы, – это так называемые адаптивные (или еще приобретенные) механизмы иммунной системы. Проще говоря – умение вырабатывать антитела. Антитела можно сравнить с ракетами, оснащенными приборами лазерного наведения, с точностью нацеленными на удар именно по конкретному неприятелю. Производят их клетки иммунной системы под названием B-лимфоциты (B-клетки), появляющиеся благодаря костному мозгу. Ежедневно мы вырабатываем около миллиарда таких клеток, каждая из которых нацелена на поражение определенного врага. Как только активируется один из B-лимфоцитов, он может по тревоге поднять тысячи и тысячи остальных антител.351 Некоторые из этих клеток помнят даже прошлые нападения.
B-лимфоциты, обладая памятью о предыдущих вторженцах, могут пребывать в ожидании повторной атаки. И если таковая повторная атака произойдет, организм встретит ее во всеоружии и сумеет отбросить вражеские силы, не дав им обосноваться на позициях. Именно поэтому человек, переболевший ветрянкой, второй раз уже не заболеет. Работа адаптивных механизмов нашего иммунитета и лежит в основе всей современной системы вакцинации. В младенчестве делают прививку от кори для того, чтобы «запечатлеть» вирус в «памяти» и на всю оставшуюся жизнь получить от него иммунитет.
Так почему же от какой-нибудь свинки можно перетерпеть в детстве пару уколов и потом навсегда забыть о ней, а от гриппа каждый год появляется опять новая вакцина? А все потому, – цитируя ВОЗ, что вирус гриппа «мастер перевоплощений».352
Вирусы гриппа, как Ганнибал Лектер. Как и коронавирус – возбудитель COVID-19, реплицируясь в инфицированных клетках, вирусы гриппа облачаются в клеточные мембраны, буквально «влезая в шкуру» наших собственных клеток. Однако же полностью спрятаться вирус не может. Ему приходится периодически шипиками нейраминидаз и гемагглютининов прорезать мембраны, чтобы, расчистив путь через слизистую, прилепляться к новым клеткам. Шипики вируса являются первостепенной целью, на которую наведены наши антитела. Чтобы не свернуть на плачевную дорожку ветрянки, единственный шанс гриппа на новые заражения – это всегда на шаг опережать наши антитела, являясь движущейся мишенью.
Согласно описанию ВОЗ, вирусы гриппа «изменчивы, капризны и неразборчивы в связях».353 Изменчивые – оттого, что РНК вируса поднаторела в постоянных мутациях. Геном человека насчитывает миллиарды букв ДНК. Когда какая-нибудь клетка делится, каждая буква должна быть скрупулезно скопирована, чтобы все клетки-предшественницы получили одинаковую генетическую комплементарность. Этот процесс весьма строго контролируется в целях предотвращения накапливания мутаций (то есть ошибок) в генетическом коде. Иначе обстоит дело с репликацией РНК.
У РНК-вирусов нет такой встроенной проверки орфографии, как и строгого редактора, вычитывающего весь текст.354 Вирусы вроде инфлюэнцы отнюдь не перфекционисты: когда РНК вируса создает копии своего генома, в них намеренно вносятся ошибки, что повышает вероятность появления нового, уникального вируса.355 Как только клетка заражена и ее молекулярные механизмы взломаны, она начинает исторгать миллионы вирусов-потомков, каждый из которых немного отличается от прочих, что на научном жаргоне получило название «мутантный рой».356 По самой природе каждый вирус – мутант.357
Большинство новых вирусов-мутантов слабые и увечные и не выживают для размножения; однако же тысячи более сильных и приспособленных выживут и дадут обширное потомство.358 Тысячелетия эволюции свернуты в этом процессе в один час. Именно так прочие РНК-вирусы вроде ВИЧ или гепатита С уме-ют годами жить в одном и том же организме: они неустанно меняются, благодаря чему избегают иммунной системы.359 И в таких стремительных мутациях кроется причина, почему нам не удается создать единую вакцину от ВИЧ.360 Грипп мутирует еще быстрее.361 И нашему иммунитету непросто справиться с ним: к тому времени, как вырабатываются эффективные антитела, готовые дать отпор инфекции, порождающий ее вирус уже переменил обличие и требуются новые антитела. Этот процесс называется генетическим дрейфом, и благодаря ему грипп имеет возможность год от года возвращаться к нам.
Профессор Кеннеди Шортридж – вирусолог, первым обнаруживший H5N1 у гонконгских кур, говорит, что возбудителем инфлюэнцы является «безумный и нестабильный вирус».362 Его коллега выразился еще яснее: «Грипп вовсе не умен. Вообще, забудьте эту мысль, что вирусы могут быть умны. Вирус – штука неуклюжая. Он совершает уйму ошибок при реплицировании себя, и те, что вышли удачнее, проходят отбор. Вот почему ему удается успешно размножиться».363 Ни один другой респираторный вирус не обладает подобной частотностью мутаций.364 Можно сказать, что «худший, из возможных миров» – когда посредством дыхания распространяется смертельный и непрестанно мутирующий вирус. Ученые всерьез опасаются появления вируса вроде H5N1, ставшего бы эдаким ВИЧ, передаваемым по воздуху: обладая даже вполовину меньшим, чем у запущенного ВИЧ, уровнем смертности, такой вирус мог бы разделаться с человечеством в считанные дни.
Вирусный секс
Немногочисленные гены гриппа распределяются по восьми не связанным друг с другом цепочкам РНК внутри каждого вируса. Для вируса это должно быть сущим кошмаром – всякий раз снабжать каждого из бесчисленного потомства строгим октетом РНК. Отчего бы просто все гены не держать на одной цепочке? Оттого, что при наличии разных цепочек грипп может заниматься сексом.365
Вариативность – вот двигатель эволюции. Выживание сильнейших, наиболее приспособленных работает лишь тогда, когда есть те, что стали более сильными и приспособленными. Именно так осуществляется естественный отбор; именно так все виды подстраиваются к непредвиденным переменам в окружающем мире. Если же все без исключения потомство рождается одинаковым и все лишь родительские копии, тогда такой вид оказывается менее гибок в приспособлении. В этом ученые видят причину, почему птицы и пчелы (а также многие растения) научились обмениваться друг с другом генетическим материалом в репродуктивных целях. Подобный генетический коктейль существенно повышает вариативность в будущем потомстве.
Допустим, два абсолютно разных типа гриппа захватывают одну и ту же клетку. Оба они производят миллионы реплик всех своих восьми цепочек РНК. Что же дальше? Когда новоявленное потомство исторгается из клетки, каждый его представитель по собственному усмотрению может подбирать и смешивать гены обоих своих «родителей». Такая фрагментированность генома позволяет разным вирусам гриппа с легкостью «сходиться», обмениваясь фрагментами РНК и создавая в результате абсолютно новые гибридные вирусы.366 Это один из способов развития пандемии.
Нам известен лишь один штамм гриппа, который самолично и неизменно довлеет над человеческими популяциями: это H3N2, первая вспышка которого произошла еще в 1968 году. Каждый год шипики вируса слегка видоизменяются, но сам вирус по-прежнему остается все тем же H3N2, поэтому антитела, выработанные человеческим иммунитетом, все еще его распознают. Из года в год на протяжении нескольких десятилетий наша иммунная система держит H3N2 под контролем благодаря прошлым столкновениям с ним.
Если бы вирус никак не менялся, наш иммунитет легко бы победил его, как и в случае с ветрянкой, и мы никогда бы не болели гриппом. Но поскольку вирус ежегодно генетически дрейфует, то тут, то там кто-то заболевает гриппом. Для большинства людей, впрочем, такая болезнь длится всего несколько дней, прежде чем иммунитет сумеет распознать знакомого врага в новом обличии; на этом все – можно снова возвращаться к нормальной жизни.
Пандемия же случается, когда на сцене вдруг появляется новый вирус, к которому никакого предварительного иммунитета у нас нет. Такое бывает, когда вирус претерпевает фундаментальные изменения, приобретая, например, новый H-шипик. Тут-то и может произойти обмен генами.
Пандемия 1918 года была вызвана H1N1. Вирус объявлялся и в последующие годы, но это было не то. Пережившие страшную пандемию выработали к вирусу устойчивый иммунитет. Сезонный штамм H1N1 оставался, ежегодно заражая незначительное количество людей вплоть до 1957 года, когда внезапно нагрянул вирус H2N2 с пандемией «азиатского гриппа». Так как у людей выработался иммунитет лишь к шипикам-пепломерам H1, вирус H2N2 прокатился по всему миру крупной волной заражений. В США, например, заболели почти половина детей школьного возраста.367 К счастью, H2N2 оказался не слишком вирулентным, унеся «всего лишь» миллион жизней в мире.368 Вирус затем объявлялся каждый год на протяжении следующих одиннадцати лет. Затем в 1968 году вирус H3N2, названный гонконгским гриппом, запустил новую пандемию и также после остался с нами, проявляясь каждый год. Этот вирус был даже менее агрессивен, чем предыдущий H2N2: им переболело только 40 % взрослого населения США, и также значительно уменьшился уровень смертности. Согласно мнению экспертов, частичный иммунитет к пепломерам N2 помог выстроить новую защиту от вируса.369 Поскольку 95 % поверхности вируса занимает гемагглютинин и только 5 % – нейраминидаза370 и поскольку гемагглютинин напрямую ответствен за инфицирование (ведь в его задачи входит присоединение к рецепторам клетки носителя), именно появление новых H-пепломеров и запускает новую пандемию.371
Если только небольшая часть штаммов человеческого гриппа единовременно достигает безраздельной власти, то с какими вирусами им можно обменяться генами? Источником всех – как человеческих, так и прочих – вирусов гриппа являются птицы. Потенциально пандемические вирусы появляются тогда, когда человеческая инфлюэнца окунается в неистощимый генный резервуар птичьего гриппа, выныривая с новой комбинацией H или N, с которой человечество еще не сталкивалось. Человеческому вирусу есть из чего выбрать: птицы любезно хранят штамм с шестнадцатью различными шипиками гемагглютинина и девятью нейраминидазы.372 Недавно у летучих мышей были обнаружены две новые пары H и N.373
Исследователи предполагают, что незадолго до февраля 1957 года где-то в южнокитайских провинциях, между городами Цюйцзин и Гуйян, вирусом птичьего гриппа H2N2 заразились либо домашняя свинья, либо сразу человек, уже страдавший хроническим сезонным H1N1. Между этими двумя и свершилась богопротивная вирусно-брачная ночь.374 Затем одной из коинфицированных ими клеток был порожден вирус-метис человеческо-птичьего гриппа, обладавший и новыми H-, и новыми N-пепломерами.375 Далее, в 1968 году, вирус вновь сменил H (с H2 на H3) благодаря еще одному штамму птичьего гриппа. Сходясь раз за разом с птичьими штаммами, человеческий грипп становился все менее знакомым человеческой же иммунной системе и быстро охватил почти весь мир.
В XX веке было три пандемии гриппа: в 1918, 1957 и 1968 годах. Но как верно замечает директор Национального института изучения аллергических и инфекционных заболеваний, «пандемии случаются, а потом они продолжаются».376 Полуптичий и птичье-человеческий вирусы-гибриды 1957 и 1968 годов обладали в достаточной степени узнаваемой для человеческого иммунитета структурой, чтобы она смогла своевременно затушить разгорающиеся очаги и предотвратить полномасштабные пандемические пожары. В отличие от пандемического штамма испанки, который был полностью рожден по образу и подобию птичьего гриппа.377 Вместо того чтобы исподволь и тайком пронести свою чужеродную птичью натуру, птичий грипп 1918 года, «вероятнее всего, просто перекинулся на людей и стал убивать без разбору», – замечает Таубенбергер, человек, воскресивший испанку.378 Но ведь то же могло произойти и с последующими волнами птичьих штаммов вроде H5N1, время от времени заражавших людей. Человеческая иммунная система никогда не подвергалась воздействию вируса H5. По сообщению ВОЗ, «уязвимость населения к пандемическим штаммам, подобным H5N1, обладает общемировым масштабом».379
H5N1 выработал немыслимый для вируса человеческого гриппа уровень летальности: смертельным исходом завершилась половина всех известных случаев заражения.380 Однако H5N1, преуспев в науке убивать, не научился хорошо распространяться. Для возбуждения же полномасштабной пандемии вирусу необходимо уметь эффективно передаваться от уже зараженного еще здоровому. Теперь, когда геном испанки 1918 года полностью секвенирован, мы видим, что расстояние от птичьего гриппа до величайшего убийцы человечества могло составить всего какую-то дюжину-другую мутаций.381 Некоторые из них мы как раз и могли наблюдать на примере H5N1.382 Чем шире распространение H5N1, чем больше людей подвергается заражению, тем выше вероятность того, что вирус может нащупать такой вариант мутации, который бы позволил ему с успехом передаваться от человека к человеку. «Это-то и не дает нам спать спокойно», – говорит руководитель рабочей группы по противодействию пандемии гриппа при Обществе по изучению инфекционных заболеваний Америки.383
Как показало исследование, выполненное при поддержке Национальных институтов здоровья, инфлюэнца мутирует даже стремительнее, чем считалось.384 Некоторые ученые говорят о наличии эдакой особой «мутаторной мутации» гриппа, благодаря которой репликации становятся еще более изменчивыми, предрасполагая вирус к перескоку на другие виды.385 Как будто постоянная изменчивость и фрагментированность не создают уже достаточных проблем для нашей иммунной системы, вирусы гриппа нашли еще и третий способ мутировать. Процесс обмена генами двух вирусов когда-то назвали реассортацией, подразумевая нечто вроде перетасовки двух карточных колод – человеческой и птичьей – с восемью картами в каждой. Процесс под названием рекомбинация позволяет вирусам гриппа обмениваться друг с другом фрагментами отдельных цепочек РНК – словно вирус не только перетасовал обе колоды, но еще вдобавок разрезал пополам каждую карту, а затем наугад склеил половинки между собой.386 Вот уж точно мастер перевоплощений!
Все вирусы гриппа способны к высокому уровню мутаций, но вируса, подобного H5N1, ученые еще не видели. Мало человеческих патогенов сколь-нибудь приблизилось к отметке уровня смертности в 50 %. Об этом упомянул в своем выступлении в конгрессе директор Центра биологической безопасности при Питтсбургском университете: «Смертность подобного порядка является беспрецедентной для эпидемии любого заболевания». Соглашаясь с ним, Майкл Остерхольм из Университета Миннесоты говорил о призраке смертоносного супергриппа, который «терзает душу всех эпидемиологов мира, словно кошмарное чудовище, тайком крадущееся в сумерках ночи» или «зловещий туз пик в колоде инфлюэнцы».387
И все равно трудно поверить, что вирус гриппа может быть таким смертельным. Ведь статистика в 50 % рассчитывается от числа всех умерших, поделенного на общее количество случаев. А что, если наши подсчеты неточны? Что, если есть бессимптомные носители? В этом случае 50 %-ная смертность может оказаться сильно завышенной оценкой.
Результаты исследования, призванного дать исчерпывающий ответ, были опубликованы ЦКЗ.388 В Камбоджийской провинции Кампот десятки куриных стай вымерли от H5N1, однако был зафиксирован лишь один случай заражения человека, молодого фермера, который затем скончался. Раздался сигнал для ученых, мигом ухватившихся за это известие и оперативно забравших образцы крови у всех семей, проживающих в провинции, чтобы выявить реальный процент человеческой заболеваемости. Сколько случаев избегает статистики? Много ли людей болеет бессимптомно? Были изучены образцы крови 351 жителя провинции, и ни один из них не показал следов текущего или же перенесенного заболевания.389
Из этого исследования можно сделать два вывода. Во-первых, H5N1 остается практически исключительно птичьим вирусом. За все время с его обнаружения им заразилось менее тысячи человек. В то же время среди птиц количество его жертв исчисляется сотнями миллионов особей. Главное опасение, конечно же, в том, что вирус мутирует в опасную для человека форму и поскольку передается крайне легко, спровоцирует очередную пандемию. Что приводит нас к выводу номер два: если данные исследования точно отражают положение дел, то уровень летальности действительно может составлять порядка 50 %. Исходя из полученных данных, не похоже, что мы упускаем много случаев.
В общей сложности было проведено двадцать девять аналогичных исследований: в Бангладеш390, Камеруне391, Китае392, Германии393, Индонезии394, Нигерии395, Южной Корее396, Таиланде397, Турции398 и Вьетнаме399, ни одно из которых не выявило значительного количества болеющих бессимптомно или же в легкой форме, в том числе и среди потенциально известных групп риска. Это говорит о том, что высокий статистический уровень смертности адекватно отражает свирепость инфекции.400 А если недостаточно такого уровня смертности, то было установлено, что пандемический патоген вируса H5N1 способен вызывать у перенесших инфекцию нейродегенеративные заболевания вроде болезни Паркинсона и Альцгеймера.401
Но даже если H5N1 в самом деле не уступает Эболе по уровню смертности, то, как полагают ученые, чтобы мутировать в легко передаваемую форму, вирусу необходимо понизить градус жестокости. Группа экспертов, собранная ВОЗ, поставила это предположение под сомнение, заявив, что вероятность сохранения вирусом высокого уровня смертности есть.402 Пандемия гриппа обладает потенциалом к заражению миллиардов людей; если же H5N1 сумеет сохранить свои убийственные способности, тогда «ему вполне по силам сделаться самым смертоносным из всего когда-либо случавшегося с человеком», или, как выразился другой эксперт по гриппу, «тогда уж точно ставки будут сделаны, но будет уже не до них».403
Роберт Уэбстер – глава отделения вирусологии в Исследовательской больнице Сент-Джуд в Теннесси и, пожалуй, крупнейший специалист по птичьему гриппу, которого часто называют патриархом в области инфлюэнцы.404 В свойственных ему непатриарших выражениях он просто и ясно заявил как-то, что H5N1 – «это то, от чего можно в штаны наложить от страха».405