Всегда молодой. Еще немного об истории вируса иммунодефицита

В 1966 году в местности, которая сейчас находится на территории Демократической Республики Конго, в госпиталь за помощью обратился 38-летний мужчина. Его имя, симптомы и вся информация о нем, кроме возраста и пола, была утеряна, однако маленький образец ткани одного из лимфатических узлов сохранился.

Проведя тщательный анализ этого образца, группа ученых во главе с Майклом Уороби (Michael Worobey) из университета Аризоны показала, что этот мужчина был инфицирован ВИЧ — вирусом, вызывающим синдром приобретенного иммунодефицита.

При жизни ни сам мужчина, ни его лечащие врачи об этом не знали. Формально вирус будет открыт лишь 17 лет спустя.

Извлекая крошечные генетические фрагменты из образца ткани, команда Уороби практически полностью реконструировала геном ВИЧ в том виде, в котором он существовал в те годы. А сама работа ученого помогла пролить свет на возникновение того, что станет причиной одной из самых важных пандемий в истории человечества.

В погоне за образцами

Вирус иммунодефицита человека был выявлен в 1980-х, после того как таинственный новый синдром затронул жителей США, и, как казалось, тогда он появился из ниоткуда. На самом деле эпидемия зародилась за несколько десятилетий до этого, просто на совсем другом континенте. В Африке.

Теперь мы можем с уверенностью утверждать, что по мере распространения геном вируса претерпевал постоянные изменения: сравнивая накопившиеся мутации и оценивая время, за которое они произошли, ученые могут проследить историю эволюции вируса вплоть до самого момента возникновения.

Наиболее вероятное место его появления — южный Камерун. А приблизительное время — 1920-е годы. Именно там и тогда вирус от шимпанзе перешел к человеку, перед тем как вскоре перебраться в город, известный в наше время как Киншаса.

В густонаселенном и быстрорастущем регионе с множеством потенциальных реципиентов вирус и обосновался, чтобы затем распространиться по всему миру.

Очевидно, что огромное количество людей тогда было инфицировано ВИЧ еще прежде, чем кто-то узнал о его существовании. Образцы тканей некоторых из погибших сохранились до наших дней: они рутинно собирались для исследований патологоанатомами, обрабатывались химическим фиксатором, располагались на восковых подложках, изучались под микроскопом (скорее всего, безрезультатно), а затем отправлялись в хранилище.

Но поскольку вирус до своего появления на Западе не был идентифицирован, определить заранее, какой именно образец ткани, взятый в то время, может содержать его следы, невозможно. Искать следы вируса в таких условиях — все равно что искать иголку в тысяче стогов сена.

Более того, процесс обработки химическим фиксатором и условия хранения образцов, дошедших до нашего времени, были таковы, что негативно влияли на содержащиеся в них РНК — молекулы, составляющие геном ВИЧ.

«Впрочем, этого недостаточно чтобы разрушить молекулы полностью», — говорит Уороби. «Оказалось, что участки РНК можно извлечь даже из тех образцов, которые хранились на протяжении пятидесяти лет при комнатной температуре, даже при той высокой, что бывает в Киншасе».

Однако нет ничего странного в том, что за два десятилетия поисков ученым удалось найти лишь два образца со следами вируса, собранных в Киншасе в период до его открытия.

Дэвид Хо (David Ho) из университета Рокфеллера (Rockefeller University) нашел следы вируса в образце крови, взятой в 1959 году; Уороби обнаружил их в кусочке лимфатического узла из 1960 года.

В обоих случаях от молекул РНК в целом сохранилось около одного процента. Но даже этих крошечных кусочков оказалось достаточно, чтобы доказать: именно ВИЧ блуждал по Киншасе за десятилетия до его открытия, а также чтобы наметить основные вехи истории его эволюции.

В то же время, ввиду ненадежности фрагментарных свидетельств, Уороби хотел собрать геном полностью. Целиком.

Его коллеги Софи Грисилс и Том Уоттс (Sophie Gryseels and Tom Watts) для этого разработали более точную технологию извлечения РНК и применили ее к более чем 1600 образцам тканей из Университета Киншасы (University of Kinshasa). И один из них, как оказалось, действительно содержал следы вируса.

Место и время

Ученым пришлось потратить пять лет на то, чтобы извлечь из образца все части искомого РНК, какие только было возможно. «Существуют хорошо проработанные эволюционные модели, которые можно использовать для того, чтобы отследить, что происходило с течением времени, но все же это лишь модели, — говорит Грисилс. — А вот имея в распоряжении настоящий генетический материал, ты можешь узнать, что же было на самом деле».

Извлеченные образцы оказались больше всего похожи на подтип С, наиболее распространенный тип ВИЧ в Африке. Тот, что и сейчас доминирует в южной части континента.

Но последующие исследования обернулись неожиданным открытием: вирус из 1966 на самом деле не принадлежал к этой группе. Более того, его было сложно назвать даже «двоюродным братом» того вируса, который мы можем встретить в наши дни.

На поверку генетический материал, попавший в руки ученых, является лишь малой частью того разнообразия, которое существовало в Киншасе в 1960-е.

А стало быть, из всех подтипов вируса лишь некоторые из тех, что в то время можно было обнаружить в городе, вырвались наружу, дабы стать общемировой проблемой.

По оценкам ученых, сам ВИЧ возник где-то между 1896 и 1905 годом. Далеко не все вирусы так молоды. Когда ученые впервые обнаружили следы гепатита B времен Бронзового века, они подсчитали, что вирус менялся в 100 раз медленнее, чем предполагалось до этого. Открытие кардинально изменило предполагаемый период его возникновения. Даже ВИО (вирусы иммунодефицита обезьян), ближайшие родственники ВИЧ, поражающие шимпанзе, эволюционировали с разной скоростью в далеком прошлом и в новейшей истории, что делает оценку времени возникновения очень сложной.

***

ВИЧ, по сравнению со многими другими вирусами, эволюционировал стремительно. О том, как развивалась эпидемия и как ученые исследовали историю ВИЧ в Африке до «экспорта» вируса в Новый Свет, можно прочитать в этой публикации СПИД.ЦЕНТРа.

В целом именно благодаря этому факту статистическими методами ученым удалось достаточно точно локализовать время и место начала пандемии. Установить, что с 1920-х годов именно Киншаса, ныне столица Демократической Республики Конго, стала центром первого очага эпидемии ВИЧ, а также положила начало эпидемии 1960-х годов в других частях континента.

Отсюда, из Киншасы, вирус прибыл на Гаити примерно в 1964 году. Причиной тому стало возвращение на родину жителей этого островного государства. До середины 60-х многие жители Гаити работали в только что получившем свою независимость Конго в качестве специалистов. И значительная часть гаитянских работников проживала именно в Киншасе.

Уже с Гаити вирус вместе с мигрантами перебрался на материк — в Соединенные Штаты Америки. Где очень быстро распространился среди гомосексуалов, воспользовавшись относительной уязвимостью перед ВИЧ именно этой группы.

Первые смерти от симптомов, крайне похожих на СПИД, будут зафиксированы здесь (преимущественно среди афроамериканских геев) уже в конце 60-х. Накануне знаменитых Стоунвольских бунтов, органично связанных с борьбой за права черного населения Америки и ставших отправной точкой эмансипации ЛГБТ-движения, завершившегося нынешней либерализаций законодательства относительной однополых браков и партнерств практически во всех западных странах.

***

Работа Уороби подтвердила эти и некоторые другие тезисы. Не на моделях, а на реальном генетическом материале.

Возможно, кому-то покажется не слишком захватывающим тратить столько времени на выяснение того, что мы и так знали заранее. Но без подобных исследований целые научные теории могут воздвигаться на шатких и неустойчивых фундаментах. Исследование Уороби «достойно восхищения», говорит Бетт Корбер (Bette Korber) из Лос-Аламосской Национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory), а «реконструкция возникновения и распространения ВИЧ очень важна».

Корбер была пионером этих исследований: она создала первую достоверную оценку даты происхождения ВИЧ, используя генетическую базу данных, к которой ученые (включая команду Уороби) до сих пор неоднократно обращались в других своих исследованиях.

Она отмечает, что за время существования вируса от 60 до 100 миллионов человек были инфицированы ВИЧ и 25—50 миллионов умерли. Масштабы сопоставимы с потерями в мировых войнах. «ВИЧ оставил глубочайшей след скорби в истории человечества, — говорит Корбер. — Это часть человеческого опыта. Мы должны это понимать».

Впрочем, наши актуальные знания о том, как и когда появился ВИЧ, были бы невозможны и без работы патологоанатомов из Конго, которые собрали соответствующие образцы тканей десятилетия назад, добавляет к ее словам сам Уороби. Нам неизвестны их имена, и даже многие из их современных коллег могут остаться незамеченными историей. Патологоанатомы не только помогают врачам, с которыми взаимодействуют напрямую, но и играют решающую роль в сохранении важных образцов тканей, которые теперь помогают нам выяснить истинную историю этого важного вируса.