Эпидемия ВИЧ, эпизод I. «Скрытая угроза»

«ВИЧ придумали геи и наркоманы», «А теперь из-за вашей болезни страдают невинные», — эти упреки уязвимые группы людей с ВИЧ регулярно слышат в свой адрес. И хотя наука знает немало о том, как, где и когда зародилась эпидемия, ее первые шаги до сих пор для многих остаются тайной. 

СПИД.ЦЕНТР публикует адаптированный пересказ статьи, посвященной имено этой проблеме, из всемирно известного научного журнала Science.

***

Ученые до сих пор мало знают о первоначальном распространении ВИЧ и о том, как самый часто встречающийся вид инфекции породил континентальную эпидемию спустя десятилетия после передачи ВИЧ от шимпанзе.

Малоизученным остается и происхождение таких распространенных подтипов ВИЧ-1, как основные — B и C. Попытке разобраться во всем этом и посвящена данная статья.

Виды вируса: что значат буквы?

ВИЧ-инфекция — одно из самых разрушительных инфекционных заболеваний за всю историю человечества. Вскоре после первого сообщения о СПИДе (в 1981 году в США) и выявления ВИЧ-1 двумя годами позже было установлено, что заболевание встречалось и ранее ​​у гетеросексуальных людей в Центральной и Восточной Африке. А это могло говорить о гораздо более древней и, соответственно, скрытой истории развития пандемии на континенте.

Опыты над африканскими обезьянами показали, что у популяции шимпанзе в южном Камеруне есть вирус иммунодефицита (SIV), максимально приближенный к самому распространенному штамму ВИЧ-1 группы М.

ВИЧ-1 группы М включает в себя множество генетически различных подтипов вируса (А, B, C и другие) и рекомбинантные формы. И хотя только вирусы группы М ответственны за пандемию, из-за передачи SIV от обезьяны человеку в районе бассейна реки Конго образовались и другие побочные группы — О, N и P, которые по-прежнему в большей степени присутствуют лишь в Камеруне и прилегающих территориях.

Как очевидно теперь, штаммы ВИЧ-1, собранные учеными в Центральной Африке, сформировали исторически родственные подтипы ВИЧ-1 группы М, которые являются продуктами эволюции и экспорта.

Тем не менее гипотезы о месторасположении очага пандемии и о дальнейшем распространении инфекционного заболевания среди людей до сих пор остаются спорными и являются предметом исследований.

Рисунок 1. Временная шкала филогенетического процесса пандемии ВИЧ-1. Цветные линии указывают наиболее вероятное первоначальное месторасположение каждой ветви. Цвета и соответствующие им территории указаны в левом верхнем углу. Соединенные Штаты, Гаити, Тринидад (подтип В) и юго-восточная часть Африки (подтип С) выделены областью с градиентом, также указана их апостериорная вероятность. Положение ZR59 отмечено черной точкой.

Как проходило исследование?

Для того чтобы расставить все точки над i в этом сложном вопросе, сначала два образца белков ВИЧ-1 были ретроспективно восстановлены из образцов крови и тканей, взятых в Киншасе, столице ДРК, в 1959 — 1960 годах. Вирус, найденный в этих образцах, условно обозначили как ZR59 (как своеобразный ориентир он обозначен на приведенных в этой статье рисунках).

Недостаточное количество прямых доказательств распространения ВИЧ-1 группы М тогда привело к появлению различных конкурирующих гипотез о зарождении СПИДа. Две общепринятые из них утверждают, что урбанизация и/или вирусные генетические особенности стали решающим фактором прогрессии эпидемического процесса группы М по сравнению с другими межвидовыми передачами SIV (например с группой О, которая не вызвала пандемии).

Молекулярные часы подтверждают, что общий предок ВИЧ-1 группы М существовал в первой половине ХХ века. А предварительный анализ сведений о последовательности белков C2V3 на оболочке ВИЧ-1 из стран рядом с Конго свидетельствует, что группа М распространилась в другие страны именно оттуда.

К концу 1980-х генетическое многообразие ВИЧ-1 основной группы (М) именно в Демократической Республике Конго (ДРК) оказалось гораздо больше и сложнее, чем во всем остальном мире.

Впрочем, широкое генетическое многообразие ВИЧ-1 было зафиксировано не только в Киншасе, на севере и юге Демократической Республики Конго (ДРК), но и в Браззавиле, а также в меньшей степени в Майомбе (область республики Конго на побережье, рядом с Пуэнт-Нуар). Какое-то время каждое из этих мест ученые рассматривали как потенциальный очаг пандемии.

Происхождение пандемии ВИЧ

Теперь результаты исследований уверенно определяют территориальное происхождение пандемии ВИЧ-1 группы М из Киншасы. Причем известно даже примерное время существования ближайшего общего предка группы М — 1920 год.

Случайная межвидовая передача SIV от обезьяны человеку предшествовала общему предку группы М и с большой вероятностью произошла на юго-востоке Камеруна, где были обнаружены шимпанзе с SIV-штаммами, наиболее схожими с группой М.

После передачи, которая произошла предположительно в результате охоты (и поедания мяса инфицированных обезьян охотниками — прим. ред.), вирус распространялся по паромной переправе вдоль реки Санги в Киншасу.

В период немецкой колонизации Камеруна (1884 — 1916) речные связи между южной его частью и Киншасой часто использовались с целью перевозок каучука и слоновой кости. Это то, что мы знаем доподлинно. Но что было потом?

Уже после того как исследователи установили первоначальное место возникновения пандемии группы М, ученые пытались определить пути распространения инфекционного заболевания из Киншасы в другие части Африки.

Рисунок 2. Территориальное распространение ВИЧ-1 группы М. Цвет кружков, которыми отмечены выбранные места, соответствует предполагаемому времени появления на данных территориях ВИЧ-1 группы М из Киншасы. Наиболее вероятные пути распространения вируса располагаются по транспортной сети ДРК (железные дороги, водные пути), которая функционировала до 1960 года. В левом нижнем углу представлен градиент, который отображает временную шкалу распространения вируса.

Для этого они оценили уровни миграции вируса, используя метод «расчета надежности». Анализ показал динамическое движение ВИЧ-1 в ДРК и РК, прежде всего из Киншасы в другие населенные пункты. (рис. 2)

Как оказалось, 57 % всех родственных рядов вируса действительно начинали свое передвижение именно из этого города. Треть из них направлялась в соседние с Браззавилем, расположенным всего в шести километрах от Киншасы (по другую сторону реки Конго), города.

Согласно исследованию, впервые в Браззавиле ВИЧ-1 появился в 1937 году. Предположительно вирус мог появиться и раньше, но он впоследствии никому не был передан. Города, соединенные с Браззавилем, в свою очередь были соединены с другими населенными пунктами Центральной Африки.

Генетический анализ определил, что вирус достиг самых южных частей ДРК — Лубумбаши и Мбужи-Майи — к 1937 и 1939 годам соответственно. (рис. 3 В) Эти области «получили» около 41 % всех штаммов вируса, экспортируемых из Киншасы.

Даже при использовании наиболее консервативных методов анализа данные свидетельствуют о том, что вирусы группы М распространялись по Браззавилю и южной части ДРК еще до появления сведений о первых образцах ВИЧ-1 (1959 — 1960), следовательно, сходные образцы могли существовать и за пределами Киншасы. Однако потребовалось целое десятилетие, чтобы пандемические штаммы ВИЧ-1 заполнили центральные и северные части ДРК, достигли Бваманды к 1946 и Кисангани к 1953 годам.

Пандемия ВИЧ-1 на северо-востоке ДРК появилась несколько позже, только 5 % всех перемещений внутри ДРК осуществлялись по водным путям между Киншасой и Кисангани.

Группа М в первую очередь обнаруживается в трех наиболее крупных населенных пунктах [ДРК и РК] — Браззавиле, Лубумбаши и Мбужи-Майи, которые были лучше остальных соединены с Киншасой.

Это подтверждает идею, что улучшение возможностей перемещения оказало с момента возникновения ВИЧ-1 колоссальное влияние на его распространение из эпицентра.

Большинство путешествий внутри ДРК происходили при помощи железнодорожных сетей, которые в 1922 году использовали более 300 000 пассажиров и практически миллион пассажиров — в 1948 году.

Мбужи-Майи, второе в мире месторождение бриллиантов, и Лубумбаши, второй по величине промышленный город в ДРК, были связаны наиболее активной и развитой сетью железнодорожных путей.

«Младший брат» европейского СПИДа

Интересно, что процессы развития эпидемии ВИЧ-1 группы М (который сейчас является причиной более чем 90 % случаев ВИЧ-инфекции во всем мире) и группы О (гораздо менее распространенного и в основном локализованного в Западной Африке) были одинаковы до 1960 года, после чего группа М перешагнула эпидемиологический порог, а О — нет.

Пока вирус иммунодефицита группы М укоренялся в нескольких районах ДРК еще до 1960 года, группа О оставалась не пандемической и была распространена в основном в западной части Центральной Африки.

Чтобы исследовать, как территориальное распространение ВИЧ-1 в ДРК связано с эпидемическим процессом его развития, ученые оценили темпы роста ВИЧ-1 групп М и О в Центральной Африке, используя теорию коалесценции — модель популяционной генетики, которая связывает филогенетическое древо и демографическую историю отдельной популяции.

Пока в течение большей части этого периода ВИЧ-1 был в основном распространен в Киншасе, темпы роста группы О были хоть и сопоставимы с M, но медленнее, что отражает более низкую инфекционность, вызванную повышенной восприимчивостью группы к протеину белка-антивируса.

Это говорит о том, что генетические факторы, характерные для вируса иммунодефицита обезьян (SIV), предка ВИЧ-1 среди шимпанзе и горилл, также оказались очень важны в период, последовавший сразу после межвидовой передачи.

Ближе к 1960 году группа М перешла во вторую, более быструю стадию роста. Темп удвоился, причем существенно опережая параллельный рост населения Киншасы.

Несмотря на то, что ближайший общий предок (БОП) группы О аналогичен предку группы М и оба распространялись в сопоставимом темпе до 1960 года, группа О последующего роста не продемонстрировала и осталась распространенной только в Камеруне и близлежащих странах.

Что было дальше?

В 1960 году темпы роста ВИЧ-1 группы М почти утроились. Это произошло из-за увеличения скорости объединений и слияний штаммов вируса.

Ученые предлагают три взаимоисключающих объяснения.

1. В результате рассредоточения вирусов из Киншасы штаммы группы М расширили свои географические границы и закрепились в новых поселениях.
2. В Киншасе и других областях частота передачи вирусов М-группы увеличилась, поскольку количество инфицированных достигло критической массы.
3. Последующая передача вируса от человека человеку после 1960 года стала  более гомогенной.

Теории 2 и 3 согласуются с ранним появлением вирусов группы M среди людей с высокой уязвимостью к вирусу (работников секс-индустрии, людей, часто меняющих половых партнеров и/или контактирующих с инфицированным инструментарием для инъекций) и более поздним распространением на большую часть населения ДРК с 1950-х годов.

В частности, переход к более быстрому росту по экспоненте согласуется с имеющимися данными о здоровье населения и с гипотезой о том, что скорость передачи вирусов группы М увеличилась в результате использования в 1950-х годах нестерильного инструментария для инъекций в клиниках и/или в результате последующих изменений в индустрии коммерческого секса в Киншасе с начала 1960-х годов.

Идея, что раннее распространение ВИЧ включало ятрогенный компонент (то есть происходило по вине медработников), поддерживается данными о других вирусах, переносимых кровью.

Возникновение подтипов ВИЧ-1

В отличие от штаммов ВИЧ-1 за пределами Африки, вирусы группы М из ДРК не структурированы в четко различимые подтипы, но подтипы B и C образуют отчетливый кластер внутри вирусов этой группы.

Сейчас мы можем говорить, что подтип В возник в процессе экспортирования из Африки в Гаити, а затем в Соединенные Штаты, откуда он распространился на весь мир. Как это произошло?

Исследования показывают, что местом его появления была Киншаса. Именно этот вирус присутствовал в городе уже в 1944 году, и именно он прибыл на Гаити примерно в 1964.

Скорее всего, это произошло после возвращения на родину жителей Гаити, работавших в новом независимом Конго в 1960-х годах. Значительная часть гаитянских специалистов проживала именно в Киншасе.

Подтип C сейчас распространен в Восточной и Южной Африке и составляет около 50 % инфекций ВИЧ-1 во всем мире. Реконструкция событий предполагает, что наиболее вероятным местом его появления является уже упомянутый город Мбужи-Майи, ближе к границе с Анголой. Дальнейший путь: Лубумбаши, затем граница с Замбией и дальше — на юг и восток континента.

Подтип С развивался в горнодобывающих районах ДРК, откуда распространился на юг и восток континента, вероятнее всего — при помощи мигрантов. Таким образом, ВИЧ-1 смог укорениться в южной части Африки, где подтип C до сих пор широко распространен.

Краткие выводы. Что все-таки знают ученые?

Статистическими методами ученым удалось установить, что с 1920-х годов Киншаса, ныне столица Демократической Республики Конго (ДРК), стала центром первого очага эпидемии ВИЧ-1, а также положила начало пандемии 1960-х годов в других частях континента. Местонахождение и временные рамки ученые смогли выявить при помощи древнейшего архивного образца ВИЧ-1, взятого в этом городе.

Ученые смогли доказать, что пандемия ВИЧ-1 группы M началась в Киншасе в начале 1920-х годов и что активная транспортная сеть, возникшая на континенте вместе с индустрией и связавшая основные населенные пункты страны с другими регионами Черной Африки, стала условием экспансии вируса в Центральной Африке.

Свою роль сыграли и ятрогенные (связанные с врачебной халатностью) вмешательства в Киншасе и окружающих областях, а также/или критическими для распространения вирусов группы M стали изменения в сексуальной жизни после установления независимости страны.

***

О том, что было после, сайт СПИД.ЦЕНТР писал неоднократно. Дальше началась мировая эпидемия, именно «экспортному» варианту вируса (подтипу B) довелось из болезни гетеросексуалов и секс-работниц сперва превратиться в «загадочную чуму геев», а потом на конце иглы пластикового шприца захватить территории Восточной Европы и бывшего СССР (здесь в течение 90-х именно наркопотребители, а не геи, составляли более 50 % всех инфицированных). С последствиями этой эпидемии, а вернее, с новым ее витком, мы имеем дело сейчас.