Янте Нобель бродит по тропическому лесу в поисках трупа. В лагерь поступили сообщения о мертвом слоне, лежащем в ручье, и ее задача – выяснить, что его убило. Ее беспокоят не браконьеры – в специальном заповеднике Джанга-Сангха в Центральноафриканской Республике они уже почти не встречаются. Ее главное опасение – болезнетворные микроорганизмы.
Оказалось, это был детеныш слона, которому было меньше года. Нобель облачилась в полный комплект защитной одежды – комбинезон, маску, перчатки – и приступила к забору проб. "В этой местности довольно распространена Сибирская язва", – говорит она, имея в виду смертельные бактерии, живущие в почве, в качестве одного из возможных виновников. "Возможно также, что его мать стала жертвой браконьеров", – сказала она мне по Skype, еще будучи в лагере.
Нобель, ветеринар и аспирант по эпидемиологии, приехала в Джанга-Сангху для изучения вирусов, в основном у летучих мышей и грызунов. Ей обычно не приходится иметь дело со слонами, но когда в лесу находят мертвое животное, она всегда проводит вскрытие трупа. Если причина смерти неочевидна и ни один из обычных патогенов не обнаруживается в полевой лаборатории, образцы отправляются в более крупную лабораторию в Германии. "Мы всегда пытаемся найти что-то новое", – говорит она. В более крупной лаборатории образцы проверяются на неизвестные вирусы – патогены, которые ранее не наблюдались в данной местности или у данных видов.
Во время текущей пандемии процесс поиска новых вирусов усложнился, но стал даже более важным, чем обычно. В этом году Covid-19 поставил на колени некоторые самые могущественные страны мира. Как и большинство других новых вирусов человека, Sars-Cov-2, вызывающий Covid-19, является зоонозным (зооноз – природно-очаговое заболевание): он перешел от животных к человеку. В случае с конкретно этим вирусом, вероятно, переход произошел напрямую от летучей мыши к человеку или через животное-посредник.
"Как ветеринар я уже давно привыкла в работе учитывать риск передачи инфекции от животных к людям", – поделилась Нобель, которая учится в лаборатории Леендерца Института Роберта Коха, специализирующейся на экологии зоонозов. "Просто из-за Covid-19 на такой риск стали больше обращать внимание", – добавила она.
"К людям внезапно пришло осознание того, что и так уже было рядом с нами все это время".
В течение многих лет эпидемиологи и Всемирная организация здравоохранения готовились к появлению неизвестной болезни, часто называемой "Болезнь Х". Ожидалось, что это было бы крайне заразное, ранее не выявленное заболевание, которое бы вызвало крупную международную эпидемию.
Другими словами: нечто очень похоже на Covid-19. Однако, хотя все знали, что может произойти нечто подобное, никто не смог своевременно обнаружить болезнь, пока вирус уже не заразил десятки людей в китайском Ухане.
Зоонозные вирусы вызывают целый ряд болезней: ВИЧ, Эбола, Сарс, Зика и свиной грипп, и многие другие. И их число постоянно растет – каждый год обнаруживается от двух до пяти новых зоонозных вирусов. Только в этом году, помимо Covid-19, произошло несколько вспышек зоонозов.
В Демократической Республике Конго произошла вспышка лихорадки Эбола, эта болезнь унесла тысячи жизней. Также произошел всплеск заболеваний лихорадкой Ласса в Нигерии. За последние три десятилетия вспышки зоонозов стали происходить чаще.
Болезни не возникают просто так, из ниоткуда. Часто они происходят из окраин тропических лесов и мест с большим разнообразием флоры и фауны, где происходит плотный контакт людей и животных различных видов. Появление таких "горячих точек", где болезни с большей вероятностью передаются от животных к людям, тесно связано с изменениями окружающей среды, такими как вырубка лесов.
"В этом отношении особую важность представляют влажные тропические леса", – утверждает Том Гиллеспи, возглавляющий лабораторию по изучению патогенов и изменений окружающей среды в Университете Эмори. "В этих регионах мы имеем разнообразие летучих мышей, грызунов, приматов – видов, от которых человек вероятнее всего может что-то подхватить. Так что именно здесь можно найти огромное множество новых патогенов".
Охота на вирусы – чрезвычайно сложная работа. Нобель совсем недавно вернулась на базу после двух недель ловли летучих мышей в лесном лагере и показывает мне глубокие царапины на лодыжках от своих похождений по лесу. Сон в палатках, душ под водопадом и постоянные прятки от стада слонов могут усложнить жизнь кому угодно.
Однако в этом году Нобель и другим исследователям по-настоящему усложнил жизнь именно вирус Covid-19. Хотя в этом уголке Центральноафриканской Республики еще не было случаев заболевания, местная лаборатория оборудована для проведения ПЦР-тестов на вирус. Более того, все исследователи принимают дополнительные меры предосторожности, включая ношение масок в местах обитания человекообразных обезьян, которым также может угрожать опасность заражения Covid-19 от людей.
Это один из самых отдаленных лесов Африки, но здешние исследования имеют ключевое значение для понимания нашего меняющегося отношения к природе и болезням. Изменение климата усложняет эту задачу, поскольку насекомые меняют свои ареалы, а растения плодоносят в разное время, создавая больше возможностей для смешивания и зарождения новых видов [болезней]. В связи с этим встает вопрос: если будем знать о вирусах больше – о том, как они действуют и каких животных заражают, – сможет ли это нас лучше подготовить к следующей пандемии "Болезни Х"?
Вирусы существуют на нашей планете миллионы лет, намного дольше, чем Homo sapiens. Технически, вирус – это не "живой" организм: это цепочка генетического кода, заключенная в белковую оболочку, и для размножения ей нужен живой хозяин. Нам известна лишь крошечная часть вирусов в мире, хотя в последнее время, благодаря появлению технологии генетического секвенирования, работа по их поиску ускорилась. На планете насчитывается около 1,6 миллиона вирусов у млекопитающих и птиц, из которых около 700.000 могут инфицировать людей. Но из них у людей были идентифицированы только примерно 250. Это не говорит о том, что остальные для нас не опасны – просто они еще не совершили свой прорыв.
Один из самых известных в мире охотников на вирусы – Питер Пиот, открывший в 1976 году вирус Эбола. По его словам, вирусы такие шустрые, потому что они всегда находятся в поиске следующего носителя.
"Каков смысл существования вируса? Чтобы выжить, нужно найти хозяина", – сказал он мне. "Вирусы не могут размножаться без живой клетки... вирусам нужны восприимчивые растения, животные, люди, поэтому они должны их найти, а затем перепрыгивать с одной особи на другую, с одного вида на другой".
Вирусы обычно скрываются в резервуаре-хозяине – растении или животном, которое способно переносить их, не заболевая, – а затем, переходя на другой вид, начинают вызывать серьезные проблемы.
Во время нашего телефонного разговора недавним осенним утром Пиот, глава Лондонской школы гигиены и тропической медицины, пребывал в задумчивом настроении.
. Он обеспокоен тем, что коронавирус может оказаться не последней смертельной эпидемией, которую нам предстоит пережить.
"Мы живем в эпоху пандемий", – сказал он, немного задыхаясь: это последствие его личной борьбы с Covid-19 в начале этого года. "Я думаю, что со временем мы будем сталкиваться со все большим числом глобальных эпидемий, и основная причина в том, что нам так и не удалось жить в гармонии с природой".
Он перечислил мне факторы, повышающие вероятность возникновения болезней, такие как вырубка лесов и незаконная торговля дикими животными. Леса покрывают около трети суши на Земле, но их вырубают, часто чтобы освободить место для выращивания товарных культур или животноводства. Каждую минуту на планете вырубается лес размером с 35 футбольных полей.
"Вероятно, все началось еще тогда, когда наши предки перешли к оседлому образу жизни," – говорит Пиот. "Я не утверждают, что нам следует вернуться к кочевничеству. Однако, если рассмотреть всю совокупность факторов, – демографическое давление, урбанизация, методы ведения сельского хозяйства, вырубка лесов, высокая мобильность... если к этому добавить еще и изменение климата, все может стать еще хуже".
По мере того, как планета нагревается, модели болезней меняются. Насекомые, переносящие зоонозные заболевания, такие как клещи и комары, расширяют свой ареал и перемещаются в новые районы. Боррелиоз Лайма распространяется в Северной Америке и Европе, что недавно побудило Европейский центр по контролю за заболеваниями запустить программу мониторинга этой болезни, переносимой клещами.
Экстремальные погодные явления, такие как засуха и наводнение, также имеют большое влияние. Для таких болезней, как лихорадка денге, сильные дожди увеличивают вероятность распространения за счет создания нерестилищ для комаров, переносящих это заболевание. В прошлом году в Латинской Америке было зарегистрировано рекордное количество случаев лихорадки денге – более трех миллионов – на фоне опасений, что изменение климата усугубит распространенность этой болезни.
Хотя это все не новые вирусы, они распространяются в новых областях новыми способами, которые мы до сих пор не до конца понимаем. Это связано в частности с тем, что их распространение зачастую стало происходить на фоне повсеместной вырубки лесов. Поскольку люди воздействуют на планету как очевидными, так и неочевидными способами, по некоторым подсчетам, новые вирусы стали появляться все чаще.
В общих чертах механизм возникновения новых заболеваний ясен: они обычно исходят от животных и передаются людям при тесном контакте. И места, где это наиболее вероятно, также известны: земли с нарушенным покровом, фрагментированные среды обитания и рынки дикой природы.
Однако такое знание не остановило мир от появления коронавируса. Но, может быть, это поможет нам в следующий раз сделать все правильно – или, по крайней мере, улучшить наши шансы.
Деннис Кэрролл безоговорочно верит в эту идею. Он провел почти всю свою жизнь в поисках вирусов и возглавляет амбициозный проект по поиску большего количества вирусов – по сути, всех возможных видов.
Кэрролл немного похож на крестного отца от мира вирусных исследований – этот образ создают его длинные седые волосы и браслет из серебра и бирюзы. В каком-то смысле так оно и есть: он провел десять лет, возглавляя программу поиска вирусов стоимостью 200 миллионов долларов под названием "Predict" ("Прогноз") в Агентстве США по международному развитию. Сейчас он возглавляет Global Virome Project, исследовательскую группу, задачей которой является каталогизация всех вирусов, которые могут представлять угрозу для здоровья человека.
Мы побеседовали через Zoom; тибетская картина в стиле танка (thangka, жанр живописи), висящая на стене позади Кэрролла, как бы говорит о том, сколько времени он потратил на поиски вирусов в разных уголках мира. И хотя последние месяцы он был вынужден провести в изоляции в своем плавучем доме на реке Потомак недалеко от Вашингтона, пандемия придала проекту новую актуальность.
"Global Virome Project в основном направлен на обнаружение вирусов до того, как они доберутся до человека, и на создание всеобъемлющей исчерпывающей базы данных", – сказал он. "Если бы у нас были соответствующие данные раньше, мы бы взяли под контроль ситуацию с Covid-19, например, еще в октябре [2019]."
Это смелое заявление, но Кэрролл привык мыслить и действовать в очень амбициозном ключе. Он считает, что наша реакция на новые вирусы ограничена тем, что мы ничего не знаем о них заранее, до того как они начинают заражать людей. "Каким бы ни было следующее глобальное заболевание – а мы знаем, что будет еще одно заболевание – оно уже существует и ждет своего часа," – заявил он. Он называет эти неизвестные вирусы "вирусной темной материей".
Создать такую базу данных – дорогая затея. По оценкам Кэрролла, чтобы найти 75 процентов из 1,6 миллиона вирусов, потребуется около 1,6 миллиарда долларов и не менее 10 лет – или, если они смогут собрать нужные средства, около 3 миллиардов долларов для выявления 90 процентов вирусов. Global Virome Project получает финансирование от правительств, благотворительных фондов и технологических компаний.
В течение многих лет США были крупнейшим спонсором этого типа исследований в рамках программы USAID "Новые угрозы пандемии", которую возглавлял Кэрролл. Сюда входил и "Predict", который каталогизировал и секвенировал более 900 новых вирусов. Однако USAID решил прекратить финансирование "Predict" при администрации Трампа в 2019 году, как раз перед началом пандемии Covid-19. Поскольку программа сейчас закрыта, несколько ведущих ученых работают с Global Virome Project, продолжая свои исследования.
Global Virome Project для научного сообщества – все равно что запуск ракеты на Луну: даже если все вирусы будут идентифицированы, мы, возможно, не сможем однозначно сказать, какие из них заразны и угрожают человеку.
"Ключевым моментом здесь является определение того, способны ли эти вирусы не только инфицировать людей, но и передаваться от человека к человеку – а науку для определения этого фактора еще не изобрели", – сказал Пиот. "Люди, вероятно, постоянно заражаются вирусами от животных, но в большинстве случаев заражение локализуется в одном организме и не передается к другому человеку: на этом эпидемия и заканчивается, не успев начаться".
Некоторые исследователи утверждают, что такое серьезное финансирование могло бы принести больше пользы в другом месте. "Идея, что такой проект может остановить следующую пандемию, окружена огромным количеством маркетинга," – утверждает Крис Мюррей, бывший сотрудник программы Predict, доцент MRC Unit The Gambia в Лондонской школе гигиены и тропической медицины. "Большая проблема кроется в том, что в список предстоит слишком много вирусов. Это начинает походить на огромный список, который так никогда и не дойдет до людей".
Тем не менее, сторонники идеи утверждают, что исследования Predict уже помогли в борьбе с Covid-19, также как и Global Virome Project со временем поможет в другую пандемию.
"Мы обнаружили более 100 новых коронавирусов, мы также идентифицировали более 60 известных коронавирусов и начали значительно расширять информацию о том, в каких животных-носителях они скрываются", – говорит Йонна Мазет, профессор эпидемиологии Школы ветеринарной медицины Калифорнийского университета в Дэвисе, которая была главным исследователем Predict и теперь входит в правление GVP.
По ее словам, некоторые из этих коронавирусов использовались для проверки эффективности препарата ремдесивир, в настоящее время единственного ретровирального препарата, одобренного для использования против Covid-19 в США. Мазет добавила: "Даже если это не поможет нам предотвратить следующую пандемию, это поможет нам собрать и подготовить данные, чтобы оперативно реагировать на новые угрозы".
Ученые сходятся во мнении, что мы мало знаем о том, что нас окружает. Мы даже не идентифицировали всех млекопитающих на планете, не говоря уже о вирусах.
И даже вирусы, которые мы идентифицировали, часто не изучены до конца. Одним из примеров является Эбола: ученые не смогли подтвердить, какое животное является носителем вируса, т.е. хозяином-резервуаром (анг. "reservoir host"). Еще один пример – вирусы гриппа: из-за высокой скорости их мутации, создание широкой вакцины против них никогда не было возможным.
"Каждый раз, когда мы проводим долгосрочное наблюдение, мы обнаруживаем новые виды позвоночных", – говорит Том Гиллеспи. Возьмем для примера летучих мышей: на данный момент идентифицировано около 1.400 видов, и это число растет с каждым годом. Летучие мыши особенно интересны для эпидемиологов, потому что они являются переносчиками огромного числа вирусов, потенциально опасных для человека, включая Sars и Ebola.
Работа Гиллеспи сосредоточена на обезьянах и человекообразных обезьянах, которые часто выступают в качестве индикаторов для патогенов, поражающих людей, из-за своего генетического сходства с нами. Иногда они могут передавать вирусы людям – так, ВИЧ пришел к нам от шимпанзе, – но люди также могут передавать вирусы обезьянам (что вызывает особую озабоченность в период пандемии Covid-19).
Гиллеспи провел исследования в трехнациональном районе в центральной Африке, недалеко от Джанга-Сангхи, региона, известного большой популяцией горилл. По его словам, исследования на передовой всегда очень трудно проводить: отчасти поэтому он причисляет себя к тем, кто скептически относится к попыткам каталогизировать все вирусы в мире. Гиллеспи преследовали слоны и вооруженные браконьеры, он заразился и переболел множеством тропических заболеваний, включая тяжелую геморрагическую денге: на полное излечение тогда ушло несколько месяцев. "Мы ходим там, куда никто не хочет идти", – так он характеризует свою работу. "Это бывает очень неудобно".
Он объясняет, что вирусы даже более разнообразны, чем млекопитающие, потому что они не имеют общего происхождения. "Каждый раз, когда мы ищем вирусы в переносчиках или хозяевах, мы находим что-то новое, и они часто ставят под сомнение наше понимание разнообразия существующих вирусов".
Еще одна вещь, с которой могут согласиться ученые, заключается в том, что разрушение мира природы повышает вероятность появления новых вирусов и их распространения в человеческие популяции.
Вырубка лесов, посадка плантаций монокультур для выращивания пальмового масла и содержание крупных животноводческих ферм – все это может увеличить контакт людей с новыми болезнями.
"Неважно, горилла вы или человек, когда нарушается экосистема леса, происходит сдвиг во флоре и фауне", – говорит Фабиан Леендертц, руководитель лаборатории Леендерца в Институте Роберта Коха и научный руководитель Нобель. "Тогда внезапно появляются болезни, которых раньше не было, и они начинают очень быстро распространяться. В контакт вступают вещи и живые организмы, которые при нормальны условиях никогда не должны были контактировать. Некоторые виды вымирают, другие становятся избыточными... Так что, само собой, появляется более высокая вероятность передачи болезни".
Разрушение среды обитания также означает, что выживают только самые выносливые виды – те самые виды, которые с наибольшей вероятностью будут переносить болезни. Одним из примеров является мультимамматическая мышь, распространенный вид в Западной Африке и переносчик лихорадки Ласса. Мышь, по-видимому, процветает в деградированных экосистемах, таких как сельскохозяйственные плантации, и вокруг домашних хозяйств. В связи с этим число случаев заболевания лихорадкой Ласса со временем увеличивается, каждый год от нее умирают тысячи людей.
Другой проблемой является фрагментация ландшафта: исследование Гиллеспи показывает, что переломный момент наступает, когда разрушается около 40 процентов территории. "Именно в этот момент начинает рушиться экосистема" – говорит он. "Животные чтобы выжить начинают вести себя не так, как обычно. Они ищут еду".
Мы еще не знаем, могла ли подобная динамика способствовать появлению Sars-Cov-2, который, как полагают, обитает в разновидности подковоносной летучей мыши в качестве хозяина-резервуара. Оттуда вирус мог попасть непосредственно в организм человека или передаваться через посредника, такого как панголин. Предполагаемая роль панголина в Covid-19 – хотя тому до сих пор нет подтверждения – указывает на другой фактор, который почти наверняка сыграл свою роль: незаконная торговля дикими животными. Торговля редкими животными также означает торговлю вирусами, которые в них обитают.
Пока мир охвачен пандемией Covid-19, огромное внимание стало уделяться поиску решения проблемы распространению вирусов – не только этого, но и будущих.
Исследования вакцин – это одна из областей, уже получающих выгоду от всплеска инвестиций. В долгосрочной перспективе охота на новые вирусы также может помочь в вопросе создания вакцин. Одной из ярких групп в этой области является Коалиция за инновации в сфере готовности к эпидемиям (CEPI), которая была создана при поддержке Фонда Гейтса для работы над вакцинами от новых болезней. В этом году группа возглавила инициативу Covax , которая занимается разработкой вакцины от Sars-Cov-2. (Девять вакцин находятся в стадии разработки, восемь из которых уже проходят клинические испытания.)
Мелани Сэвилл, директор CEPI по исследованиям вакцин, проявляет редкую нотку оптимизма. "Sars-Cov-2 – это пример того, как в области разработки вакцин дела идут все лучше и лучше", – сказала она, добавив, что важно знать больше о том, какие в мире существуют вирусы, потому что это может послужить ориентиром для дальнейших исследований.
"Существует ограниченное число семейств вирусов, 25 или 26, и исследования показывают, что у некоторых из этих семейств выше вероятность возникновения эпидемии", – утверждает Сэвилл. "Так что, работая с вирусами в этих семействах, можно узнать очень много, даже если полученные данные не будут на 100% совпадать с тем, что может ждать нас в будущем".
Когда появился Sars-Cov-2, предыдущие исследования Mers (ближневосточный респираторный синдром), который также вызывается одним из типов коронавируса, помогли ускорить разработку вакцины.
CEPI и другие организации также пытаются разработать вакцины, которые могут быть нацелены на полноценные семейства вирусов, хотя до сих пор никто не смог достичь прорыва в этой области. Иногда препятствия на пути развития носят не только научный характер: фармацевтические компании неохотно вкладывают средства в вакцины от болезней, от которых страдают бедные слои населения и люди, проживающие в странах третьего мира. Одним из примеров является лихорадка Ласса, которая существует уже 50 лет, но вакцина до сих пор не была разработана. Отчасти цель создания CEPI – устранение этих пробелов. (В настоящее время ведется разработка шести вакцин от лихорадки Ласса.)
Разработка футуристических вакцин широкого действия и каталогизация всех зоонозных вирусов на планете – это захватывающие идеи, но до воплощения в жизнь еще далеко. Что еще можно сделать тем временем? Прекращение разрушения окружающей среды, лежащего в основе многих новых болезней, – это один из вариантов, пусть и сложно осуществимый. Вырубка тропических лесов Амазонки – еще одного очага возникновения болезней – вызывает особую озабоченность у экологов и эпидемиологов.
Однако выделяются два подхода, которые могут изменить ситуацию в ближайшем будущем. Один из них – более внимательно следить за здоровьем людей в "горячих точках", чтобы можно было быстрее выявлять и лечить новые болезни. Другой – более тщательно учитывать экологические проблемы при принятии решений в области общественного здравоохранения.
В некоторых областях уже начинает происходить привязка программ здравоохранения с мониторингом дикой природы. В некоторых частях Бразилии, например, приматов проверяют на желтую лихорадку, так что люди, живущие поблизости, при необходимости могут оперативно пройти вакцинацию. Климатические модели и сезонные погодные колебания можно использовать для прогнозирования сроков и интенсивности таких заболеваний, как денге и холера.
Исследователи на передовой говорят, что невозможно отделить здоровье человека от здоровья мира вокруг нас. Кристиан Хаппи, глава Африканского центра передового опыта в области геномики инфекционных заболеваний (ACEGID) в Эде, Нигерия, создает программу раннего предупреждения, которая позволит выявлять болезни у людей и сообщать о результатах местным органам здравоохранения.
"Я не думаю, что следующую пандемию можно будет предсказать с помощью машинного обучения или какого-либо алгоритма", – утверждает Хаппи, профессор молекулярной биологии, чья лаборатория диагностировала первый случай Эболы в Нигерии. "Для этого надо быть на передовой, в практических условиях. Что действительно необходимо для этого, так это создать очень прочную и надежную систему наблюдения, которая позволит людям обнаруживать патогены в режиме реального времени, а затем публиковать эту информацию".
Выросший в Камеруне, Хаппи решил изучать биологию из-за того, что в детстве многие его друзья погибли от малярии. Теперь его миссия – создание дополнительных диагностических мощностей в Африке, чтобы не отправлять образцы в лаборатории в Европе. "Эти вспышки всегда начинаются в малозаселенных отдаленных местах. Нам необходимо расширить возможности людей, работающих там, этих передовых медицинских работников", – говорит он. Он также создает новую сеть наблюдения под названием Sentinel (рус. "Стражник"), направленную на улучшение обнаружения известных и неизвестных вирусов в Западной и Центральной Африке.
Экономическая катастрофа, вызванная Covid-19, также возобновила дискуссию о способах снижения риска распространения вирусов в районе их возникновения. В недавней статьей журнала Science приводится подсчет, согласно которому ежегодные затраты в размере $30 млрд на такие меры, как сокращение вырубки лесов и ограничение торговли дикими животными, окупятся во много раз за счет снижения риска следующей пандемии.
"Серьезные усилия по сохранению лисных экосистем в нетронутом виде будут иметь большую отдачу от инвестиций, даже если их единственная выгода заключается в сокращении случаев появления новых вирусов", – говорится в статье.
В то время как весь мир борется с Covid-19, исследователи говорят, появились первые лучи надежды. Пандемия повлекла за собой приток инвестиций в исследования. Ученые стали больше сотрудничать в разных сверах науки, что имеет решающее значение для такой области, как зоонозы, которая связана с экологией, эпидемиологией и молекулярной биологией. Достижения в области генетического секвенирования могут лучше вооружить нас и приготовить к новому вирусу. Более того, появилось понимание того, что здоровье человека глубоко связано со здоровьем нашей планеты.
"Тревожный звонок – это еще слабо сказано", – утверждает Пиот, директор LSHTM. "Если Covid не сможет пробудить нашу сознательность, то я даже не знаю, что могло бы это сделать".