На ярмарке в штате Мэриленд в 2017 году призовые свиньи выглядели не самым лучшим образом. Фермеры сообщали о свиньях с лихорадкой, воспаленными глазами и сопливыми мордочками. Но в то время как справедливые чиновники беспокоились о свиньях, Министерство Здравоохранения Мэриленда было обеспокоено группой больных честных людей. Некоторые из них погладили свиней, в то время как другие просто были рядом с их сараями; но скоро 40 из этих участников были диагностированы со свиным гриппом.
Чаще всего больные животные не заражают людей. Но когда инфекция распространяется на других носителей, появляется риск возникновения смертельных эпидемий. Так как же вирус может менять носителей и что делает его "прыжок" на других таким опасным?
Вирусы являются одним из видов органических паразитов, заражающих почти все формы жизни. Чтобы выжить и размножиться, они должны пройти три стадии:
1) Контакт с восприимчивым хозяином.
2) Инфекция и репликация.
3) Передача инфекции другим носителям.
В качестве примера рассмотрим человеческий грипп. Во-первых, вирус гриппа встречает нового хозяина и проникает в его дыхательные пути. Это не так сложно, но чтобы выжить в этом новом теле, вирус должен установить успешную инфекцию, прежде чем она будет поймана и разрушена иммунной системой. Вирусы человеческого гриппа покрыты белками, приспособленными для того чтобы связаться с клетками организма и проникнуть в них. Оказавшись внутри клетки, вирус захватывает репродуктивный механизм клетки хозяина и реплицирует свой генетический материал. Теперь вирусу нужно только подавить иммунную систему хозяина или уклониться от неё на достаточно долгое время, чтобы размножиться до достаточного уровня и заразить больше клеток. В этот момент грипп может быть передан следующей жертве, например, через чихание.
Однако это простое чихание также приводит вирус в контакт с домашними животными, растениями, или даже с вашей едой. Вирусы постоянно сталкиваются с новыми видами и пытаются заразить их. Чаще всего это заканчивается неудачей. В большинстве случаев генетическое различие между двумя хозяевами слишком велико. Для вируса, адаптированного для заражения людей, клетка салата была бы чужим и негостеприимным ландшафтом. Но вирусы быстро размножаются, они могут быстро развить случайные мутации. Большинство мутаций не будет иметь никакого эффекта, но их небольшая доля может позволить патогену лучше заразить новый вид. Шансы на победу в этой разрушительной "генетической лотерее" увеличиваются с течением времени, если новый вид тесно связан с обычным хозяином вируса. Для вируса, адаптированного к другому млекопитающему, заражение человека может настать всего через несколько удачных мутаций. И вирус, адаптированный к шимпанзе, один из наших ближайших генетических родственников, возможно, вообще не требующий никаких изменений.
Некоторые вирусы оснащены другим составом, который позволяет им легко заразить клетки нового хозяина, но тогда они не смогут избежать иммунного ответа. Другие долго передаются новым хозяевам. Например, они могут сделать кровь хозяина заразной, но не их слюну.
Однако, как только наступает этап передачи, вирус становится намного опаснее. Теперь у патогена вдвое больше шансов мутировать в более успешный вирус. И каждый новый хозяин увеличивает потенциал для возникновения полномасштабной эпидемии.
Вирусологи постоянно ищут мутации и это может сделать вирусы, такие как грипп, более склонными к передаче. Однако прогнозирование следующей потенциальной эпидемии является серьезной проблемой. Существует огромное разнообразие вирусов, которые мы только начинаем изучать. Исследователи неустанно изучают биологию этих патогенов. И путем мониторинга населения для быстрого выявления новых вспышек инфекции, они могут разработать вакцины и лекарства, чтобы остановить эти смертельные заболевания.