Накопительством человечество страдает уже не одну тысячу лет. Да и не только человек – если дать мышам или хомякам возможность, они тоже натащат в норку невероятное множество зерна. Правда, у людей возможности шире: кроме основных потребностей, высшим существам нужно удовлетворять и другие. Сначала риском неурожая объясняли запасы продовольствия, потом появились склады боеприпасов и запасы оружия.
Однако человечеству до сих пор угрожают и внешние враги – например, эпидемии. Решать их предлагается испытанным способом – запасти как можно больше медикаментозных средств. Например, в США и Великобритании накоплены уже миллионы доз лекарства «Тамифлю», действующим веществом которого является осельтамивир.
В России небольшие запасы лекарства от птичьего гриппа также имеются, хотя предпочтение пока отдаётся вакции для домашней птицы. По бедноте или по разумению, но российские медицинские власти, возможно, поступают разумнее.
Как показали британские ученые под руководством Стивена Гамблина, создаваемые сейчас запасы «Тамифлю» в случае эпидемии птичьего гриппа будут неэффективны.
Причина – в высокой изменчивости белка нейраминидазы, входящего в оболочку вируса и значительно облегчающего проникновение вирусных частиц через оболочку клеток хозяйского организма.
За восприимчивость к вирусу птичьего гриппа отвечает определенная форма гликанов (цитоплазматических сахаров) располагающихся на поверхности эпителия дыхательных путей. Сопоставление структуры гемагглютинина вируса птичьего гриппа с обнаруженными вариантами структуры сахаров клеточной мембраны позволило ученым из Массачусетского технологического института объяснить взаимодействие вируса с эпителием дыхательных путей.
Вирус всех типов гриппа, присоединяется к клетке за счет связывания гемагглютинина с сахарами клеточной мембраны. Но если раньше считалось, что способность инфицировать человека вызывается мутацией вируса птичьего гриппа, то новое исследование, уточнившее структуру сахаров, скорректировало представление вирусологов.
Ультраструктурный анализ позволил им разделить все поверхностные сахара эпителия дыхательной системы на две группы: «зонтикоподобные» и «колбочкоподобные». При этом длинные зонтикоподобные рецепторы располагаются в верхних дыхательных путях, а колбочкоподобные – в нижних, куда воздух попадает уже очищенным. Болезнь развивается лишь в том случае, если инфицированы нижние дыхательные пути.
Моделирование взаимодействия гемагглютинина разных штаммов вируса с сахарами показало, что «человеческие» штаммы легко связываются с зонтикоподобными рецепторами верхних дыхательных путей, когда «птичьи» штаммы – с колбочкоподобными сахарами нижних.
Это объясняет, почему птичий грипп трудно передается человеку, ведь нестабильному вирусу необходимо проделать длинный путь, прежде чем он достигнет восприимчивого к нему участка. Возможен и другой, более опасный для человечества вариант – вирус может мутировать таким образом, что будет присоединяться и к тому и к другому виду рецепторов. Кроме того, исследователи надеются, что их работа поможет в прогнозировании эпидемий и разработке новых вакцин.
Слабость птичьего гриппа в борьбе против человека объясняется особенностью строения вируса – он очень слабо прикрепляется к эпителию верхних дыхательных путей, а потому ему трудно поразить человеческий организм. Но если это всё-таки происходит, то высокая патогенность и способность к быстрому размножению практически не оставляют врачам шансов в борьбе.
Однако каждый случай заражения человека приближает мир к эпидемии:
повышается вероятность возникновения мутаций, способных сделать вирус птичьего гриппа вирулентным – способным поражать дыхательную систему абсолютного большинства людей. Именно поэтому не останавливаются как поиски новых лекарственных средств, так и прогнозирование и построение моделей возможных эпидемий или даже пандемий.
И если антибиотиков, подавляющих размножение бактерий, существует несколько поколений, и при развитии устойчивости остается возможность воспользоваться препаратом следующего «уровня», то вирусологам повезло не настолько – у них выбор куда меньше.
Определенные успехи в разработке лекарств уже достигнуты: в частности, экспериментальная сыворотка, полученная китайскими учеными, оказалась эффективна при единичном применении. Наработка других антивирусных препаратов является делом государственной безопасности в каждой стране.
Грипп – острое инфекционное заболевание дыхательных путей, вызываемое вирусом гриппа. Периодически распространяется в виде эпидемий и пандемий. Грипп известен с конца XVI века.
Вирус гриппа относится к семейству ортомиксовирусов (Orthomyxoviridae) и включает три серотипа А, В, С. Вирусы серотипов А и В составляют один род, а серотип С образует другой. Каждый серотип имеет свою антигенную характеристику, которая определяется нуклеопротеинами (NP) и матричными (M) белковыми антигенами. Серотип А имеет подтипы, которые различаются по характеристике своего гемагглютинина (H) и нейраминидазы (N). Для вирусов серотипа А (реже В) характерно частое изменение антигенной структуры при пребывании их в естественных условиях. Эти изменения обуславливают множество названий подтипов, которые включают место первичного появления, номер и год выделения, характеристика HN – например A/Moscow/10/99 (H3N2), A/New Caledonia/120/99 (H1N1), B/Hong Kong/330/2001.
Вирус гриппа имеет сферическую форму диаметром 80–120 нм, в центре находятся РНК-фрагменты, заключённые в липопротеидную оболочку, на поверхности которой имеются «шипы» состоящие из гемагглютинина (H) и из нейраминидазы (N). Антитела, вырабатываемые в ответ на гемагглютинин (H) составляют основу иммунитета против определённого подтипа возбудителя гриппа
История эпидемий, серотип A
Год Серотип Распространение
1889–1890 H2N8 Тяжёлая эпидемия
1900–1903 H3N8 Умеренная эпидемия
1918–1919 H1N1 Тяжёлая пандемия (Испанский грипп)
1933–1935 H1N1 Средняя эпидемия
1946–1947 H1N1 Средняя эпидемия
1957–1958 H2N2 Тяжёлая пандемия
1968–1969 H3N2 Умеренная пандемия
1977–1978 H1N1 Средняя пандемия
1995–1996 H1N1,H3N2 Тяжёлая пандемия
В таком случае эффективными становятся все средства – наработка вакцины для массовой профилактики (в России этим занимается, в частности, НПО «Вектор»), ограничение миграции населения, что при моделировании оказалось очень эффективным, и запас лекарственных средств, способных справиться с вирусом.
В Великобритании и США акцент был сделан на накопление продвигаемого фармацевтическим гигантом Roche препарата «Тамифлю» – осельтамивира, ингибитора нейраминидазы. Фермент нейраминидаза помогает высвобождению новых вирионов и ускоряет распространение инфекции по организму. Его блокирование, хотя полностью и не искореняет инфекцию, существенно тормозит её, давая иммунной системе небольшую паузу для выработки антител.
Публикация данных о двух новых клинических случаях заражения птичьим гриппом снова поставила вопрос о генетической предрасположенности к заражению вирусом H5N1.
Моряка госпитализировали в китайском Наньцзине в прошлом ноябре с диареей и пневмонией, которые не поддавались лечению антибиотиками и привели к летальному исходу. Только перед смертью у него диагностировали птичий грипп (вирусы H5N1). На следующий день госпитализирован был и его отец – как подчеркивают ученые, «ухаживавший за сыном без маски». Его жизнь удалось спасти благодаря экспериментальной сыворотке, полученной из плазмы крови женщины после вакцинации мертвыми вирионами H5N1.
Статья, опубликованная в авторитетном журнале Lancet, акцентирует внимание сразу на двух вещах – во-первых, удачном исходе при лечении экспериментальной сывороткой, что дает надежду на то, что потенциально возможную эпидемию можно будет остановить. А во-вторых, вновь возвращает ученых к вопросу о генетической предрасположенности и приспосабливаемости вируса к людям.
Эпидемию пока останавливает то, что существующие штаммы вируса слабо связываются с клетками человека из-за особенностей рецепторов на эпителии дыхательных путей. Каждый случай заражения чреват мутациями и появлением нового штамма, который будет связываться не только с уникальными рецепторами обреченных, но и с наиболее распространенной у человечества формой.
Результаты работы учёных приняты к публикации в Nature и содержат в себе две неприятные новости.
Во-первых, создающиеся запасы антивирусных препаратов могут легко оказаться неэффективными. А во-вторых, и это ещё страшней, эта часть вируса гриппа, и так печально известного своей быстрой изменчивостью, мутирует гораздо быстрее, чем предполагалось.
Ученые не стали паниковать, а продолжили тестирование других лекарств, и нашли, что другой ингибитор нейраминидазы – занамивир (препарат «Реленца») эффективно препятствует размножению патогенных штаммов. Авторы работы предлагают дополнить запасы «Тамифлю» занамивиром.
