Эволюция и вирусы

Новые инфекции и эволюция вирусов.

Эволюция живых организмов имеет одну особенность. При возникновении новых условий, новой среды обитания, изменении окружения, происходит эволюционный скачок, при котором мутации в геноме, как полезные для выживания вида, так и вредные, проявляются активнее, чем нейтральные. В результате происходит значительное изменение организмов внутри вида, а так же образование новых видов.

Через некоторое время на первый план выходит стабилизирующий отбор – развитие и модификация вида как бы замирает. Не нейтральные мутации активно выбраковываются.

С точки зрения инфекционных болезней, вирусы, как возбудители заболеваний, вполне можно считать живыми организмами – именно так они проявляют себя внутри человека, растения или животного.

Эта особенность эволюции вирусов может иметь значение и для прогноза развития и распространения инфекции, и для диагностики.

Вирусы, с которыми человек встретился давно, уже перешли в стадию стабилизирующего отбора, поэтому их структуры – оболочка и геном – стабильны и фактически не изменяются. Это позволяет создать как надежные вакцины, так и точные способы диагностики методом ПЦР или методами определения уровня антител к данному вирусу.

К таким вирусам, относится вирус натуральной оспы, ветряной оспы, полиомиелита, краснухи, кори, вирусы гепатитов и т.д. А вот вирус гриппа, по всей вероятности, выбрал человека сферой своего обитания не так давно, поэтому еще не стабилизировался и значительно видоизменяется каждый год. Аналогично и ВИЧ, который относительно недавно «перескочил» с животных на человека.

Следует заметить, что ученые не так давно научились идентифицировать вирусы. И первая доказанная эпидемия гриппа – «испанка» - произошла чуть более 100 лет назад. При этом все простудные заболевания имеют очень сходные симптомы, что не позволяет выяснить, существовал ли вирус гриппа в человеческой популяции до 1918 года. Ведь если бы ученые не умели сейчас идентифицировать вирусы, то коронавирусная эпидемия, сравнимая по охвату и тяжести с «испанкой», была бы квалифицирована как какая-нибудь «черная простуда» и считалась бы аналогом какого-то гриппоподобного заболевания.

Активная адаптация вируса к новой среде приводит к множеству изменений генома, а значит к изменению структуры белков его оболочки.

Идентификация вируса в лабораторных условиях определяется методом ПЦР. В этой реакции врачи-лаборанты ищут специфичные последовательности нуклеотидов в образце от пациента. И если мутация произошла именно в этом, искомом, небольшом фрагменте, то даже при наличии инфекции, ответ анализа может быть отрицательным. И не по вине лаборанта или тест-системы, а потому что у данного штамма вируса возникла мутация в том фрагменте генома, на поиск которого направленно исследование.

Аналогично и с белками оболочки вируса. Если в геноме произошла мутация, затрагивающая структуру белка к которой в лаборатории пытаются определить титр антител, то анализ так же может дать ложноотрицательную реакцию, поскольку антитела у данного пациента выработались к мутировавшему вирусу, а не к тому, на основе белков которого была разработана тест-система.

И опять речь идет не о вине лаборанта или тест-системы, а об особенности конкретного этапа эволюции вируса, когда он недавно (по эволюционным меркам) появился в новой популяции макроорганизмов.

Понимание особенностей эволюционных принципов адаптации инфекционных агентов к новой среде обитания может стать рабочей гипотезой для объяснения ошибок в лабораторных методах исследования и проблем эффективности вакцинации. И это должно акцентировать внимание разработчиков на поиске эффективных противовирусных лекарств и профилактических средств.