После глобальной пандемии COVID-19, которая началась, когда вирус SARS-CoV-2 перешел от животных к людям, мы задаем важный вопрос - почему инфекции, передаваемые от животных, так опасны для здоровья человека?

Пока неясно, какие животные были источником нового коронавируса - летучие мыши? Это были ящеры? И то, и другое? - ученые уверены, что вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, произошел от животных.

Но зоонозы, то есть болезни, передающиеся от животных, поражали огромное количество людей во всем мире до того, как COVID-19 занял центральное место

Например, в международном отчете за 2012 год сообщается, что в общей сложности 56 таких заболеваний являются причиной 2,5 млрд случаев заболеваний и 2,7 млн ​​смертей во всем мире ежегодно. Эти заболевания включали бешенство, токсоплазмоз, лихорадку Ку, лихорадку денге, птичий грипп, лихорадку Эбола и сибирскую язву.

Более того, респираторные, гриппоподобные заболевания, приобретенные у животных, нанесли серьезный ущерб в прошлом веке. Испанский грипп стал причиной 50 миллионов смертей в 1918 году, а гонконгский грипп стал причиной 700 000 смертей в 1968 году.

Итак, почему болезни, передающиеся людям от животных, настолько опасны? Частично это связано с нашей иммунной системой. Отчасти это естественный отбор. Определенное животное, передающее вирус, также может иметь значение.

Ниже мы исследуем некоторые из этих факторов и то, как они взаимосвязаны.

Вирус животных против иммунной системы человека

Одна из причин, по которой вирусы от животных настолько опасны для человека, заключается в том, что у людей нет средств бороться с ними. Наша иммунная система никогда не была «знакома» с этими новыми вирусами, поэтому она не знает, как реагировать на незваного гостя.

Исследователи объясняют, что большинство вирусов, попадающих в организм человека, успешно уничтожаются иммунной системой или проходят через нашу желудочно-кишечную систему. Однако время от времени вирусам животных удается реплицироваться в организме человека-хозяина.

Момент, когда вирус животных размножается в теле первого человека, имеет решающее значение. В этот критический момент вирус может мутировать и развиваться «впервые под избирательными ограничениями человеческого тела, адаптируясь и улучшаясь для репликации в этом новом хозяине».

Когда это происходит, иммунная система человека должна принять ответные меры. Ему необходимо «догнать» эволюцию вируса и создать иммунный ответ. Человеческое тело никогда раньше не сталкивалось с этой угрозой и, следовательно, не имеет ранее существовавшего иммунитета в своем арсенале, поэтому оно должно быстро его разработать.

Но для активации этой защиты - части адаптивной иммунной системы - требуется несколько дней или больше. Между тем, вирус, возможно, уже эволюционировал, чтобы размножаться быстрее или даже избежать ответного удара иммунной системы.

Эволюционная гонка вооружений

Другими словами, вирус животных и иммунная система человека вступили в « гонку вооружений » - и, как и в любой гонке вооружений, один из двух конкурентов может победить или оба соперника могут зайти в тупик.

«Общее предположение, - пояснил Кристофер Коулман, доцент кафедры инфекционной иммунологии в Университете Ноттингема в Соединенном Королевстве, - заключается в том, что по мере того, как вирусы эволюционируют до хозяина, они становятся менее опасными для этого хозяина (они хотят обеспечить собственную передачу, поэтому не хотят быстро убивать хозяина, прежде чем будут иметь шанс [воспроизвести]) ».

«Это отнюдь не [всегда] правда, но вирус, который адаптируется к человеку, может быть менее опасным в долгосрочной перспективе, потому что« эволюционная гонка вооружений »между вирусом и хозяином зашла в своего рода тупик, в котором ни один из них не является полностью счастливым, и ни один не убит ».
- Кристофер Коулман

Более того, «вирус, который полностью адаптируется к хозяину, может быть совершенно безвредным для человека», - продолжил Коулман.

Ученый, основное исследование которого сосредоточено на высокопатогенных коронавирусах человека , привел примеры агрессивных вирусов животных в семействе коронавирусов. К ним относятся «вирус инфекционного бронхита цыплят, вирус инфекционного перитонита кошек» у кошек или вирус трансмиссивного гастроэнтерита, который почти на 100% смертелен для поросят ».

«Ни один из этих [вирусов] не может инфицировать людей или вызывать какие-либо заболевания», - сказал Коулман.

«С другой стороны, вирус, который развивается у животных, но также обладает способностью заражать людей, может быть более смертоносным, если и или когда он заражает людей».

Это может быть особенно верно, когда иммунная система животных сильно отличается от иммунной системы человека или когда у животных есть особые защитные механизмы, которых нет у людей.

Летучие мыши и их сверхбдительный иммунитет

Например, тот факт , что очень опасные вирусы , такие как атипичная пневмония, МЕРС и Эбола у всех возникла в летучих мышей возникает вопрос - что летучие мыши имеют , что мы не знаем?

Как летучие мыши могут летать, неся вирусы, которые в некоторых случаях чрезвычайно смертельны для человека (например, Эбола), но, похоже, не причиняют этим существам ни малейшего вреда?

Именно этот вопрос задает новое исследование, проведенное Кара Брук, докторантом Миллера из Калифорнийского университета в Беркли. Исследование показывает, как уникальные иммунные способности летучих мышей позволяют им переносить и поддерживать высокую вирусную нагрузку, не заболевая при этом.

«У некоторых летучих мышей, - объясняют Брук и его коллеги в своей статье , - постоянно включен противовирусный иммунный ответ, называемый интерфероновым путем».

«У большинства других млекопитающих такой сверхбдительный иммунный ответ может вызвать опасное воспаление. Летучие мыши, однако, адаптировали противовоспалительные свойства, которые защищают их от такого вреда ».

- Кара Брук и др.

От силы к силе

Все это отличные новости для летучих мышей, но что это значит для других млекопитающих? К сожалению, не очень много. Тот факт, что у летучих мышей такая хорошая защита, означает, что у вируса есть все необходимое для более быстрого размножения.

Уникальные иммунные способности летучих мышей в конечном итоге делают вирусы сильнее. Это как тренироваться с выдающимся спортсменом и в результате становиться сильнее.

Брук и ее команда провели эксперименты с использованием клеточных линий двух видов летучих мышей. Результаты показали, что у «обоих видов летучих мышей наиболее сильным противовирусным реакциям противодействовал вирус, быстрее распространяющийся от клетки к клетке».

«Это говорит о том, что иммунная защита летучих мышей может стимулировать эволюцию вирусов, передающих быстрее, и, хотя летучие мыши хорошо защищены от вредного воздействия их собственных плодовитых вирусов, другие существа, включая людей, не защищены».
- Кара Брук и др.

«Наша иммунная система могла бы вызвать обширное воспаление, если бы попыталась применить ту же противовирусную стратегию. Но летучие мыши кажутся уникальными, чтобы избежать угрозы иммунопатологии », - говорит Брук.

COVID-19: летучие мыши, ящеры или змеи?

В случае нового коронавируса циркулирует множество теорий о конкретном животном, которое передало SARS-CoV-2 людям. Ученые назвали ящеров или даже змей возможными переносчиками.

Выявление конкретных млекопитающих жизненно важно, потому что животное может дать представление о генетической структуре вируса и способах борьбы с ним. Однако важно не сбрасывать со счетов возможность того, что новый коронавирус может иметь несколько животных источников.

Комментируя теорию о том, что люди заразились SARS-CoV-2 от панголинов, Коулман сказал: «Это такая же хорошая теория, как и любая другая […] Это, конечно, не означает, что панголины являются единственным источником - возможно, есть другие виды ».

«Например, с« оригинальным »SARS-CoV, циветты были самым известным видом, но были инфицированы и другие мелкие млекопитающие. Кроме того, хотя верблюды-дромадеры являются источником БВРС-КоВ, есть убедительные доказательства того, что «другие верблюды» также могут быть инфицированы ».

Независимо от того, какие животные конкретно заразили людей новым коронавирусом, может быть более важным спросить, когда и где вирус мутировал?

Два альтернативных сценария COVID-19

В недавнем исследовании исследователи под руководством Кристиана Андерсена, доктора философии, доцента иммунологии и микробиологии Научно-исследовательского института Скриппса в Ла-Джолла, Калифорния, использовали доступные геномные данные, чтобы определить, было ли происхождение нового коронавируса естественным или сделано людьми.

Определив, что вирус является результатом естественной эволюции, авторы объясняют, что в зависимости от того, адаптировался ли вирус в его нынешней форме у животных или людей, течение новой пандемии коронавируса может быть совершенно разным.

«Если SARS-CoV-2 предварительно адаптирован к другим видам животных, - пишут авторы в журнале Nature , - тогда существует риск повторного появления в будущем».

Другими словами, если вирус эволюционировал до своего нынешнего состояния у животных, то животные продолжали бы передавать его друг другу, и вирус мог бы вернуться обратно к людям в любой момент.

Кроме того, исследователи предполагают, что этот сценарий объяснит, почему вирус распространяется так быстро. Увидев, что он уже проявил свои патогенные черты у животных, SARS-CoV-2 уже был «обучен» быстро распространяться и размножаться после того, как попал в своего первого человека-хозяина.

«Напротив, - пишут Андерсен и его коллеги, - если адаптивный процесс произошел у людей, то даже если происходят повторные передачи [от животного к человеку], они вряд ли начнутся без той же серии мутаций», что сводит к минимуму шансы на новую вспышку.

На данный момент невозможно узнать, какой из двух сценариев более вероятен. Только время и дополнительные исследования покажут.