Дэвид Куаммен
Межвидовой барьер. Неизбежное будущее человеческих заболеваний и наше влияние на него
Именно в Мбомо Барри Хьюлетт, приехавший буквально на следующий день после того, как четверых учителей зарубили насмерть, видел, как жители начали подозревать друг друга в смертоносном колдовстве. Мы остановились у небольшого госпиталя, U-образного комплекса из низких бетонных зданий, которые окружали неасфальтированный дворик – на вид все напоминало простенький мотель. Каждая комната, маленькая, похожая на монашескую келью, выходила окнами, закрытыми жалюзи, прямо во двор. Пока мы стояли на жаре, Ален Ондзи сказал мне, что главный врач Мбомо, доктор Катрин Атсангандако, в прошлом году заперла пациента с Эболой в одной из этих «келий», и еду и воду ему приносили через окно. Заболевший был охотником и, скорее всего, заразился, когда свежевал или переносил мясо убитого животного. Он так и умер за этими жалюзи; печальная, одинокая кончина, но драконовские карантинные меры, как считалось, предотвратили новую вспышку заболевания.
Доктора Катрин сегодня в городе не было. Единственным, что говорило о ее твердой руке, был плакат с надписью большими красными буквами:
«ATTENTION, EBOLA!
NE TOUCHONS JAMAIS
NE MANIPULONS JAMAIS
LES ANIMAUX TROUVES
MORTS EN FORET»
«Внимание, Эбола! Пожалуйста, не трогайте и не переносите животных, найденных мертвыми в лесу».
А еще Мбомо – это родной город Проспера Бало. Мы побывали у него дома – прошли по узкому переулку, потом по заросшей травой тропинке; гаревой дворик был аккуратно подметен, а под пальмой для нас уже расставили деревянные стулья. Мы познакомились с его женой Эстель и несколькими из его многочисленных детей. Его мама предложила нам пальмового виски. Дети отпихивали друг друга, соперничая за внимание отца; другие родственники собрались, чтобы познакомиться с гостями издалека, и мы сделали несколько групповых фотографий. Во время этого веселого общения я задал несколько осторожных вопросов и узнал, как Эбола повлияла на жизнь Эстель и ее семьи в тот мрачный период 2003 года, когда Проспер уехал.
Ее сестра, два брата и ребенок умерли во время эпидемии, а саму Эстель подвергли остракизму из-за того, что умерли ее родственники. Никто не хотел продавать ей еду. Никто не хотел трогать ее денег. Чего именно все боялись – инфекции или черной магии, – мы так и не поняли. Ей пришлось скрываться в лесу. Она бы и сама умерла, добавил Проспер, если бы он не научил ее мерам предосторожности, которые узнал от доктора Леруа и других ученых, когда в то время помогал им с поиском зараженных животных: стерилизуй все отбеливателем, мой руки и не прикасайся к трупам. Но сейчас тяжелые дни уже прошли, и Эстель, улыбчивая молодая женщина, радостно обнималась с Проспером.
У Проспера тоже были воспоминания о вспышке Эболы. Он оплакивал родных Эстель, но были у него и собственные утраты. Он показал нам свою книгу-сокровище, что-то типа семейной библии – только вот на самом деле это был полевой справочник по ботанике, – на последних страницах которой был список имен: Аполлон, Кассандра, Афродита, Одиссей, Орфей и еще почти двадцать. То были гориллы, целая группа, которую он хорошо знал, за которыми каждый день с любовью наблюдал в заповеднике Лосси. Кассандра была его любимицей, сказал Проспер. А Аполлон – альфа-самцом. «Sont tous disparus en deux-mille trois», – сказал он. («Все исчезли в две тысячи третьем»), во время вспышки. На самом деле, впрочем, они не все disparus: он и другие следопыты пошли по последним следам группы и нашли по пути шесть трупов горилл. Он не сказал, чьи именно трупы. Кассандра, лежащая мертвой среди других, сплошь покрытая мухами? Было очень тяжело, сказал он. Он потерял всю свою семью горилл и нескольких членов человеческой семьи.
Проспер долго стоял, держа в руках книгу и показывая нам имена. Он эмоционально понимал то же самое, что знают ученые, изучающие зоонозы, благодаря тщательным наблюдениям, моделированию и собранным данным. Люди и гориллы, лошади, дукеры и свиньи, мартышки, шимпанзе, летучие мыши и вирусы: все мы плывем в одной лодке.
Глава 3
Ничего не появляется из ниоткуда
23
Рональд Росс приехал на запад из Индии в 1874 году, чтобы учиться медицине в лондонском госпитале Св. Варфоломея. Изучением малярии он занялся позже.
Росс был истинным сыном Британской империи. Его отец, генерал Кэмпбелл Росс, шотландский офицер, происходивший из Хайленда, служил в Британской Индийской армии во время восстания сипаев и сражался в яростных схватках против горных племен. Рональд уже бывал раньше «дома» в Англии – учился в закрытой школе близ Саутгемптона. Он хотел стать поэтом или художником, или, может быть, математиком, но он был старшим из десяти детей, от него ждали, что он станет достойным наследником рода, так что отец решил, что он должен служить в Индийской медицинской службе (ИМС). После пяти ничем не примечательных лет обучения в госпитале Св. Варфоломея Росс провалил вступительный экзамен в ИМС – не слишком-то выдающийся старт для будущего нобелевского лауреата по медицине. Впрочем, два факта из его юности все же предвещали ему большое будущее: в школе он выиграл математический приз, а во время обучения медицине диагностировал у женщины малярию. То был необычный диагноз: малярия в Англии была практически незнакома даже возле болот Эссекса, где жила пациентка. Истории неизвестно, верен ли был диагноз Росса, потому что он напугал ее рассказом о смертоносной болезни, и она исчезла, – скорее всего, сбежала обратно в долины Эссекса. Так или иначе, Росс через год снова пришел на экзамены в ИМС, со скрипом их сдал, и его отправили служить в Мадрас. Там-то он и стал замечать комаров. Они раздражали его, потому что в огромном изобилии водились в его бунгало.
Росс не стал «медицинским детективом» уже в юном возрасте. Он много лет пробовал то одно, то другое, как полагается нерешительному эрудиту. Он писал стихи, пьесы, музыку, плохие романы и составлял, как ему казалось, революционные математические уравнения. Его медицинские обязанности в мадрасском госпитале, включавшие, помимо прочего, лечение хинином солдат, болевших малярией, занимали от силы пару часов в день, так что у него оставалось много времени на внеурочные занятия. И в конце концов, среди этих занятий обозначился интерес к малярии. Что ее вызывает – миазматические испарения, как считалось традиционно, или какой-то заразный микроб? Если микроб, то как он передается? Как болезнь можно контролировать?
После семи лет ничем не выдающейся службы он отправился в увольнительную в Англию, где отучился на курсах здравоохранения, научился пользоваться микроскопом, нашел жену и увез ее с собой в Индию. На этот раз его отправили в маленький госпиталь в Бангалоре. Он стал рассматривать в микроскоп мазки крови солдат, страдающих от лихорадки. Росс вел интеллектуально изолированную жизнь, вдали от научных обществ и коллег-ученых, но в 1892 году с запозданием узнал, что французский врач и микроскопист Альфонс Лаверан, работавший в Алжире, а потом в Риме, обнаружил маленькие паразитические существа (ныне известные как протисты, или простейшие) в крови больных малярией. Эти паразиты, как считал Лаверан, вызывают заболевание. Во время следующего визита в Лондон, заручившись помощью выдающегося наставника, Росс и сам увидел «лаверановы тельца» в крови больных малярией и стал сторонником идей Лаверана.
Лаверан узнал важную истину: малярия вызывается микробами, а не плохим воздухом. Но более масштабный вопрос оставался без ответа: как эти микробы размножаются в человеческом организме и как передаются от одного носителя к другому? Может быть, они переносятся через воду, которую мы пьем, как холера? Или через укусы насекомых?
Открытие цикла жизни малярийных паразитов, важную роль в котором играют комары, принесло Рональду Россу Нобелевскую премию по медицине 1902 г., и оно достаточно знаменито в анналах медицинской истории, чтобы не останавливаться на нем подробно. Это сложная история – и потому, что жизненный цикл паразитов оказался просто невероятно запутанным, и потому, что у Росса, который и сам был весьма сложным человеком, было множество вдохновителей, конкурентов, врагов, неверных идей (не меньше, чем верных) и отвлекающих от дел споров. Впрочем, достаточно будет упомянуть два существенных пункта, которые соединяют его историю с нашей темой – зоонозами. Во-первых, Росс описал цикл жизни малярийных паразитов, которые заражали не людей, а птиц. Птичья малярия отличается от человеческой, но послужила для него великолепной аналогией. Во-вторых, он применил к болезни методы прикладной математики.
24
Цифры могут быть важным аспектом понимания инфекционных заболеваний. Возьмем, к примеру, корь. На первый взгляд, в ней нет ничего математического. Она вызывается парамиксовирусом и проявляет себя как респираторная инфекция, обычно сопровождающаяся сыпью. Она приходит и уходит. Но эпидемиологи обнаружили, что у вируса кори, как и у других патогенов, есть минимальная критическая численность популяции носителей, и, если популяция ниже этого минимума, он не может существовать сколько угодно в качестве эндемичной, циркулирующей инфекции. Этот параметр называют критической плотностью населения (КПН), и он важен для динамики распространения заболевания. Критическая плотность населения для кори составляет примерно пятьсот тысяч человек. Это число отражает характеристики, специфические для этой болезни: эффективность передачи вируса (контагиозность), вирулентность (измеряемая смертностью) и пожизненный иммунитет после перенесенного заболевания. Любое изолированное сообщество численностью менее полумиллиона человек может периодически переживать вспышки кори, но через сравнительно короткое время вирус вымрет. Почему? Потому что он израсходует свои возможности найти восприимчивых носителей. Практически все взрослые и старшие дети в популяции уже будут обладать иммунитетом после того, как перенесут заболевание, а количество младенцев, рождающихся каждый год, будет недостаточно, чтобы вирус постоянно циркулировал среди населения. Но вот когда популяция превысит порог в пятьсот тысяч, недостатка в уязвимых новорожденных не будет.
Еще один важнейший аспект вируса кори состоит в том, что он не является зоонозным. Если бы он был зоонозным – циркулировал еще и в животных, которые живут недалеко от человеческих поселений или внутри них, – тогда вопрос о критической пороговой плотности вообще бы не стоял. Никакой минимально необходимой численности населения вообще бы не было, потому что вирус всегда был бы где-то рядом, в другом источнике. Но не стоит забывать, что корь, которая не циркулирует в других животных, является близким родственником вирусов, которые в них циркулируют. Корь принадлежит к роду Morbillivirus, к тому же, что чума плотоядных и чума копытных; а в семейство Paramyxoviridae, охватывающее этот род, входят еще вирусы Хендра и Нипах. Хотя корь обычно не передается от людей другим животным, ее эволюционная «родословная» говорит о такой передаче когда-то в прошлом.
Возьмем другой пример: коклюш. Критическая пороговая плотность для него немного отличается от таковой для кори, потому что это другая болезнь, вызываемая микробом с другими характеристиками – контаги-озностью, вирулентностью, периодом заразности и так далее. КПП для коклюша составляет около двухсот тысяч человек. Подобные соображения привели к очень интересным математико-экологическим выкладкам.
Математик Даниил Бернулли, уроженец Голландии и представитель целой семьи математиков, стал, пожалуй, первым, кто применил математический анализ к динамике распространения болезней, причем задолго до того, как микробные теории заболеваний (их была целая куча, а не просто одна «микробная теория») стали общепризнанными. В 1760 г., работая профессором в Базельском университете в Швейцарии, Бернулли опубликовал статью об оспе, в которой оценивал затраты и выгоды от всеобщей иммунизации от этой болезни. Его карьера была долгой и эклектичной; он писал математические работы на множество самых разных тем в физике, астрономии и политической экономике – от движения жидкостей и колебания струн до измерения рисков и идей по поводу страхования. Исследование оспы кажется практически аномалией среди прочих интересов Бернулли, но и в нем рассматривалась идея расчета рисков. Он показал, что если привить всех жителей страны небольшими дозами оспенного материала (тогда еще не было известно, что это вирус, – просто «какая-то заразная штука»), это несет с собой и риски, и выгоды, но выгоды перевешивают риски. Риск состоял в том, что искусственная прививка иногда – хотя и в редких случаях – вела к смертельному случаю заболевания. Чаще, впрочем, прививка приводила к развитию иммунитета. То была индивидуальная выгода от разового действия. Чтобы оценить коллективную выгоду от коллективных действий, Бернулли рассчитал количество жизней, которое будет ежегодно спасено, если оспу полностью искоренить. Его уравнения показали, что результатом массовых прививок будет увеличение продолжительности жизни среднего человека на три года и два месяца.
Ожидаемая продолжительность жизни при рождении в конце XVIII в. не была слишком высокой, и даже три года и два месяца были весьма внушительной цифрой. Но, поскольку реальные последствия оспы не являются средним арифметическим у людей, которые ею заболевают, и людей, которые остаются здоровыми, Бернулли также представил свои результаты в куда более выразительном виде. Среди когорты из 1300 новорожденных, рассчитал он, используя доступные ему статистические таблицы смертности от всех известных причин, 644 доживут по крайней мере до двадцати пяти лет, если в обществе не будет оспы. Но если оспа останется эндемичным заболеванием, то двадцать пятый день рождения отпразднуют лишь 565 из этих младенцев. И официальные лица, и обычные люди, представив себя среди семидесяти девяти детей, смерть которых можно было бы предотвратить, оценили силу математических аргументов Бернулли.
Работа Бернулли, в которой для понимания болезни был использован математический подход, стала первой в своем роде, но последователей-современников у нее не нашлось. Почти век спустя врач Джон Сноу использовал статистические таблицы и карты, чтобы продемонстрировать, какие именно источники воды (в их числе – печально знаменитая колонка на Брод-стрит) заражали людей во время лондонской эпидемии холеры 1854 г. Сноу, как и Бернулли, не мог знать, что за вещество или существо (в данном случае – бактерия Vibrio cholerae) вызывает болезнь, которую он пытался понять и контролировать. Тем не менее результатов он добился выдающихся.
Затем, в 1906 г., после того как Луи Пастер, Роберт Кох, Джозеф Листер и другие убедительно доказали участие микробов в развитии инфекционных заболеваний, английский врач по имени У. Г. Хамер высказал очень интересную точку зрения о «тлеющих» эпидемиях в серии лекций, прочитанных для Королевской коллегии врачей в Лондоне[58].
Хамера особенно интересовал вопрос, почему такие болезни, как грипп, дифтерия и корь, действуют циклически – в начале эпидемий случаев много, потом они идут на спад, а через какое-то время – снова в рост. Ему казалось любопытным, что интервал между вспышками каждой конкретной болезни оставался практически неизменным. Цикл, который Хамер рассчитал для кори в Лондоне (население города тогда составляло пять миллионов), длился около восемнадцати месяцев. Каждые полтора года город захлестывала новая волна кори. Логика подобных циклов, подозревал Хамер, состояла в том, что эпидемия обычно шла на спад, когда в популяции оставалось слишком мало уязвимых (не обладающих иммунитетом) людей, чтобы и дальше подпитывать ее, и следующая вспышка начиналась, как только рождалось достаточно новых потенциальных жертв. Кроме того, важно здесь не просто число уязвимых людей, а плотность уязвимых людей, умноженная на плотность заразных. Иными словами, важней всего – контакт между двумя группами. Выздоровевшие и обладающие иммунитетом вообще не важны: они – лишь прокладка между группами, помеха для распространения заболевания. Длительность эпидемии зависит от вероятности встречи между людьми, которые заразны, и людьми, которые могут заразиться. Эта идея стала известна как «принцип массового действия»[59]. Она имела полностью математические обоснования.
В том же 1906 г. шотландский врач по имени Джон Браунли предложил альтернативный взгляд, расходящийся с гипотезой Хамера. Браунли работал клиницистом и администратором госпиталя в Глазго. В статье, отправленной в Эдинбургское Королевское общество, он составил графики резких взлетов и падений числа случаев заболеваний от недели к неделе или от месяца к месяцу на основе эмпирических описаний эпидемий нескольких заболеваний – чумы в Лондоне (1665), кори в Глазго (1808), холеры в Лондоне (1832), скарлатины в Галифаксе (1880), гриппа в Лондоне (1891) и других, – а потом сопоставил их с гладкими синусоидальными кривыми, составленными на основе математического уравнения. Это уравнение выражало предположение Браунли о причинах роста и спада эпидемий, и, поскольку оно хорошо соответствовало эмпирическим данным, он счел это достаточным доказательством верности своих предположений. Все эпидемии начинаются, утверждал он, после «приобретения организмом высокой степени заразительности (infectivity)» – внезапного увеличения передаваемости или эффективности заражения, которая затем так же быстро снижалась[60]. Спад эпидемии, который обычно не является таким же внезапным, как начало, является результатом именно «потери заразительности» болезнетворного организма. Чумная бактерия отстреливает весь свой заряд. Вирус кори замедляется или ослабляется. Грипп присмиревает. Пагубная сила покидает их, словно воздух, выпущенный из воздушного шарика. Не тратьте время, беспокоясь о количестве или плотности уязвимых людей, советовал Браунли. Течение эпидемии определяет «состояние микроба», а не характер человеческой популяции[61].
Схема Браунли, конечно, была весьма изящной, но другие ученые не совсем понимали, что он имеет в виду под «заразительностью». Это синоним контагиозности – количество заразившихся от одного больного?
Или же это синоним вирулентности? Или некоего сочетания того и другого? Была у схемы и другая проблема: вне зависимости от того, что именно
Браунли имел в виду под заразительностью, он был не прав, утверждая, что ее естественный спад ведет к окончанию эпидемии.
Так сказал великий специалист по малярии, Рональд Росс, в статье 1916 г., в которой он представил собственный математический подход к эпидемиям. Росс к тому времени уже получил Нобелевскую премию и рыцарское звание и выпустил свой magnum opus «Профилактика малярии», в котором на самом деле речь шла о понимании болезни в научном и историческом контексте, а не только о ее профилактике. Росс понимал, что из-за сложности паразита и живучести переносчиков малярию, скорее всего, нельзя будет «искоренить раз и навсегда»[62], – по крайней мере, до тех пор, пока цивилизация не достигнет «намного более высокого состояния». Соответственно, снижение заболеваемости малярией должно быть постоянной и неотъемлемой частью кампаний по здравоохранению.
Тем временем Росс все больше внимания уделял своим математическим интересам, которые включали в себя теорию заболеваний, более обобщенную, чем его работы о малярии, и «теорию происшествий», еще более обобщенную, чем теория заболеваний[63]. Под «происшествиями» он, судя по всему, имел в виду любые события, которые проходят через всю популяцию: слухи, страхи или микробные инфекции, которые воздействуют на отдельных людей по очереди.
Он начал статью 1916 г., выразив удивление, что «на тему эпидемий было проделано так мало математической работы»[64], и отметил без ложной (или какой-либо другой) скромности, что он сам стал первым, кто применил априорный математический подход (то есть начал с составленных заранее уравнений, а не с реальной статистики) в эпидемиологии. Он вежливо упомянул «отличную» работу Джона Браунли, а затем раскритиковал ее, отбросив идею Браунли о потере заразительности и предложив вместо нее собственную теорию, поддержанную математическим анализом. Теория Росса состояла в следующем: эпидемии идут на спад, когда – и потому что – плотность распределения уязвимых людей в популяции падает ниже определенной границы. Посмотрите, сказал он, как замечательно мои дифференциальные уравнения подходят к тем же самым наборам эпидемических данных, что собрал доктор Браунли. Гипотетическая «потеря заразительности», описанная Браунли, не нужна, чтобы объяснить резкий спад эпидемии – будь то холера, чума, грипп или что-нибудь еще. Необходимо лишь, чтобы количество уязвимых людей упало ниже критической точки, а потом – та-дам! – заболеваемость резко снижается, и худшее уже позади.
Априорный подход Росса, возможно, был рискованным для такого раннего этапа изучения малярии, а поведение его – довольно высокомерным, но результаты он дал полезные. Его идея об уязвимых людях выдержала испытание временем, пройдя через десятилетия теоретических работ об инфекционных заболеваниях, и легла в основу современного математического моделирования. Он оказался прав и в том, что малярию очень трудно будет искоренить «раз и навсегда». Хотя меры контроля, предложенные им, оказались эффективны для снижения заболеваемости малярией в одних странах (Панама, Маврикий), в других они особенно ничем не помогли (Сьерра-Леоне, Индия) или же помогли, но лишь временно. Несмотря на все почести, на все математические навыки, агрессивные амбиции и прилежную, граничившую с одержимостью работу, Рональд Росс так и не сумел победить малярию – или даже предложить стратегию, благодаря которой можно будет одержать абсолютную победу. Возможно, он даже понимал, почему: потому что это сложнейшая болезнь, глубоко переплетенная с общественными, экономическими и экологическими соображениями человечества, проблема, которую невозможно решить даже средствами дифференциального исчисления.
25
Когда я в 2007 г. впервые писал статью о зоонозных заболеваниях для National Geographic, мне дали понять, что малярия к ним не принадлежит. Нет, сказали мне, не включайте ее в свой список. Малярия – это трансимиссивная болезнь, да, в том смысле, что от одного носителя к другому ее переносят насекомые. Но переносчики не являются носителями инфекции; они принадлежат к иной экологической категории, чем, скажем, резервуары, и по-иному переживают присутствие патогена. Передача малярийных паразитов от комара к человеку – это не преодоление межвидового барьера, а нечто куда более целенаправленное и обыденное. Переносчики инфекции ищут ее носителей, потому что им от носителей нужны какие-то ресурсы (в большинстве случаев – кровь). А вот резервуары не стремятся к преодолению межвидового барьера; оно происходит случайно, и они никакой выгоды с этого не получают. Следовательно, малярия – это не зооноз, потому что те четыре вида малярийных паразитов, которые заражают людей, заражают только людей. У обезьян свои собственные виды малярии. И у птиц тоже. Человеческая малярия – эксклюзивно человеческая. Так мне сказали, и на тот момент это казалось правдой.
Четыре типа малярии, к которым относились эти утверждения, вызываются протистами видов Plasmodium vivax, Plasmodium falciparum, Plasmodium ovale и Plasmodium malariae; все они принадлежат к одному и тому же разнообразному роду Plasmodium, объединяющему почти двести видов. Большинство остальных плазмодий заражают птиц, пресмыкающихся или млекопитающих (но не человека). Четыре известных вида, которые заражают людей, переносятся от человека к человеку комарами рода Anopheles. Цикл жизни этих четырех паразитов потрясающе сложен и включает в себя многочисленные метаморфозы и последовательную смену различных форм: бесполая стадия, известная как спорозоит, попадает в кожу человека после укуса комара и перемещается в печень; затем вторая бесполая стадия, известная как мерозоит – она выходит из печени и начинает размножаться в эритроцитах; следующая стадия называется трофозоитом – он питается и растет внутри клеток крови, «отъедается» до шизонта, а затем лопается, выпуская новые мерозоиты, которые размножатся в крови и вызовут приступ лихорадки; после этого начинается половая стадия – гаметоциты, которые делятся на мужские и женские. Они появляются после следующего цикла поражения эритроцитов, массово распространяются по кровеносной системе и попадают в желудки комаров, когда те в следующий раз пьют кровь у человека. Далее следует оплодотворенная половая стадия, оокинета, которая прячется в слизистой оболочке кишечника комара; все оокинеты вызревают в своеобразное подобие мешочка с яйцами, полными спорозоитов; а затем из мешочка снова вырываются спорозоиты и перемещаются в слюнные железы комаров, где прячутся, готовые броситься вниз по хоботку комара в тело нового носителя. Если вы сумели все это быстро прочитать и понять с первого раза, у вас есть перспективы в биологии.
Это сложнейшее сцепление жизненных форм и многоэтапных стратегий обладает высочайшей адаптивностью, и, по крайней мере с точки зрения комаров и носителей заболевания, с ним очень трудно бороться. Оно демонстрирует способность эволюции с течением времени создавать потрясающе сложные структуры, тактические методы и способы преображения. Тем же, кто предпочитает теории эволюции креационизм, стоит ненадолго задуматься: зачем Богу было затрачивать столько усилий, чтобы придумать малярийных паразитов?
Plasmodium falciparum – это худшая из четырех плазмодий с точки зрения воздействия на здоровье человека, и именно на нее приходятся примерно 85 процентов случаев малярии в мире – и еще больший процент смертей. Эта форма болезни, известная как тропическая малярия, убивает более полумиллиона человек ежегодно, в основном детей в Африке южнее Сахары. Некоторые ученые предполагают, что высокая вирулентность P. falciparum вызвана тем, что она сравнительно нова для людей и не так давно перекинулась на нас с другого животного-носителя. Это предположение заставило ученых исследовать ее эволюционную историю.
Конечно, ничего не появляется из ниоткуда, и, поскольку мы, люди, – относительно новый вид приматов, логичным было бы полагать, что наши древнейшие инфекционные болезни пришли к нам, слегка изменившись под действием эволюции, от других животных-носителей. Мы всегда понимали, что различия между зоонозными и незоонозными заболеваниями слегка искусственны и в основном зависят от времени. По строгому определению, зоонозными патогенами (на долю которых, как я упоминал, приходится около 60 процентов всех наших инфекционных заболеваний) называются такие, которые в настоящее время и многократно передаются между людьми и другими животными, а другая группа инфекций (40 процентов, в том числе оспа, корь и полиомиелит) вызывается патогенами, которые, очевидно, перешли к нашим предкам от каких-то других животных в прошлом. Возможно, сказать, что все человеческие болезни – зоонозные, будет уже слишком, но зоонозы действительно являются свидетельством инфернальной, примитивной взаимосвязи между нами и другими носителями инфекции.
Малярия – замечательный тому пример. В семейном древе Plasmodium, как показала молекулярная филогенетика в последние два десятилетия, четыре вида, которые поражают людей, находятся не на одной и той же ветви. Они находятся в более близком родстве с другими видами Plasmodium, заражающими других животных, чем друг с другом. На таксономическом жаргоне их называют полифилетическими. Кроме разнообразия рода как такового, это говорит еще и о том, что каждая из четырех плазмодий перекинулась на человека независимо друг от друга. Среди вопросов, занимающих исследователей малярии, есть и следующий: с каких животных они перешли на человека и когда?
Тропическая малярия, вносящая такой большой и печальный вклад в смертность и страдания по всему миру, привлекла особое внимание. Ранние молекулярные исследования показали, что у P. falciparum есть близкий общий предок с двумя видами птичьих плазмодиев, и, соответственно, этот паразит перебрался к людям от птиц. Следствие из этой идеи, основанное на логической дедукции, но не имеющее прямых доказательств, следующее: переход, скорее всего, случился всего пять или шесть тысяч лет назад, совпав с распространением земледелия. Тогда появились первые постоянные человеческие поселения – деревни с полями, – и люди впервые стали жить достаточно большими и плотными группами. Подобные группы людей необходимы для поддержания новой инфекции, потому что у малярии (как и у кори, но по другой причине) есть критическая пороговая плотность, и она отмирает в данном районе, если носителей слишком мало. Простые оросительные работы, вроде копания канав и запруживания рек, могли повысить вероятность передачи, создав отличную среду для обитания и размножения комаров Anopheles. Еще одним фактором могло стать одомашнивание курицы, случившееся около восьми тысяч лет назад в Юго-Восточной Азии, потому что одним из двух вышеупомянутых птичьих плазмодиев был Plasmodium gallinaceum, заражающий домашнюю птицу.
Предположение о птичьем происхождении тропической малярии было выдвинуто в 1991 г., сравнительно давно для этой отрасли, и в последнее время оно не выглядит таким уж убедительным. Недавнее исследование показало, что ближайший известный родственник P. falciparum – это P. reichenowi, малярийный паразит, заражающий шимпанзе.
Plasmodium reichenowi был найден в диких и живущих в неволе (но родившихся в дикой природе) шимпанзе в Камеруне и Кот д’Ивуаре, что говорит о его широком распространении среди шимпанзе в Центральной и Западной Африке. Его генетическое разнообразие довольно широко – шире, чем у P. falciparum, что говорит о том, что это, скорее всего, довольно древний организм, по меньшей мере, древнее, чем P. falciparum. Более того, все известные варианты P. falciparum являются отростками большого ответвления P. reichenowi на семейном древе Plasmodium. Эти данные собрала команда ученых, которую возглавлял Стивен Рич из Массачусетского университета, предположивший, что P. falciparum произошел от P. reichenowi после того, как перешел от шимпанзе к людям. По словам Рича и его группы, преодоление межвидового барьера, скорее всего, произошло всего один раз, – возможно, давно, еще три миллиона лет назад, а возможно, совсем недавно, десять тысяч. Какой-то комар укусил шимпанзе (заразившись гаметоцитами P. reichenowi), а затем человека (заразив его спорозоитами). Трансплантированный штамм P. reichenowi, даже оказавшись в незнакомом носителе, все-таки сумел выжить и размножиться. Спорозоиты превратились в мерозоиты, затем снова в гаметоциты, наполнившие кровеносную систему первой жертвы-человека, а потом нашли себе нового комара-переносчика. На этом комаре плазмодий отправился дальше, заразив других людей, собиравших пищу в лесу. Где-то по пути мутации и адаптации достаточно изменили его, чтобы P. reichenowi превратился в P. falciparum.