Yegor Voronin (shvarz) wrote,
Yegor Voronin
shvarz

Categories:

Аттенуация

Upd: Пост был обновлен, поправлен и в целом улучшен 16 сентября 2020 года.

В вирусологии/эпидемиологии есть такое понятие - аттенуация. Оно означает "ослабление" вируса, так что он становится менее патогенным или мене инфекционным. Аттенуация восходит еще к экспериментам Пастера, который для разработки первых вакцин размножал человеческие бактерии или вирусы в кроликах. Приспосабливаясь к размножению в кроликах, эти микробы теряли свою приспособленность к размножению в человеке. С тех пор многие разработанные вакцины были сделаны на основе аттенуированных вирусов - классические вакцины от кори, свинки, краснухи, желтой лихорадки.

Однако понятие аттенуации также связано с идеей о том, что вирусу (или любому другому паразиту) не выгодна смерть его хозяина, потому что со смертью хозяина погибает и он сам. Предполагается, что вирус должен эволюционировать так, чтобы как можно меньше вредить своему хозяину, т.е. тоже "аттениуроваться". Теория (несколько устаревшая на данный момент) гласила, что все паразитические организмы стремятся к этому оптимуму - где хозяин вообще не испытывает от паразита никакого дискомфорта.

Во многом эта теория была связана с одним очень известным примером аттенуации и ко-эволюции хозяина и вируса (его до сих пор можно найти в учебниках). И его продолжают изучать до сих пор.

В 1759 году в в Австралию завезли 24 американских кроликов, которые стали размножаться в геометрической прогрессии и разбредаться по континенту. Спустя два века их число достигло нескольких сотен миллионов. Ранее американских кроликов также завезли в Европу, где проблема не достигла такого же масштаба как в Австралии, но тоже вызвала серьезные проблемы.

Для того, чтобы ограничить их численность, в 1950 году кроликов в Австралии намеренно заразили вирусом миксомы (родственником оспы), который косил косых направо и налево, вызывая то ли 90%- то ли 99%-смертность. Через пару лет то же самое было сделано во Франции, а потом и в Англии. Высокая смертность среди кроликов продолжалась несколько лет, в результате чего популяция кроликов в Австралии уменьшилась в 10 раз. Однако праздновать успех оказалось рано. Через несколько лет вирус аттенуировался и его летальность упала до "всего" 40%.

Интересно, что этот естественный эксперимент по аттенуации привел к ошибочному представлению о ее роли в эволюции вирусов, причем не только среди людей далеких от вирусологии, но даже и среди вирусологов. Во-первых, мимо многих прошел тот момент, что очень большая часть уменьшения смертности кроликов вызвана тем, что эволюционировали кролики, а не вирус - выжили и размножились те, кто был устойчив к вирусу. Интересно, что в Австралии, Франци и Англии адаптации кроликов оказались очень схожими. А во-вторых, с точки зрения адаптационной стратегии вирусу не так важно очень долго жить вместе с хозяином, а важно суметь заразить новых хозяев за то время, пока хозяин не помрет. Казалось бы - это одно и то же: чем более аттенуирован вирус, тем дольше хозяин с ним живет, тем больше шансов для вируса распространиться. Однако это не обязательно так. Очень часто аттенуация вируса влечет за собой снижение количества вируса в организме, что уменьшает его шансы перескочить из одного хозяина в другого. Кроме того, скорость распространения тоже важна - допустим один штамм в среднем заражает 5 новых хозяев за неделю после инфекции, а второй - 10, но не за неделю, а за месяц. Кто из них более успешен? Скорее всего первый. Поэтому следует понимать, что оптимумом для вируса вовсе не обязательно является полная аттенуация, а как правило - некий сбалансированный уровень вирулентности, который максимизирует его шансы на распространение.

Что же на самом деле случилось с вирусом миксомы? Он вышел на тот уровень вирулентности, который был оптимален для популяции австралийских кроликов - достаточно высокий, чтобы распространяться при тесном контакте, но достаточно низкий, чтобы пережить зиму, когда кролики не тусуются большими стаями, а сидят по своим норкам. Что интересно, в Австралии сформировались даже разные подвиды этого вируса, отличающиеся степенью аттенуации. В более теплом климате, где зимы короче, а комаров больше (этот вирус может переноситься комарами) вирус более жесток и убивает больше кроликов. В холодном климате вирус более аттенуирован и большая часть кроликов переживает инфекцию, но это позволяет вирусу пережить зиму.

Но на этом эволюция вируса не остановилась. По мере того как кролики стали приобретать устойчивость к вирусу, стали появляться новые штаммы, некоторые из которых оказались более вирулентными, чем аттенуированный вирус и даже более вирулентными чем исходный вирус изначально завезенный в Австралию, и стали вызывать новые осложнения которых не было у исходного вируса.

Итак, неверно считать, что пример миксомы говорит о том, что новые вирусы обязательно аттенуируются за несколько лет. Между кроликами и вирусом миксомы вот уже 70 лет идет эволюционная борьба с переменным успехом. Возможно через десятки тысяч лет они "притрутся" друг к другу, но пока такого равновесия достигнуто не было.

Кролики пораженные миксомой:
Tags: наука, эволюция
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 32 comments