А.Н. АЛЕКСЕЕВ,
Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург

Еще один шаг вперед в понимании того, как передаются возбудители болезней человеку

Для специалиста-биолога, занимающегося расшифровкой механизмов передачи возбудителей болезней человеку, слово «очаг» уже давно не ассоциируется с печью или камином. Применительно к заболеваниям с природной очаговостью словосочетания «очаг войны», «очаг терроризма», «очаг опасности» и т.д. гораздо ближе по смыслу.

В природе, независимо от присутствия и участия человека, вирусы, бактерии и другие микроорганизмы могут циркулировать в популяциях организмов-носителей и природных резервуарах неопределенно долго. Очаг тлеет, и лишь изредка вспыхивает, убивая не только животных – носителей микробов, но и людей, истребляя подчас целые племена и народы.

Патогенные микроорганизмы появились на Земле задолго до появления человека разумного, а затем некоторые из них, такие, как, например, малярия в Африке, стали чисто человеческой инфекцией и существенно изменили генофонд коренного населения.

Самые древние, клещевые, инфекции не дают ярких вспышек. Их возбудители циркулируют среди своих основных хозяев – иксодовых клещей, обитателей таежных регионов, без видимых проявлений болезни, и редко обнаруживаются у теплокровных животных (птиц, грызунов, зайцеобразных, копытных). Последствия заболеваний – смертность, параличи, тяжелые поражения мозга – стали многочисленными, когда военные, геологи, строители устремились из западных районов России на Дальний Восток.

Заслуга отечественных ученых Е.Н. Павловского и В.Д. Соловьева (1940), Л.А. Зильбера (1939), Б.И. Померанцева и Г.В. Сердюковой (1947) в открытии природного очага вирусной инфекции состоит в том, что был открыт не только вирус-возбудитель, но и его переносчик – таежный клещ. Заболевание тогда получило название таежный, или клещевой, энцефалит, сейчас употребляется лишь последнее.

Познание далось дорогой ценой: один из выдающихся исследователей биологии и экологии клещей Б.И. Померанцев погиб от клещевого энцефалита, М.П. Чумаков, создатель противоэнцефалитной вакцины, остался инвалидом до конца дней.

В лабораториях страны были расшифрованы пути циркуляции вируса. Один: теплокровные животные – клещ – теплокровные животные. Другой: клещи-родители – яйца – потомство (включающее личинок и нимф) – взрослые клещи-потомки. Однако если природные хозяева клещей нечувствительны к вирусу, то эта схема функционировать не может. Вирус должен или исчезнуть, или обязательно иметь и обратный путь передачи: от взрослых клещей к нимфам (племянникам) или от нимф к личинкам (двоюродным сестрам). Такой путь и был открыт российскими и словацкими учеными.

Дело осложнялось, однако, тем, что те же самые виды клещей, которые являются переносчиками вируса клещевого энцефалита, переносят и другого возбудителя – боррелий (спирохет), дальних родственников бледной спирохеты – возбудителя сифилиса. Этот возбудитель был открыт лишь в 1981 г., но симптомы вызываемой им болезни были известны давно. После вспышки этой болезни в маленьком американском городке Лайм она получила название болезни Лайма.

Для болезни Лайма характерны практически пожизненное (как при сифилисе) существование возбудителя, многообразие симптомов, разных в различные периоды болезни: от кожных проявлений в начале, до мозговых и суставных – в конце. Поэтому долгое время это единое инфекционное заболевание имело разные названия. В России болезнь Лайма часто называют «иксодовым клещевым боррелиозом» (ИКБ).

По распространению обоих возбудителей и их переносчиков Россия, увы, занимает первое место: и клещевой энцефалит, и ИКБ встречаются в таежно-лесной зоне от Прибалтики на западе до Приморья на востоке.

Перед учеными встала задача – выяснить, как функционируют очаги, в которых одновременно в организмах одних и тех же хозяев, теплокровных животных и клещей, сосуществуют два возбудителя разной природы: внутриклеточный паразит – вирус и обитатель кишечника клещей – спирохета-боррелия.

Надо отметить, что примеры сосуществования двойных инфекций в клещах-переносчиках известны. Это, например, вирус клещевого энцефалита и риккетсии. Можно было предположить, что ситуация с нашей парой вирус – бактерия боррелия должна быть сходной. Однако многое с этим не согласовывалось. Так, например, можно было бы ожидать, что частоты вирусного и бактериального заболеваний должны быть примерно равными. Однако заболевания боррелиозом среди людей, укушенных клещами, наблюдаются в 4–5 раз чаще, чем заболевания клещевым энцефалитом. Поэтому работа была начата с изучения реакций клещей на присутствие в них возбудителя.

Выяснилось, что разные возбудители по-разному влияют на поведение клещей. Присутствие вируса стимулирует их активность, а боррелии, наоборот, снижает. Если зараженные в лаборатории и найденные зараженными в природных условиях таежные клещи были тем более активны, чем больше в них обнаруживалось вируса, то пойманные в природных условиях особи с боррелиями были явно угнетены по сравнению с незараженными. Какое это имеет значение для распространения болезней? Как оказалось – самое прямое: зараженные вирусом клещи встречаются на человеке в 7–10 раз чаще, чем на растительности, т.е. они нападают активнее незараженных.
А с клещами, угнетенными боррелиями, ситуация обратная – на животном-прокормителе и на человеке они встречаются реже.

Итак, удалось показать, что по одному очень важному критерию – двигательной активности – вирус и боррелия в чистом (индивидуальном) виде антагонисты. Что же будет, если в зараженного бактериями в природе клеща ввести вирус? Оказалось, что боррелиозные клещи в 2,5 раза менее восприимчивы к вирусу и что воспроизводство вируса в таких клещах до высоких концентраций наблюдается в 1,5 раза реже, чем в незараженных, а до очень высоких – вообще не наблюдается. Вырисовывается, таким образом, весьма своеобразная картина взаимодействия двух возбудителей в одном переносчике: присутствие боррелий в клеще препятствует его заражению вирусом и размножению вирусов. При этом даже небольшие количества вируса снижают угнетающее действие боррелий на двигательную активность клеща.

Оба феномена «полезны» для процветания бактериальной инфекции и позволяют потеснить конкурентов – других бактерий. Вероятно то, что среди больных, укушенных клещами с двумя возбудителями, смешанная инфекция развивается в 5–7 раз реже, чем могла бы, обусловлено развитием преимущественно бактериальной инфекции и угнетением воспроизводства вируса. Это, кстати, весьма благоприятно для нас, так как своевременно распознанный боррелиоз легко лечится антибиотиками, а тяжело протекающий вирусный энцефалит не лечится никакими лекарствами.

Распространение боррелий среди клещей имеет ряд особенностей по сравнению с вирусом: они не только сохраняются в клеще на всем протяжении его жизненного цикла, переходят от клещей-«детей» к взрослым особям по мере их взросления, но и могут возвращаться обратно к клещам–«племянникам» и клещам–«двоюродным сестрам» при совместном питании на одном животном. Кроме того, было установлено, что заражение клещей боррелиями может происходить половым путем.

Наличие нескольких путей обмена боррелиями между клещами повышает устойчивость природного очага инфекции. Передаче инфекции человеку при укусе клеща способствует накопление боррелий в слюне клеща (то же относится и к вирусу энцефалита).

Каковы бы ни были причины установленного антагонизма между бактериями и вирусами, это первый в истории науки факт, когда обнаружено, что вирусы подавляются бактериями в одном и том же организме. Этот феномен интересен и важен отнюдь не только теоретически: вытеснение и ограничение распространения тяжелой вирусной инфекции – клещевого энцефалита – возбудителем бактериальной природы, не уменьшая настороженности людей по отношению к укусам клещей-переносчиков, уменьшает вероятность появления тяжелого, трудно излечимого вирусного заболевания, замещая его, хотя бы частично, инфекцией бактериальной природы, менее опасной и излечиваемой существующими антибиотиками.

В развитии любого научного направления новые данные обычно рождают больше вопросов, чем дают ответов. Так и в нашем случае обнаружение антагонизма между двумя возбудителями ставит вопрос о том, какие именно биохимические механизмы вызывают и угнетение двигательной активности клещей, и снижение их чувствительности к вирусу, и обнаруженное более быстрое старение клещей в присутствии паразитов-боррелий. Расшифровка этих механизмов – задача последующих исследований.