Исследования, проведенные под руководством Института Больших Данных Оксфордского университета, выявили в Нидерландах новый высоковирулентный штамм вируса иммунодефицита человека. Новый вариант ВИЧ характеризуется более высокой вирусной нагрузкой и быстрым прогрессированием заболевания. Эволюция этого варианта, впервые появившегося более двух десятилетий назад, наглядно демонстрирует, что вирусы не обязательно эволюционируют в сторону уменьшения их опасности.

Открытие более вирулентного варианта ВИЧ, по мнению исследователей, является хорошим примером того, как вирусы могут эволюционировать, вызывая более тяжелое течение болезни. Depositphotos

 

Новое открытие стало результатом текущего проекта под названием BEEHIVE (Bridging the Epidemiology and Evolution of HIV in Europe). Проект, начатый в 2014 году, направлен на то, чтобы понять, как генетические мутации в вирусе ВИЧ влияют на характер заболевания.

Исследователи впервые выявили новый вариант ВИЧ у 17 пациентов, и предполагалось, что совокупность обнаруженных в нем мутаций коррелирует с повышенной вирусной нагрузкой у пациентов. Дальнейшая работа по анализу более 6700 случаев ВИЧ в Нидерландах выявила еще 92 человека с данным вариантом.

Исследование, получившее название "вариант VB", показало, что у людей с этим  типом ВИЧ вирусная нагрузка была в 3,5-5,5 раз выше, чем у людей с более распространенным вариантом "B". Еще одной особенностью варианта VB является более быстрое снижение количества иммунных клеток CD4, то есть вирус быстрее разрушает иммунную систему, что приводит к более быстрому развитию СПИДа.

"Ожидается, что без лечения у пациентов с VB-вариантом прогрессирующая стадия ВИЧ наступит уже через девять месяцев с момента постановки диагноза, в то время как у других пациентов это произойдет примерно через 36 месяцев", - пишут нового исследования. " Прогрессирующий ВИЧ развивается еще быстрее в старших возрастных группах, и существует значительный диапазон между людьми вокруг этих прогнозируемых значений".

Отслеживая геномные закономерности в выявленных случаях VB, исследователи предположили, что этот вариант, скорее всего, появился в 1990-х годах. Предполагается, что в Нидерландах число случаев заболевания вариантом VB достигло пика примерно в 2008 году и с тех пор идет на спад.

Ведущий автор исследования Крис Ваймант говорит, что общественность не должна беспокоиться по поводу обнаружения этого варианта ВИЧ. VB циркулирует уже много лет и не оказывает широкого влияния на динамику распространения ВИЧ. Вместо этого, отмечает Уаймант, результаты исследования демонстрируют, что эти вирусы по своей природе не эволюционируют и не становятся менее опасными.

"Некоторые люди говорят, что SARS-CoV-2 будет эволюционировать, становясь более слабым, как будто это что-то само собой разумеющееся, но это не так", - говорит Ваймант. "Во многих теоретических работах рассматриваются факторы, определяющие направление эволюции вирулентности патогенов, но у нас очень мало реальных примеров, на основании которых можно сделать общие выводы".

В статье, опубликованной вместе с новым исследованием, биолог-эволюционист Джоэл Вертхайм назвал полученные результаты примером того, что вирусы не обязательно эволюционируют в сторону уменьшения вирулентности с течением времени. Он говорит, что взаимосвязь между вирулентностью и способностью к передаче может влиять на эволюцию вирусов, но она отличается для каждого конкретного вируса.

"Эволюция вирулентности - это способность патогена вызывать заболевание, убивать или иным образом снижать жизнеспособность хозяина - зависит от биологии инфекции и ее передачи", - пояснил Вертхайм. "Более вирулентный вирус может быть менее передаваемым, потому что, убивая своего хозяина, он снижает возможность передачи инфекции. Но вирулентность и трансмиссивность могут быть неразрывно связаны, так что для поддержания или повышения степени заразности вирус должен быть вирулентным".

Так, например, в случае с ВИЧ вирулентность и трансмиссивность неразрывно связаны. Когда человек впервые заражается ВИЧ, начальная вирусная нагрузка стабилизируется на уровне, который приводит к хронической инфекции, которая может длиться годами.

Эта начальная нагрузка называется исходной вирусной нагрузкой. Чем выше эта исходная вирусная нагрузка, тем быстрее заболевание переходит в СПИД и тем более заразным будет человек в это время. Это означает, что вирус ВИЧ вряд ли сможет эволюционировать и стать менее вирулентным.

Рассматривая SARS-CoV-2, Вертхайм говорит, что, конечно, возможно, вирус может эволюционировать, чтобы вызывать менее тяжелые формы заболевания, но "такой сценарий далеко не всегда предсказуем". Направление развития этого нового коронавируса зависит от того, как он сбалансирует передачу и вирулентность.

На данный момент, отмечает Вертхайм, совершенно ясно, что SARS-CoV-2 становится более заразным, но мы также видели варианты, которые значительно более опасны. Это указывает на то, что сейчас нет причин для того, чтобы естественный отбор отдавал предпочтение менее опасным формам вируса.

"Варианты SARS-CoV-2 демонстрируют, что этот вирус неоднократно эволюционирует в сторону большей трансмиссивности, и не все эти адаптивные варианты явно более вирулентны", - сказал Вертхайм. "Однако вариант Delta, который преобладал в глобальных случаях в конце 2021 года, показывает, как SARS-CoV-2 может эволюционировать, становясь одновременно более трансмиссивным и более вирулентным. Вариант Омикрон более заразен, но является ли он более или менее опасным, пока неясно".

По словам Виманта, его исследование в области ВИЧ является уместным напоминанием о том, что "профилактика лучше, чем лечение". Он говорит, что в Нидерландах в конце 2000-х годов распространение варианта VB удалось остановить благодаря жестким мерам инфекционного контроля и лечения. По сути, лучший способ уменьшить распространение новых вариантов - это сократить передачу вируса.

"Совершенно верно замечено, что вирус “не заинтересован“ в том, чтобы убивать инфицированных им людей слишком быстро, пока он не найдет новых носителей ", - сказал Ваймант. "Однако у вируса есть много возможностей для маневра, прежде чем он достигнет этой экстремальной стадии. Если в процессе поиска возможных мутаций вирус найдет комбинацию, с высокой трансмиссивностью и в то же время с высокой вирулентностью, то он вполне может конкурировать с другими вариантами и в итоге получить широкое распространение".

Новое исследование было опубликовано в журнале Science.

Источники: Оксфордский университет
https://www.eurekalert.org/news-releases/941678
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk1688