Рассмотрение с антропоцентрических позиций инфекционных и эпидемических процессов, в которых участвует ВИЧ, заводит в тупик исследования эпидемии ВИЧ/СПИД-пандемии, так лишает их привычной логики. Например, в соответствии с антропоцентрическим стереотипом восприятия реакций иммунной системы на возбудитель инфекционной болезни, она должна элиминировать эпидемии ВИЧ из организма человека, однако этого не происходит. Наоборот, иммунная система человека способствует распространению ВИЧ среди людей и эволюции вируса в направлении создания более опасных его вариантов. В соответствии с логикой антропоцентризма, такого не может быть в принципе, зачем же вирусу убивать своего хозяина, достигшего «вершины эволюции»? Но таким же образом действуют и антиретровирусные системы человека. Значит, в этих процессах присутствует другая логика — не учитывающая существование нашего вида в природе, или, вернее, не только нашего вида. Но какая? Для поиска ответа на этот вопрос заглянем в геном современного вида Homo sapiens .
Ретрэлементы генома человека. Результаты расшифровки генома человека показали, что почти на половину (42 %) он состоит из различных ретроэлементов и только 1 % составляют экзоны генов. Ретроэлементы генома человека, так же как и эпидемия ВИЧ, кодируют обратную транскриптазу и перемещаются по геному через образование РНК-транскрипта. Образовавшийся транскрипт транскрибируется «обратно» в ДНК-транскрипт и встраивается в хромосому клетки. При их перемещении по геному соблюдается принцип — «копировался и вставился» («copy and paste»). Большинство ретроэлементов не активны, однако некоторые из них остались способными к ретротранспозиции. До 8 % ретроэлементов составляют эндогенные ретровирусы (ERV), их в геноме человека не менее 98 тыс. ERV проникли в зародышевую линию примитивных приматов как инфекционные ретровирусы и представляют собой «следы» прошлых ретровирусных эпизоотий среди наших эволюционных предков. Из этих данных следует, что структуры, подобные эпидемии ВИЧ, обобщенно называемые эндогенными ретроэлементами, и есть геном человека.
Ретровирусы создают иммунную систему. Прародителем V-генов суперсемейства иммуноглобулинов (вариабельные области L- и H-цепей иммуноглобулинов — от их взаимодействия между собой зависит специфичность иммуноглобулинов как антител) был ген белка Thy-1. Он существует уже не менее 2 млрд лет и у первых многоклеточных выступал как один из поверхностных молекулярных факторов специфической межклеточной адгезии. Формирование специфичных иммуноглобулинов у позвоночных животных стало возможным после внедрения ретровируса в единый V-ген их предков около 450 млн лет назад. Это событие привело к расщеплению V-гена на собственно V-ген и D- и J-сегменты. Интродуцировавшиеся в геном позвоночных ретровирусные гены рекомбиназ RAG-1 и RAG-2 резко ускорили процесс реорганизации V-, D-, J-генных сегментов. Рекомбиназы являются ключевыми участниками V(D)J-рекомбинации (RAG-1 в условиях in vitro способна функционировать еще и как транспозаза)! Случайность объединения V-, D-, J-генных сегментов определила множественность синтезируемых V-доменов и возможность дальнейшей эволюции специфического иммунитета.
Ретровирусная активность лежит в основе создания и функционирования «антиретровирусных систем». Остатки ретровирусов с повторяющимися элементами в сумме составляют до 19 % полного локуса APOBEC3 человека . Наиболее интенсивно они представлены в регионах, фланкирующих APOBEC3G и APOBEC3H.
Интересно то, что ВИЧ и вирусы иммунодефицита животных (обезьян, кошачьих и КРС) появились почти одновременно, приблизительно в первой трети — первой половине ХХ столетия. Первоначально они были локализованы в строго определенных географических регионах. К тому же ретровирусы могут распространяться жалящими насекомыми (слепни, комары, мухи-жигалки и др.), как, например, вирус, возбудитель инфекционной анемии лошадей. Данное обстоятельство показывает возможность поддержания на отдельных территориях экзогенных ретровирусов, вызывающих инфекции у людей, в сложных экосистемах, включающих как их первичные, так и вторичные природные очаги.
Природная очаговость эндогенных ретровирусов. Возможно такая формулировка не совсем удачна, но эндогенные ретровирусные инфекции также как и экзогенные, могут быть локализованы территориально. У жителей Соединенного Королевства HERV-К113 и HERV-К115 были обнаружены у 4,16% и 1,0%, соответственно. У жителей Центральной Африки эти величины возросли до 21,8% и 34,1%, соответственно. В Йемене они составили 8% и 7.14%; в Папуа Новой Гвинее 0% для обоих ретровирусов. Эти географические вариации показывают, что оба ретровируса относительно недавно интегрировались с геномом человека в результате какой-то ретровирусной эпидемии. Инфицирование ими людей произошло на одной территории. А вот при каких обстоятельствах, не очень понятно. Возможно, что до исхода предков современных людей из Африки. Тогда разница в инфицированности отдельных популяций обусловлена действием каких-то селективных факторов. Но возможно и то, что инфицирование людей экзогенными предками HERV-К113 и HERV-К115 произошло позже «исхода», и осуществлялось на отдельных территориях (например, в Центральной Африке) многократно. В пользу этой версии говорит отсутствие HERV-К113 и HERV-К115 у аборигенов Папуа Новой Гвинеи, заселивших эти острова несколько десятков тысяч лет назад.
Экзогенные ретровирусы, в том числе и ВИЧ, должны иметь природные резервуары за пределами позвоночных хозяев. Скорее всего, их первичными хозяевами являются почвенные простейшие, эволюционные предшественники макрофагов позвоночных. Природные очаги, включающие первичных хозяев эпидемии ВИЧ, должны находиться в районах Африки южнее Сахары, там, где сейчас население наиболее ВИЧ-инфицированно и где отмечены самые ранние случаи эпидемии СПИДа у людей. Эти очаги активизировались синхронно с очагами, включающими вирусы иммунодефицита кошачьих, обезьян и КРС, так как вследствие своего экологического сходства, они активизируются сходными факторами.
ВИЧ/СПИД-пандемия — более опасный процесс, чем принято думать. Она не является пандемией в том смысле, как мы привыкли понимать пандемию чумы, гриппа или холеры или другие, циклически развивающиеся эпидемические процессы. ВИЧ/СПИД-пандемия развивается нециклически и не имеет механизмов терминации. Имеющиеся данные по эндогенным ретроэлементам многоклеточных организмов, позволяют утверждать, что их активность лежит в основе образования новых генетических структур. Причем сам эволюционный процесс реализуется через клетки, которые мы относим к иммунной системе. В нашем восприятии времени мы видим только одну их функцию — защиту организма от антигенно-чужеродных веществ. Но благодаря клеткам иммунной системы происходит размножение и накопление экзогенных ретровирусов до какой-то критической массы, которая позволяет некоторым из них эндогенизироваться в зародышевой линии отдельных особей инфицированного вида, и в дальнейшем передаваться вертикально, меняя его эволюционную траекторию по механизму симпатрического видообразования . Виды, не прошедшие эндогенизацию, погибают, высвобождая экологическую нишу для эволюции других видов. ВИЧ/СПИД-пандемия среди современно вида H. sapiens — частное проявление этого процесса в эволюции таксона приматов.
М. В. Супотницкий
|
