Таблица 14.1. Активность вируса лихорадки Западного Нила в США
Люди являются побочными/случайными участниками естественного цикла вирусной инфекции между комарами и птицами. Другие домашние и дикие животные также могут стать частью цикла: известны случаи заражения лошадей, кошек, собак, овец, коз, грызунов, летучих мышей и даже аллигаторов23. Большинство инфицированных людей были укушены комарами, переносчиками вируса лихорадки Западного Нила. Вирусы реплицируются в месте укуса и, вероятно, распространяются на специализированные дендритные клетки, которые обрабатывают чужеродные антигены (в данном случае вирусы). Соответственно, эти вирусные антигены провоцируют врожденный (быстрый) и адаптивный (T-клетки – убийцы и В-клетки – антитела) иммунный ответ. Затем дендритные клетки переносят обработанный вирусный материал и, возможно, сам заразный вирус в лимфоидную систему, оттуда – в кровь, а затем – в другие ткани. Вирусы также могут попадать в кровь прямо из места укуса. Поскольку вирусы лихорадки Западного Нила путешествуют по кровотоку, они также могут передаваться от человека к человеку при переливании крови, от матери к плоду через плаценту и от доноров органов к реципиентам27, 28.
Клиническая картина после инфицирования вирусом лихорадки Западного Нила выглядит так: сначала проходит бессимптомный инкубационный период от 2 до 14 дней, за ним следуют легкие симптомы или их отсутствие у большинства (по крайней мере у 80 %) инфицированных людей. У остальных 20 % дело обстоит иначе. Эта группа испытывает сильные головные боли, боли в спине, мышечные боли, лихорадку и усталость, у половины появляется сыпь. У 2–4 % пациентов обычно развивается тяжелое нейроинвазивное заболевание. В этом случае болезнь, поразившая ЦНС, может проявляться в дезориентации, а также асептическим менингитом, энцефалитом, полиемиелитоподобным заболеванием и тремором. Из всех опрошенных пациентов, переболевших тяжелой формой, половина сообщили о пожизненной инвалидности. По данным исследований на мышах, характер повреждения ЦНС связан с рецепторами дендритных клеток, эти рецепторы распознают молекулярную структуру вируса. Нарушение функций этих рецепторов приводит к повышению проницаемости барьера между кровью и мозгом, способствуя растпространению вируса в нервных клетках29. Эти наблюдения были сделаны на мышах, чей врожднный толл-подобный рецептор 3 был удален генетиками29. Мыши без этого рецептора оказались более устойчивы к летальной инфекции вируса лихорадки Западного Нила и демонстрировали более высокие титры на периферии, а не в мозгу. Для мышей же с нетронутыми толл-подобными рецепторами 3 была характерна более низкая вирусная нагрузка, но при этом они демонстрировали признаки воспаления и повреждения тканей мозга после заражения вирусом. Теория состоит в том, что толл-подобный рецептор 3 опосредованно необходим для продукции определенных молекул цитокинов, таких как фактор некроза опухоли-альфа, которые обеспечивают повышенную проницаемость барьера, окружающего мозг (гематоэнцефалический барьер или ГЭБ). Повышенная проницаемость же обеспечивает вирусу проход из кровотока в мозг. То есть болезнь, инициированная на периферии после укуса зараженного комара, приводит к ослаблению ГЭБ из-за продуцирования большого количества цитокинов и хемокинов. Затем у мышей с нетронутым толл-подобным рецептором 3 инфекция в мозгу усиливается. Однако мыши с толл-подобным рецептором 3 и без него показали одинаковый уровень летальности при условии введения вируса прямо в мозг, то есть когда вирусу не было нужды проделывать путь по кровотоку и через ГЭБ.
После вспышки 1999 года в Нью-Йорке вирус лихорадки Западного Нила стал причиной крупных эпидемий неврологических заболеваний в Соединенных Штатах в 2002, 2003 и последующих годах. Более 2 % жителей района Куинс в Нью-Йорке (эпицентр вспышки) были заражены. По состоянию на март 2008 года по всей стране было зарегистрировано более 28 000 случаев заражения вирусом лихорадки Западного Нила, более чем у 11 000 из них были неврологические симптомы и более 10 000 умерли4.
Словно канарейки в шахте, служащие индикатором утечки опасного газа, вороны могут предупредить о наличии в регионе лихорадки Западного Нила. Уникальная чувствительность ворон к североамериканскому штамму (или штаммам) вируса лихорадки Западного Нила15,16 и близкие пересечения их среды обитания с человеческой везде, кроме пустынь на юго-западе, делает их очень удобной «лакмусовой бумажкой». Но откуда такая восприимчивость? Теперь мы знаем из работы Браульта и др.30, что замена аминокислоты (треонин заменяется пролином), вызванная мутацией в гене вирусной геликазы NS3, в аминокислотной позиции 249 приводит к положительной селекции мутировавшего вируса, вирулентность которого в организмах восприимчивых птиц увеличивается в разы. Точечная мутация в гене привела к замене одной аминокислоты и позволила отобрать тот штамм вируса лихорадки Западного Нила, который реплицировался с такой бешеной скоростью, что количество вирусных частиц в крови зараженных птиц было в десятки и сотни тысяч раз выше, чем у птиц, инфицированных немутировавшим штаммом. Вирусная нагрузка увеличивается при этом в крови не только у ворон, но и у других восприимчивых к вирусу птиц, что повышает вероятность заражения комара, решившего укусить такую особь. Соответственно, это максимизирует и вероятность заражения человека.
Появление вируса лихорадки Западного Нила в Северной Америке напрямую коррелирует с крупномасштабным сокращением популяции птиц на материке31. Используя данные 26 лет наблюдений за гнездовьями для определения влияния вируса на птиц-переносчиков в Северной Америке, Смитсоновский Центр перелетных птиц и Национальный зоологический парк в Вашингтоне, округ Колумбия, выяснили, что после вспышки болезни в Нью-Йорке в 1999 году в стране произошло сокращение популяции ворон на 45 % (или даже больше). Вместе с воронами пострадали и другие чрезвычайно восприимчивые виды птиц: странствующий дрозд, домовый крапивник, гаичка, восточная сиалия и голубая сойка. Популяции же устойчивых к вирусу птиц – плачущей горлицы, пушистого дятла, многоголосого пересмешника, лесного дрозда, балтиморской иволги, красноглазого тауи и каролинского поползня – не потеряли в числе. Ряды птиц с умеренной или средней восприимчивостью к вирусу лихорадки Западного Нила – обыкновенный гракл, красный кардинал, певчая овсянка – хотя и поредели, но не кардинально. То есть недавнее перераспределение популяции птиц вызвано не изменениями окружающей среды, землепользования или климата – эти факторы были приняты во внимание при расчетах. Именно эпидемия лихорадки Западного Нила и ничто другое привело к радикальным переменам в видовом распределении птиц, наиболее тесно связанных с городскими и пригородными человеческими сообществами, где процветает вирусный цикл комар-птица/комар-человек.
