Похороны местного целителя можно считать наиболее вероятным источником распространения в настоящее время вируса Эбола в Сьерра-Леоне — государстве, одном из наиболее серьезно пострадавших от вспышки эпидемии этого вируса, который может затронуть 20 тысяч человек по всей Западной Африке: к такому выводу пришли специалисты Всемирной организации здравоохранения. Отслеживание вируса включает в себя быструю — и опасную — генетическую детективную работу, в результате которой были установлены 395 мутаций, непосредственно связанных с последней вспышкой. Результаты проведенной работы, опубликованные сегодня в журнале Science, могут помочь ученым определить, что именно делает этот вирус столь опасным, а также предоставить информацию органам государственного здравоохранения для принятия соответствующих мер.
Геном вируса Эбола состоит из РНК, а не из ДНК, и он быстро мутирует. «Каждый случай заражения представляет собой новую возможность для мутации», — отмечает Пардис Сабети (Pardis Sabeti), генетик Broad Institute при Гарвардском университете в Бостоне. Пять известных штаммов вируса Эбола способны заразить человека, а тот, который стал причиной последней вспышки, был ранее идентифицирован как EBOV, а еще его называют «Заирский эболавирус» (Zaire ebolavirus).
С момента своего появления в Гвинее в феврале 2014 года этот штамм вируса Эбола распространился по всей Западной Африке и уже стал причиной гибели тысяч людей. До нынешней вспышки распространение вируса Эбола ограничивалось территорией Центральной Африки, и это — беспрецедентное событие как с точки зрения количества инфицированных, так и с точки зрения географических параметров. Кроме того, этот вирус в ходе своего распространения претерпевает незначительные, но потенциально важные в генетическом отношении мутации.
Лаборатория Сабети работает над методами, позволяющими установить последовательность образцов вируса Эбола, а также вируса Ласса (Lassa), еще одной геморрагической лихорадки. Когда первые признаки потенциальной вспышки вируса Эбола были замечены в Западной Африке, Сабети посадила двух своих сотрудников на самолет и отправила их в Сьерра-Леоне. Она и некоторые ее коллеги по Tulane University работали со специалистами этой страны в Правительственной клинике Kenema и занимались изучением лихорадки Ласса. Эта больница располагала наблюдательной сетью специалистов, которые могли фиксировать случаи заражения вирусом Ласса и Эбола, и с их помощью был установлен первый случай инфицирования вирусом Эбола в Сьерра-Леоне — он был обнаружен у беременной женщины, у которой произошел выкидыш, но позднее она поправилась.
Специалисты из клиники Kenema проследили за действиями этой беременной женщины вплоть до похорон одного целителя, который при жизни переходил расположенную неподалеку границу и лечил на территории Гвинеи пациентов, заразившихся вирусом Эбола. Поскольку местный обычай погребения часто связан с очищением тела, местные похороны могут служить источником передачи вируса. Поэтому еще 13 женщин, присутствовавших на тех же похоронах, были также инфицированы.
В течение следующего месяца команда специалистов собрала пробы крови у пациентов с вирусом Эбола в клинике Kenema. Кроме того, члены исследовательской группы провели беседы с пациентами, а также с местными жителями. К сожалению, подобного рода полевая работа связана с очень серьезным риском заражения — пять из соавторов этого исследования заразились вирусом Эбола и умерли еще до публикации его результатов. Среди них был и известный врач Шейк Умарр Хан (Sheik Humarr Kahn).
Пробы крови были затем отправлены в Бостон, где вирус деактивировали, после чего с ним можно было безопасно работать. В лаборатории Сабети было проведено секвенирование привезенных образцов с помощью метода, получившего название глубокое секвенирование (deep sequencing), в котором используются около 2000 генетических моментальных данных относительно популяции вируса в крови.
В результате удалось получить 99 вирусных геномов от 78 пациентов, а также идентифицировать 395 уникальных мутаций. В Сьерра-Леоне сотрудники лаборатории смогли сопоставить различия в геномах у разных пациентов с данными, полученными специальными санитарными группами в клинике Kenema. «Небольшие мутации покажут отношения между отдельными случаями», — отмечает Сабети. Сравнивая полученные геномы с теми, которые были взяты у пациентов в Гвинее, а также с 20 геномами предыдущих вспышек, исследователи установили передаточный цикл вируса и его эволюционную историю.
В Сьерра-Леоне причина вспышки связана с появлением двух генетических различных вирусов, происхождение которых можно проследить до того варианта, который был обнаружен в другом месте Западной Африки в феврале 2014 года. Оттуда путь эволюционной истории вируса Эбола прослеживается до первичной его вспышки в 1976 году в Заире. Основываясь на данных его мутации, члены исследовательской команды полагают, что этот вариант проделал путь из центральной части Африки в Гвинею еще в 2004 году, однако до сих пор остается неясным, как он там оказался. «Существует большое количество недостающих звеньев. Это можно сравнить с тем, как составляют вместе части археологических находок», — считает Сабети.
Ученые полагают, что в период между вспышками вирус Эбола находится в телах животных — возможно, в организмах летучих мышей, хотя данные на этот счет неоднородны. Тем не менее, новые исследования подтверждают свидетельства о том, что этот вирус, вероятно, лишь один раз перекинулся с животных на человека, и с тех пор передается от одного человека к другому. С точки зрения государственного здравоохранения, это означает, что употребление зараженного мяса или фруктов в меньшей мере представляет опасность, чем контакты между людьми. «Нужно на самом деле переосмыслить то, что вы говорите людям, потому что вы не хотите, чтобы они недоедали, тогда как, вероятнее всего, они могут заразиться при контакте (с другими людьми)», — подчеркивает Сабети.
При любом варианте вспышки генетическое секвенирование может иметь решающее значение при точном определении того, с чем имеют дело специалисты системы здравоохранения, работающие в полевых условиях. Пока, с точки зрения логистики, это очень сложно сделать, особенно в случае Эболы. Новое исследование указывает на возможность использования геномики, молекулярных данных и информации, полученной в результате бесед на местах в реальном времени для непосредственного контроля очагов вспышки, отмечает Роман Бик (Roman Biek), занимающийся изучением вопросов экологии инфекционных заболеваний в Университете Глазго.
Так, например, полученные сведения были опубликованы сразу после сделанного сегодня утром объявления о том, что National Institutes of Health начнут на следующей неделе испытания на людях вакцины против вируса Эбола. Практические данные по поводу случаев в Сьерра-Леоне могут, в конечном счете, помочь установить, какие вакцины, способы лечения и диагностические тесты окажутся наиболее эффективными в данной области.
Диагностические тесты, используемые для подтверждения случаев заражения, основаны на генетике, и поскольку эта команда специалистов обнаружила новые мутации у пациентов в Сьерра-Леоне, существует вероятность того, что они не проявят себя в соответствующих лабораторных тестах. Сабети и ее коллеги проводят дополнительные исследования для того, чтобы иметь возможность получить достоверные результаты. Некоторые мутации, отмеченные в процессе проведения исследования, также способны изменить функции вирусных протеинов. Иногда подобные мутации производят работающий протеин, а иногда нет. Чем больше продолжается вспышка, тем более функциональными могут оказаться возникающие мутации, и потенциально они способны дать вирусу преимущество, в результате которого ему будет легче передаваться от человека к человеку.
«Одно из наших самых больших опасений состоит в том, что вирус Эбола может стать более трансмиссивным, чем в настоящее время, — отмечает Бик. — Важно использовать генетические данные при решении этой проблемы».