Итоги № 16 (2012)

На роду написано / Общество и наука / Медицина

На роду написано

/ Общество и наука / Медицина

Почему для одних грипп — банальное недомогание, а для других — смертельная болезнь?

По расчетам экспертов, данные которых значительно отличаются от официальной статистики, каждый год в России около трех миллионов человек болеют гриппом. Для 20 тысяч из них эта инфекция становится смертельной. Почему для одних грипп — банальное недомогание, а для других — тяжелая болезнь с серьезными осложнениями? Международная группа вирусологов из исследовательских учреждений Великобритании и США вплотную приблизилась к ответу на этот вопрос.

Давно известно, кто страдает от гриппа чаще: в группе риска дети, пожилые люди и те, у кого уже есть хронические болезни. Однако нередки ситуации, когда грипп с тяжелейшими осложнениями буквально валит с ног человека средних лет, который до этого отличался отменным здоровьем. Во время свиного гриппа H1N1 в 2009—2010 годах таких случаев было особенно много. Всемирная организация здравоохранения тогда установила, что большинство заболевших гриппом испытывали симптомы средней тяжести, а тех, кто с трудом справился с болезнью и был госпитализирован, оказалось всего 5—7 процентов. Но 40 процентов из слегших с тяжелыми осложнениями составляли именно молодцы-здоровяки — у них не выявили вообще никаких факторов риска. Среди умерших от гриппа таких было практически столько же. Еще одна странность: вирус, ставший сравнительно безобидным для большинства населения Земли, кое-где выкашивал исключительно родственников — членов той или другой семьи. Многие подозревали, что во всем виновны мутации патогена. Однако все оказалось иначе.

Ученые из Института Сенгера в Великобритании и Института Рагон при Центральном госпитале Массачусетса в США решили исследовать проблему, обратившись к механизмам врожденного иммунитета. «Когда говорят об иммунной системе, то чаще всего имеют в виду адаптивный иммунитет: в ответ на попадающие в организм патогены он вырабатывает специфические к каждому из них антитела, обучаясь на них реагировать, — поясняет известный российский иммунолог академик РАН и РАМН Рэм Петров. — Однако сейчас внимание ученых привлекает другая, более древняя система иммунитета, позволяющая организму быстро отражать вторжение любого, даже совершенно незнакомого противника. Под врожденным иммунитетом подразумевается целый каскад иммунных реакций, следующих друг за другом — одни этапы включаются вслед за другими».

В поле зрения международной группы ученых, исследующих природу гриппа, попал так называемый интерферон-индуцируемый трансмембранный белок IFITM3. «Как следует из его названия, этот белок в ходе иммунного ответа начинает работать вслед за интерфероном, который дает сигнал о наличии в организме инфекции», — говорит Рэм Петров. Опыты с культурами клеток in vitro выявили у IFITM3 важную функцию. Когда чужеродный вирус проникает в клетку организма, именно этот белок не дает ему продвигаться к ядру, где он мог бы запустить механизм размножения вирусов, и тем самым останавливает развитие инфекции. Эбрахам Брасс из Института Рагон показал, что IFITM3 блокирует размножение вирусов в клеточных культурах. Впрочем, in vitro и in vivo — на самом деле два разных мира. То, что обнаружено в чашке Петри под микроскопом, совсем необязательно будет работать в живой ткани. По словам Пола Келлама из Института Сенгера, ученым в конце концов удалось выяснить, что IFITM3 действительно образует в организме решающую линию обороны против гриппа. Но до этого Келламу и Брассу пришлось провести целую серию экспериментов.

Сначала исследователи решили проверить свою гипотезу на лабораторных животных. Для этого они взяли специальную линию трансгенных мышей с «выключенным» геном IFITM3 и контрольную группу обычных мышек. Заразив обе группы безвредным низкопатогенным вирусом гриппа, стали ждать результата. Обычные мышки перенесли инфекцию неплохо. Они быстро поправились, практически не потеряв в весе. А вот трансгенным мышам пришлось совсем худо. «Отсутствие белка IFITM3 привело к скоротечной пневмонии. Нанесенный им вред очень напоминал картину, которая наблюдалась в 1918 году при заражении людей высокопатогенным вирусом «испанки», — отмечают авторы исследования. За шесть дней трансгенные мыши потеряли четверть веса, а количество вируса, обнаруженного у них в легких, оказалось в десять раз больше, чем у обычных мышек. Конечно, такие убийственные эксперименты на людях никто не стал бы ставить. Поэтому до поры до времени оставался открытым вопрос о том, каким образом поломки гена, кодирующего белок IFITM3, влияют на распространение гриппа у людей.

Выход нашелся, когда ученые решили идти от противного. В самом деле, если нельзя собрать группу людей с дефектами белка IFITM3 и проверить на них действие вируса, то почему бы не присмотреться к тем, кто уже пострадал от гриппа во время эпидемии? Исследователи выбрали 53 человека из тех, что попали в больницу с тяжелейшими симптомами свиного гриппа, и провели анализ их генома. Выяснилось, что у большинства из них ген, кодирующий белок IFITM3, был абсолютно нормальным. Однако результат исследования все равно был впечатляющим. Ведь оказалось, что небольшая группа людей, перенесших грипп очень тяжело, имела поломки этого гена: соответствующий белок был короче, чем обычный, на 21 аминокислоту, а значит, функционировал неправильно. Все дело в пропорциях. Тех, у кого нашли дефект гена, среди пострадавших от гриппа было 5,7 процента. А в среднем по популяции этот генетический дефект встречается с частотой 0,3 процента. То есть среди пострадавших было в десятки раз больше людей с поломкой гена, чем в целом по популяции. Связь удалось установить. Впрочем, исследователи изменили бы сами себе, если бы не попытались проверить эти данные.

Для этого они вновь вернулись к клеточным культурам в пробирке. На этот раз взяли сразу три разновидности клеток: те, у которых белок IFITM3 был нормальным, те, у которых он отсутствовал, и те, у которых белок был укорочен на 21 аминокислоту. Когда исследователи запустили вирус в пробирки, результат не заставил себя ждать. «Нормальные» белки IFITM3, как водится, тут же выставили линию обороны против патогена. А вот укороченные белки этого гена оказались очень плохими бойцами в борьбе с гриппом. Свою цитадель — ядро клетки — они сдали практически без боя, позволив вирусу размножаться. Результат эксперимента почти ничем не отличался от того, что проводили с клетками, лишенными важного белка. Значит, причиной тяжелейших осложнений гриппа во время эпидемии действительно мог быть укороченный IFITM3.

«Исследователи смогли вскрыть один из фундаментальных механизмов противостояния инфекции», — комментирует директор НИИ гриппа академик РАМН Олег Киселев. В медико-генетические центры, похоже, уже выстраивается очередь из пациентов. С одной стороны, о вреде и пользе прививок в последнее время не рассуждает только ленивый, с другой — вакцинацию от гриппа мы делаем в основном именно для того, чтобы избежать тяжелых осложнений. И вроде бы найдено средство выявить тех, кому прививки жизненно необходимы. Однако специалисты предупреждают: до окончательной ясности еще далеко. Вспомним цифры из эксперимента: поломки IFITM3 нашли у 5,7 процента пациентов, побежденных гриппом. Это значит, что 94,3 процента случаев тяжелых осложнений при гриппе по-прежнему остается для нас загадкой. «В сложнейшем ансамбле врожденного иммунитета исследователи пока смогли разобрать партию лишь одного инструмента, — говорит Рэм Петров. — Так же детально нужно присмотреться и к другим иммунным реакциям». Впрочем, что ни говори, а партитура уже пишется, и это совсем немало. «Сделан еще один шажок навстречу персонализированной медицине будущего», — считает проректор по научной работе Новосибирского государственного университета член-корреспондент РАН Сергей Нетесов. И теперь мы можем помечтать о том, что, когда генетический анализ станет более дешевой и доступной процедурой, врачи смогут с легкостью отобрать из всей популяции 0,3 процента тех, для кого из-за поломки гена IFITM3 грипп смертельно опасен. И защищать их от сезонной хвори всеми доступными средствами — в том числе с помощью вакцин. Такой подход теперь уже не кажется фантастикой.