Бледный всадник: как «испанка» изменила мир

Средних по вирусным меркам размеров, сферической формы (хотя изредка встречаются и палочки) бисеринка белка с еще более крошечным ядром генетической информации внутри – таким предстал взгляду ученых вирус гриппа под электронным микроскопом. Все это заключено в мембрану, а поверхность мембраны увенчана отростками наиважнейшего антигена под названием гемагглютинин (сокращенно – H), по форме чем-то напоминающими круглые леденцы на палочке, только извивающимися, как змеи, откуда и еще одно его название – «жгутиковый антиген». Стебелек растет из мембраны, а головка у него округлая и чем-то напоминающая присоску. Кроме того, у некоторых вирусов, включая все пандемические вирусы гриппа A, к поверхности мембраны прицеплен еще и второй важнейший антиген – нейраминидаза (сокращенно – N). Метафорически говоря, если H – это отмычка, с помощью которой вирус проникает в клетку через дверь, то N – стеклорез для выхода обратно наружу через окна.

Весь генетический материал вируса гриппа (в отличие от человека с его двумя спиралями ДНК) упакован в простейшую одноцепочечную молекулу РНК, состоящую из восьми сегментов (для краткости их часто называют «генами», хотя это и некорректно). Два из восьми генов задают структуру поверхностных белков H и N, а остальные шесть – т. н. внутренние гены – программируют структуру белков, синтезируемых с целью регуляции таких функций вируса, как репликация или парирование иммунного ответа. При самовоспроизводстве вируса эти гены, казалось бы, должны в точности повторять структуру оригинала, однако, поскольку РНК значительно менее устойчива к внешним биохимическим воздействиям, копировальная машина то и дело сбоит, и эти сбои как раз и приводят к ставшей притчей во языцех способности вируса гриппа к вариативному изменению в процессе самовоспроизведения: сбои на генетическом уровне немедленно отражаются на структуре синтезируемых по матрицам видоизмененных РНК белков, включая поверхностные, и малейшие изменения чреваты самыми непредсказуемыми последствиями. За год, к примеру, в среднем на 2 % изменяется аминокислотный состав белков вируса, и этого достаточно, чтобы антитела перестали распознавать H-антигены и адекватно реагировать на них. Так вирус гриппа раз за разом и «усыпляет бдительность» антител иммунной системы человека, несущих дозор на клеточном уровне, и вызывает новые сезонные вспышки. Именно из-за этого остаток «прошлогодних» вакцин от гриппа приходится утилизировать, а вместо них из года в год разрабатывать и производить новые.

Медленное накопление таких мутаций называется дрейфом, однако вирус гриппа способен и на куда более радикальные трансформации путем сборки новой версии. Это происходит при встрече двух разных вирусов в одной хозяйской клетке, где они обмениваются генами и производят на свет новый штамм вируса, например, с ранее не встречавшимся сочетанием H-N-антигенов. В результате подобного антигенного сдвига (по-научному) или «вирусного секса» (на арго вирусологов) рождается новый вирус, угрожающий человечеству пандемией, поскольку с подобным штаммом иммунная система раньше не сталкивалась, и ей требуется время на мобилизацию ресурсов. Особенно тревожные результаты дают встречи на клеточном уровне двух «родителей» от разных хозяев – скажем, вирусов человеческого и птичьего гриппа, – поскольку «секс» между ними чреват получением обновленной версии опаснейшего для человека старого вируса с совершенно незнакомым иммунной системе новым антигеном. Все пандемии гриппа в XX веке разразились именно из-за обретения вирусом гриппа A нового H-антигена – H1 в 1918 году, H2 в 1957 году и H3 в 1968 году.