В издательстве «Альпина Нон-фикшн» выходит книга «Планета вирусов» популяризатора науки Карла Циммера. Последние несколько лет заставили хоть немного разобраться в вирусологии практически каждого из нас: например, многие узнали о том, чем вирусы отличаются от бактерий, протирая спиртовой салфеткой дверные ручки и экран телефона. А теперь свои знания получится проверить и дополнить, прочитав книгу о вирусах. Мы публикуем главу о вызывающих простуду риновирусах, из-за которых, как считают ученые, каждый человек проводит за жизнь целый год в постели, страдая от жара и шмыгая носом.

(Не)обычная простуда. Как риновирусы играючи завоевали мир

Примерно 3 500 лет назад некий египетский врач сочинил древнейший из известных нам медицинских текстов. Среди описанных им болезней было нечто под названием реш. Хотя звучит оно и непривычно, симптомы — кашель и истечение слизи из носа — мы узнаем с первого взгляда. Реш — это обыкновенная простуда.

Некоторые из вирусов, одолевающих нас сегодня, новые для людей. Другие — малоизвестные и редкие. Но человеческие риновирусы — основные виновники простуды — наши давние соседи. Подсчитано, что каждый человек на Земле в течение жизни целый год проводит в постели с простудой. Иными словами, человеческий риновирус — один из самых успешных вирусов.

До открытия риновирусов медики никак не могли объяснить причину простуд. Древнегреческий врач Гиппократ видел источник в нарушении баланса телесных жидкостей. Через 2 000 лет, в начале XX века, наши знания о простудах ушли не столь далеко. Физиолог Леонард Хилл объявил, что простуду вызывают утренние прогулки на свежем воздухе.

В 1914 году немецкий микробиолог Вальтер Крузе получил первые достоверные данные о происхождении простуд, заставив своего шмыгающего носом ассистента высморкаться. Крузе развел сопли ассистента в солевом растворе, процедил его через фильтр, а затем закапал отфильтрованную жидкость в носы 12 коллегам. Четверо из них подцепили простуду. Позже Крузе проделал то же самое с 36 студентами, 15 из которых заболели. В ходе эксперимента Крузе также наблюдал за 35 участниками, которым ничего не закапывали. Лишь один из них подхватил простуду сам по себе. Опыты Крузе показали, что капли, полученные от простуженных людей, содержат микроскопический патоген, вызывающий заболевание.

Стоит небрежно вытереть нос, как эти капли окажутся на руках, с рук они попадут на дверные ручки, кнопки лифта и другие поверхности, где другие люди подхватят их своими руками, а оттуда вирусы доберутся уже до их носов

Поначалу многие специалисты считали, что это какая-то разновидность бактерий. Но в 1927 году американский врач Альфонс Дочез исключил этот вариант. Он пропустил слизь, полученную от простуженных людей, через фильтр, повторив то, что за 30 лет до него Бейеринк проделал с соком из листьев табака. Даже при удалении бактерий жидкость сохраняла способность вызывать у человека заболевание. Через фильтры Дочеза могли проскочить только вирусы. Понадобилось еще 30 лет, чтобы ученые точно установили, какие именно вирусы просочились через фильтр. Самые типичные из них известны как риновирусы человека (от rhino-, что значит «нос»). Риновирусы поразительно примитивны. У человека около 20 тысяч генов, у риновируса всего 10 генов. И тем не менее этого хокку генетической информации риновирусам хватает, чтобы вторгнуться в наш организм, перехитрить иммунную систему и произвести новые вирусы, способные перепрыгнуть на новых хозяев.

К новым хозяевам риновирусы попадают капельным путем. Они могут проникать в микроскопические капли, которые мы распространяем с каждым выдохом. Могут — в более крупные капли, которые разлетаются, когда мы чихаем или кашляем. Стоит небрежно вытереть нос, как эти капли окажутся на руках, с рук они попадут на дверные ручки, кнопки лифта и другие поверхности, где другие люди подхватят их своими руками, а оттуда вирусы доберутся уже до их носов.

Оказавшись в очередном носу, риновирусы прицепляются к клеткам, выстилающим носовую полость. Они проскальзывают внутрь и используют клетки хозяина для производства копий собственного генетического материала, а также белковых оболочек, в которые он будет упакован. Затем хозяйская клетка лопается — и новые риновирусы выходят наружу. У некоторых хозяев риновирусы не распространяются дальше носа, у других пробираются в горло и даже легкие.

Риновирусы поражают сравнительно немного клеток и причиняют мало реального вреда. Так почему же они вызывают столь неприятные ощущения? Тут нам остается винить только себя.

Антибиотики предназначены для уничтожения бактерий и бесполезны против вирусов. Однако врачи, как это ни печально, часто прописывают их при простудах

Зараженные клетки выделяют сигнальные молекулы — цитокины, привлекающие соседние иммунные клетки. Эти-то иммунные клетки и вызывают у нас отвратительное самочувствие. Они запускают воспаление, из-за которого у нас першит в горле, а в зоне очага инфекции выделяется слизь. Чтобы оправиться от простуды, нам нужно дождаться не только, пока иммунная система одолеет вирус, но и когда иммунная система сама утихомирится.

В Древнем Египте врачи лечили простуду прикладыванием смеси из меда, трав и ладана к области носа. Пятнадцать столетий спустя римский ученый Плиний Старший рекомендовал вместо этого потереть нос мышью. В Европе XVII века одни медики применяли смесь пороха и яиц, другие — композицию из нутряного сала и прокаленного коровьего навоза. Упомянутый выше Леонард Хилл рекомендовал начинать день с холодного душа.

Ни один из этих методов не работал, но даже в наши дни доказанных способов лечения простуды не существует. В конце 90-х некоторых исследователей обнадежило открытие, что цинк вроде бы мешал вирусам заражать клетки в чашках Петри. Вскоре аптеки принялись торговать цинковыми добавками без рецепта, хотя никому еще не удалось продемонстрировать этот эффект на людях. Позже некоторые клинические исследования на малых выборках как будто указывали, что цинк способен сократить течение простуды на пару дней. Но когда финский ученый по имени Харри Хемила провел по всем правилам эксперимент на 253 добровольцах, то не обнаружил никакой пользы. Более того, как сообщил Хемила в 2003 году, простуженные добровольцы, принимавшие цинк в таблетках, шли на поправку чуть дольше, чем те, кому достались таблетки из сахара.

Прочие популярные методы лечения простуды могут быть не только бесполезны, но даже вредны. Родители часто дают детям сироп от кашля, но исследования показывают, что он не ускоряет выздоровление. На самом деле сироп от кашля имеет широкий спектр редких, но серьезных побочных эффектов, таких как судороги, тахикардия и даже смерть. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США предупреждает, что детям до двух лет, которые простужаются чаще всего, не следует давать сироп от кашля.

Ошибочно также лечить простуду антибиотиками. Антибиотики предназначены для уничтожения бактерий и бесполезны против вирусов. Однако врачи, как это ни печально, часто прописывают их при простудах. Бывает, что по симптомам пациента сложно определить, что их вызвало — риновирус или бактерии. А иногда врачи поддаются давлению со стороны встревоженных родителей, которые требуют сделать хоть что-нибудь.

Наша иммунная система умеет вырабатывать новые антитела, но новые мутации позволяют вирусам каждый раз ускользать снова

Вред, причиняемый антибиотиками в таких случаях, не ограничивается одним пациентом — страдаем мы все. Наши организмы служат средой обитания для триллионов безвредных бактерий, а антибиотики могут способствовать эволюции устойчивых штаммов. Эти резистентные, устойчивые к антибиотикам, бактерии способны передавать свои гены болезнетворным микроорганизмам. В результате, когда нам и вправду понадобится действие антибиотиков, они могут нас подвести.

Одна из причин, по которой простуду так трудно лечить, возможно, в том, что мы недооценивали риновирус. У него есть множество форм, и ученые только начинают составлять истинное представление о его генетическом разнообразии. Клетка, производящая новые риновирусы, обычно делает ошибки при копировании вирусных генов. Из поколения в поколение различия между линиями вирусов накапливаются. К концу XX века ученые описали десятки штаммов риновирусов. Они делятся на две основные линии, известные как HRV-A и HRV-B, или риновирусы человека A и B.

В 2006 году Ян Липкин и Томас Бризе из Колумбийского университета опубликовали статью о том, как обнаружили у некоторых жителей Нью-Йорка с гриппоподобными симптомами риновирусы, не относившиеся ни к линии A, ни к линии B. Они составляли третью, ранее неизвестную линию, которую Липкин и Бризе назвали HRV–C. После их открытия исследователи стали находить эту разновидность по всему миру.

Чем больше штаммов открывают ученые, тем больше им становится известно об эволюционной истории риновирусов. Оказывается, некоторые гены у них эволюционируют очень быстро, пытаясь обогнать нашу иммунную систему. Один из видов оружия, который мы используем против вирусов, — антитела, молекулы, которые могут прикрепляться к поверхности вируса и всячески ему мешать. Мутации способны менять поверхность риновирусов так, что антитела к ним больше не прилипают. Наша иммунная система умеет вырабатывать новые антитела, но новые мутации позволяют вирусам каждый раз ускользать снова.

Эта скоростная эволюция привела к поразительному разнообразию риновирусов. Ежегодно каждый из нас может заразиться несколькими различными штаммами человеческого риновируса. Их эволюция расстраивает не только нашу иммунную систему, но и ученых, пытающихся создать противовирусные препараты для лечения простуды. Препарат, успешно подавляющий один штамм риновируса, может не помочь в борьбе с остальными. И всегда есть вероятность, что новая мутация сделает риновирус устойчивым к лекарству и он бурно размножится, в то время как другие вирусы вымрут.

Человеческие риновирусы создают серьезную нагрузку на систему здравоохранения — не только тем, что вызывают простуду, но и тем, что открывают дорогу более опасным патогенам

Пусть у нас пока нет средства от обыкновенной простуды, не стоит отчаиваться. Хотя одни участки генома риновирусов эволюционируют ускоренно, другие почти не меняются. Мутация в этих частях генома риновируса может быть смертельной для него. Если специалисты сумеют точечно поразить эти уязвимые места риновируса, они смогут победить все риновирусы на Земле.

Но надо ли? На самом деле ответ неоднозначен. Человеческие риновирусы создают серьезную нагрузку на систему здравоохранения — не только тем, что вызывают простуду, но и тем, что открывают дорогу более опасным патогенам. Однако воздействие самого по себе человеческого риновируса достаточно безобидно. Чаще всего простуда проходит менее чем через неделю, а 40 % людей с положительным результатом теста на риновирус могут вообще чувствовать себя здоровыми. Более того, не исключено, что риновирусы приносят своим хозяевам-людям определенную пользу. Ученые собрали немало свидетельств того, что дети, переносящие неопасные вирусные и бактериальные заболевания, вырастая, оказываются менее подвержены иммунным нарушениям, таким как аллергии или болезнь Крона.

Возможно, человеческие риновирусы помогают тренировать нашу иммунную систему, чтобы она не слишком бурно реагировала на слабые раздражители и вместо этого направляла атаку на реальные угрозы. Наверное, нам стоит думать о риновирусах не как о древних врагах, а как о мудрых старых наставниках.

обложка: «Альпина Нон-фикшн»