Путешествие наших генов

Проказа в лондонских парках
Когда и как проказа пришла в Европу? Об этом по сей день много рассуждают. Долгое время родиной болезни считалась Азия. На это могли указывать, во-первых, найденные в Индии кости возрастом 4000 лет, во-вторых, то, что и сегодня на этом субконтиненте фиксируется много случаев заражения проказой. Но сильно затронута болезнью и Африка, поэтому некоторые исследователи полагают, что источник происхождения бактерии находится там. Однако новейшие генетические анализы намекают, что не стоит искать корни проказы так далеко. В 2018 году мы секвенировали бактерии лепры из останков 17 европейцев, живших с V по XV век. И были поражены: все штаммы лепры, которые встречаются сегодня по всему миру, уже имелись в средневековой Европе. Вместо двух штаммов, на которые рассчитывали, мы нашли целый букет вариаций Mycobakterium leprae, относящихся к этому времени. Максимальное генетическое разнообразие в одном регионе всегда является четким указанием на географический источник происхождения организма, а значит, проказа могла распространиться из Европы в Азию, а не наоборот. Так же и большинство ее штаммов, которыми сегодня заболевают люди в Тихоокеанском регионе, Америке и на Ближнем Востоке, похоже, были импортированы из Европы.
Еще одна старая догма пошатнулась в последние годы — стало вызывать сомнения, что человек был исходным хозяином возбудителя лепры. В отличие от чумы, долгое время не находилось никаких признаков того, что носителем проказы было некое животное. Единственным видом, помимо человека, в котором нашлись бактерии лепры, был американский броненосец. Однако его определенно инфицировал человек: «родные» для броненосцев возбудители соответствуют тем, что встречались еще в средневековой Европе. Очевидно, проказа была занесена в Америку европейскими поселенцами, а там перешла на броненосцев, на коже которых бактерия до сих пор чувствует себя прекрасно — дело в температуре тела, равной примерно 32 градусам. Большинство случаев инфицирования лепрой в США сегодня связаны с несчастными случаями на природе при контакте с броненосцами, а также с вечеринками, где подается еда на гриле. Броненосцы, они же armadillos, считаются, особенно на юге США, самой нежной основой для стейков. Увы, за наслаждение вкусом приходится расплачиваться десертом в виде мощного коктейля из антибиотиков.
Поскольку долгое время не был известен никакой иной хозяин возбудителя лепры, а американский броненосец как инициатор европейской эпидемии справедливо не рассматривался, исходили из того, что это человек разнес проказу по всему миру. Но в 2015 году мы смогли опровергнуть это допущение. Мы сравнили геном лепры с близкородственной бактерией Mycobacterium lepromatosis. Обе болезни вызывают одинаковые симптомы, и с помощью клинических методов различать их стало можно лишь в последние годы. Сравнение этих двух штаммов показало, что разделились они от 10 до 15 миллионов лет назад, в то время как человек отделился от общей линии с шимпанзе только 7 миллионов лет назад. А значит, человек быть исходным хозяином лепры не может. Чтобы настигнуть людей, ей пришлось идти окольными путями.
В 2016 году коллеги нашли решающее доказательство. К своему удивлению, они смогли обнаружить оба возбудителя в британских белочках, причем в европейских красных экземплярах. В лондонских парках таких белок больше не найти, поскольку они были вытеснены черно-серыми пришедшими из Америки родственницами. Общий предок лепры и лепроматоза, почвенная бактерия, однажды, при приеме пищи, могла перейти на белочку, после чего оба возбудителя стали развиваться в грызунах. Беличьи шубки были в Средневековье любимым и довольно дорогим предметом одежды, который носили и продавали по всей Европе. Так что бактерии легко могли перейти через кожу на нового хозяина. И сегодня любителям беличьих шубок стоит подумать, прежде чем сделать возбудителя проказы своим аксессуаром.
 
С XVI века заболеваемость проказой в Европе явно пошла на спад, однако вплоть до XX века болезнь на континенте держалась, а отдельные случаи заражения случаются и сейчас. Норвегия была одной из последних стран, где проказа бушевала уже в середине XIX века, что связано с низкими температурами, столь желательными для лепры.
 
Гонка вооружений между человеком и возбудителями болезней
 
 
То, что иммунные гены человека помогают сдерживать возбудителей болезней, до сих пор всего лишь теория. В ее пользу говорит многое, но не хватает сокрушительных доказательств. Согласно этой теории, когда смертельные бактерии или вирусы встречаются с человеком, последовательно применяются все варианты иммунных генов, которые лучше всего справляются с этими возбудителями. Гипотеза о том, что чума пришла в Европу из Понтийской степи и примерно 5000 лет назад — до или после великого переселения народов — массово убивала там людей, подтверждается, только если популяции на востоке показывают более высокую резистентность к чуме, чем популяции на западе или их стиль жизни лучше подходит для того, чтобы противостоять распространению бактерии. Доказательств генетической адаптации в пробах каменного века до сих пор найдено не было. Однако нет сомнений в том, что и помимо иммунных генов могут встречаться мутации, которые предлагают защиту от возбудителей болезни.
 
Более сильная резистентность к болезням может быть обусловлена и в целом вредными изменениями генов, которые при определенных обстоятельствах становятся преимуществом. Например, на Сардинии примерно у каждого девятого жителя наблюдается талассемия, генетический дефект, который нарушает производство красных кровяных телец. Страдающие от этого недуга зачастую не отличаются физической крепостью, что с эволюционной точки зрения, конечно, недостаток. Но на Сардинии его таковым долгое время не считали — из-за побочного эффекта талассемии — резистентности к малярии. Эта болезнь, которая переносится москитами, в античные времена свирепствовала в Средиземноморье. Распространенность талассемии на острове показывает, что эволюционный недостаток генетического дефекта компенсировался преимуществом в виде резистентности к малярии. Это означает, что не очень спортивные люди с талассемией могли рожать меньше детей, но люди без дефекта чаще умирали от малярии.
 
В еще более выраженной форме подобная взаимосвязь наблюдается в Восточной Африке, на сегодняшний день одном из самых малярийных регионов в мире. Здесь в некоторых областях половина жителей наследует от одного родителя генетический дефект под названием «серповидноклеточная анемия», а вместе с ним — резистентность к малярии. Но те, кто унаследовал анемию от обоих родителей, имеют весьма ограниченные шансы на выживание. По статистике, в регионах, где половина населения имеет предрасположенность к серповидноклеточной анемии, от этой болезни умирает каждый четвертый ребенок. Тем не менее генетический дефект продолжает распространяться как селекционное преимущество — малярия определенно несет в себе еще более смертельный риск.
 
И против ВИЧ тоже работает полезный генетический дефект. У тех, кто им обладает, поврежден так называемый CCR-5-рецептор. Любой, кто унаследовал этот дефект от обоих родителей, почти полностью резистентен к ВИЧ. В Европе это примерно каждый сотый. Примерно каждый десятый европеец унаследовал этот дефектный ген от одного из родителей и поэтому имеет лучшую защиту от ВИЧ. Однако подобная мутация, вероятно, вызывает более высокую восприимчивость к вирусу Западного Нила и возбудителю гриппа.
 
Проказа уходит, туберкулез приходит
Когда проказа в Европе отступила — возможно, из-за улучшения гигиенических условий, — никакой передышки люди не получили: им тут же пришлось иметь дело с туберкулезом. Микробактерии, вызывающие туберкулез и проказу, — близкие родственники. Возможно, туберкулез, передающийся воздушно-капельным путем, поразил больше людей и дал им иммунитет от проказы, так что одна болезнь была перекрыта другой. В любом случае с XVII века туберкулез в Европе убил столько людей, что и не сосчитать, и до сих пор остается одной из опаснейших и при этом одной из самых распространенных инфекционных болезней. По всему миру им заболевает около 8 миллионов человек в год, миллион умирает.