Эволюция вирусов подчиняется общим закономерностям эволюционного процесса, однако характеризуется высокими темпами и тесной взаимосвязью с эволюцией хозяев. Вирусы, являются генетическими паразитами, и представляя собой несовершенную форму жизни, но тем не менее обладают основными ее атрибутами, в том числе наследственностью и изменчивостью, а также подвержены естественному отбору. Изменчивость вирусов затрагивает различные биологические свойства - морфологию, антигенную структуру, иммуногенность, патогенность, круг восприимчивых хозяев, биохимические свойства, устойчивость к физическим и химическим воздействиям.
Эпидемии гриппа ежегодно охватывают до 15% населения Земного шара. Для вирусов гриппа характерна очень большая генетическая изменчивость. Они быстро мутируют, изменяя строение своего наследственного аппарата ДНК или РНК, чем усиливают свою токсичность и улучшают приспособительные механизмы для размножения внутри человеческого организма. Поэтому раз в несколько лет развиваются вспышки, когда вирус изменяется на столько, что иммунитет, выработанный у человека после предыдущего заражения вирусом, уже не эффективен в отношении к новому варианта вируса. Это особенно проявляется на детях, которые с предыдущим вариантом вируса не встречались. Как известно, для профилактики гриппа во многих странах, в том числе в России, проводится широкомасштабная вакцинация. Однако среди микробиологов распространено мнение, что эффективность этого мероприятия очень низкая, так как вакцины разрабатываются на основе штамма предыдущей эпидемии, и на новый существенно модифицированный вирус практически не действуют.
Население Земли с определенной периодичностью подвергается атакам все новых видов вируса гриппа. Так в 2005-2007 гг. в различных регионах имели место вспышки заболевания птичьим гриппом, вызванного вирусом H5N1. В 2008 г. население более 70 стран пострадало от пандемии, возбудителем которой стал вирус свиного гриппа H1N1 .
Исследования, проведенные группой микробиологов из разных стран, выявили наиболее вероятный механизм возникновения штамма свиного гриппа H1N1. Он является именно продуктом обмена генетическим материалом между соответствующими вирусами человека, птиц и свиней. По-видимому, этот обмен произошел при попадании в организм свиньи одновременно вирусов птичьего и человеческого гриппов. В результате возник вирус, способный передаваться от свиней к человеку и от человека к человеку, и очень быстро распространившийся из Мексики по всему миру. Возможно, прежде чем произошло первое заражение человека, вирус циркулировал в популяции домашних свиней. Трудно сказать какова была продолжительность этого периода, поскольку никто не ведет систематического мониторинга вирусных заболеваний животных .
Быстрая эволюция вирусов осуществляется двумя основными путями. Первый механизм фенотипической изменчивости вирусов - несомненно, спонтанные мутации: размножаясь, вирусы производят очень широкий спектр генетически различного потомства. Соответственно, чем выше генетическая изменчивость, тем больше у вирусов шансов приобретения и закрепления мутации. Однако ненаследуемые изменения можно также получать, выращивая вирусы в определенном хозяине (модификации, вызываемые хозяином).
Вирусы обладают уникальной способностью встраивать участки генома других вирусов в свой геном. Такая возможность возникает, когда один организм инфицирован сразу двумя штаммами вируса или даже двумя совершенно разными вирусами. Человек, заразившийся обычным человеческим гриппом и птичьим, сыграл роль живого инкубатора, в котором возник штамм птичьего гриппа H5N1. Постоянные перемещение животных и людей по всему миру увеличивает шансы того, что в организме одного хозяина встретятся несколько генетически различных вирусов, которые теоретически могут обменяться участками геномов, что приведет к созданию абсолютно нового вируса гриппа.
Тем не менее, микробиологами получены данные, способствующие определению алгоритма, по которому можно будет предсказывать генетические изменения вируса гриппа. Установлено, что мутационный механизм, в котором доминируют случайные процессы, проявляет определенные закономерности: мутации возникают в соответствии с эпистатиче- скими связями, то есть случайное появление мутации на одном участке ДНК неизбежно влечет за собой мутацию на другом. Определение «алгоритма» эволюции вирусов позволит заблаговременно разработать необходимые вакцины и предотвратить соответствующие эпидемии
Эпидемиологические службы всех стран пристально следят за самыми незначительными вспышками новых инфекций, чтобы иметь возможность вовремя принять меры и не допустить эпидемий и пандемий новых опасных заболеваний.
Ю. В. Осьмак, Б. И. Бортник
Уральский государственный экономический университет (Екатеринбург)
Конкурентоспособность территорий. Материалы XV Всероссийского форума молодых ученых с международным участием в рамках III Евразийского экономического форума молодежи «Диалог цивилизаций «ПУТЬ НАВСТРЕЧУ» Часть 3. Направления: 3. Человек в современном мире, 5. Экологизация экономического развития, 16. Формирование современной системы туриндустрии и гостиничного бизнеса, Екатеринбург Издательство Уральского государственного экономического университета 2012
Количество показов: 1386