Выжили сильнейшие. Во что человека превратили смертельные эпидемии

В начале марта французские ученые сообщили, что туберкулез повлиял на эволюцию человека. Несколько тысяч лет люди постоянно контактировали с возбудителем болезни, и в итоге сегодня наша популяция лучше защищена от смертельной инфекции. Похожим образом нас изменили чума, холера и даже ВИЧ.

Фото из открытых источников / © AFP 2021 / Mohamed el-Shahed

Палочка о двух концах

Скорее всего, первое заражение человека палочкой Коха произошло в палеолите, когда люди освоили огонь. Как предполагают австралийские ученые, дым и пепел костров, особенно внутри пещер, попадал в легкие древних гоминид, вызывая воспаление и ослабляя иммунитет. Туберкулезная микобактерия проникла в человеческий организм, хотя прежде инфекция распространялась только среди животных и не передавалась воздушно-капельным путем.

Тысячелетиями патоген мутировал, лучше приспосабливался к организму хозяина и к концу XIX века убивал уже по несколько миллионов в год. Однако параллельно шел и другой процесс. Во время эпидемий меньше всего шансов избежать туберкулеза и выжить было у носителей мутации P1104A в гене TYK2. Она влияет на активность моноцитов — особых клеток иммунной системы — и делает организм более уязвимым для инфекции. Сегодня благодаря естественному отбору эта вариация в человеческой популяции очень редка.

К таким выводам пришли французские ученые после того, как проанализировали геномы тысячи европейцев времен Античности и Средневековья и сопоставили с данными современных людей. Оказалось, что мутация P1104A раньше достаточно часто встречалась среди жителей Европы. Однако примерно две тысячи лет назад начала постепенно исчезать — именно в это время фиксировали первые массовые заражения туберкулезом. Такую оценку, в частности, дает филогенетический анализ штаммов палочки Коха, выделенной из образцов венгерских мумий XVIII века.

Как подсчитали авторы работы, с распространением инфекции в Европе частота мутации резко уменьшилась — с десяти процентов в бронзовом веке до 2,9 сейчас. Но есть и обратная сторона — у носителей P1104A снижен риск аутоиммунных и воспалительных заболеваний.

Фото из открытых источников / © Иллюстрация РИА Новости . Depositphotos/Fourleaflovers

Современное географическое распространение мутации TYK2P1104A. Как выяснили французские палеогенетики, за последние две тысячи лет — именно с этого времени начинаются массовые заражения туберкулезом — ее частота сократилась с десяти до 2,9 процента.

Чума на оба ваших дома

Другой опасный патоген — чумная палочка Yersinia pestis — судя по всему, сопровождает людей с каменного века. Мутация, превратившая безобидную бактерию, вызывающую небольшие проблемы с пищеварением, в смертоносный микроорганизм, произошла в ее геноме около десяти тысяч лет назад. Она научилась проникать в легкие, стремительно видоизменяться и провоцировать развитие сразу нескольких видов чумы — бубонной, септической и легочной, которую еще называют чумной пневмонией.

Пандемии чумы стали постоянным спутником человечества. По крайней мере, немецкие исследователи выделили смертельный возбудитель из останков древних людей, живших на территории современной Европы около четырех-пяти тысяч лет назад. Ученые предполагают, что он попал туда вместе с кочевниками, которые мигрировали из Центральной Евразии в Восточную Европу.

Затем бактерия вновь "вернулась" в Центральную Евразию. И уже там зародилась самая страшная пандемия в истории человечества — Черная смерть, которая в XIV веке убила почти половину населения Европы.

Фото из открытых источников / CC BY 4.0 / Spyrou, M.A., Keller, M., Tukhbatova, R.I. et al.

Штаммы чумной палочки, выделенные из останков древних жителей Евразии. Геном бактерии, ставшей виновницей средневековой пандемии в Европе, получили из захоронения, обнаруженного в городе Лаишево в Татарстане
Согласно работе исследователей из Университета Южной Каролины (США), люди, пережившие эпидемию средневековой чумы, в среднем были здоровее тех, кто населял Европу до распространения Черной смерти.

К такому выводу палеогенетики пришли, изучив останки более тысячи человек. Часть из них погибла до вспышки чумы в XIV веке, остальные — во время нее или после. Эксперты обращали внимание не только на причины смерти, но на состояние костей и зубов. Оказалось, что пережившие эпидемию и их потомки часто достигали 70-80-летнего возраста и в целом обладали крепким здоровьем.

Прирожденные холерики

Родиной холеры считают долину Ганга. Именно отсюда болезнь разошлась по миру, спровоцировав в XIX веке сразу шесть пандемий, которые унесли несколько миллионов жизней. Даже сегодня от холеры умирает более ста тысяч человек в год.

При этом, как выяснили ученые из Гарвардского университета (США), реже всего болезнь диагностируют у жителей дельты Ганга — индийцев и бангладешцев. Более чем тысячелетний постоянный контакт с возбудителем инфекции спровоцировал изменения в их ДНК, и они фактически неуязвимы для холеры. Прежде всего речь идет о генах, кодирующих калиевые каналы, которые высвобождают хлорид-ионы в кишечнике. Именно нарушения в их работе у зараженных приводят к диарее.

Считается, что первое заражение холерным вибрионом произошло несколько тысяч лет назад в долине Ганга. И благодаря постоянному тысячелетнему контакту с возбудителем холеры у местных жителей сформировалась естественная защита от болезни.

Кроме того, природную защиту жителям долины Ганга обеспечивают участки генома, связанные с врожденным иммунитетом. Несмотря на то что к 15-летнему возрасту примерно половина местных детей подхватывает холерный вибрион, они либо переносят инфекцию легко, либо не заболевают вовсе.

Неожиданная адаптация

Сейчас уже доказано, что один из самых опасных вирусов нашего времени — ВИЧ — зародился в Африке. По одной версии, нулевой пациент заразился, съев мясо шимпанзе из центральной части континента. По другой — вирус попал в организм человека от черных мангобеев из Западной Африки.

Как бы то ни было, но именно у жителей этих мест ученые обнаружили первые признаки зарождающейся естественной защиты. Исследователи изучили образцы крови ВИЧ-пациентов из Конго и обнаружили, что почти четыре процента из них — элитные контроллеры, то есть вирусная нагрузка у них крайне мала, а сама болезнь, хотя они не принимают специальную антиретровирусную терапию, никак себя не проявляет.

Для сравнения: в остальных странах мира этот показатель не превышает одного процента среди всех ВИЧ-инфицированных.

Как отмечают авторы работы, в Африке не распространена мутация CCR5∆32, которую связывают с устойчивостью к ВИЧ. А значит, речь, скорее всего, идет о неизвестных пока изменениях в геноме, которые закрепились в местной популяции. Именно этим и объясняется высокая доля элитных контроллеров. Другая версия, которую исследователи пока не сбрасывают со счетов: менее агрессивный вариант вируса в Конго.