Вирусы наших мышей

У российских летучих мышей отыскали коронавирусы — эта новость может показаться пугающей, ведь новый коронавирус и пандемию COVID-19 мы получили именно от летучих мышей, обитающих в Китае. Редакция N + 1 рассказывает, какие именно вирусы отыскались у наших рукокрылых и есть ли поводы их бояться.

Большинство ученых не сомневаются, что предков SARS-CoV-2 следует искать среди вирусов диких животных. Судя по всему, эволюционные предшественники нового коронавируса циркулировали в популяциях летучих мышей. В пользу этой версии говорит тот факт, что ближайшим известным родственником SARS-CoV-2 является коронавирус RaTG13, найденный у азиатских подковоносов (Rhinolophus affinis) еще в 2013 году. Геномы двух этих вирусов совпадают на 96 процентов (однако RaTG13 вовсе не обязательно приходится прямым предком SARS-CoV-2). Как именно новый коронавирус научился заражать человека, пока неясно. Возможно, предшественник SARS-CoV-2 передался людям не напрямую от летучих мышей, а через какого-то промежуточного хозяина — например, при приготовлении и употреблении в пищу мяса дикого животного (согласно популярной гипотезе, это был панголин, однако сейчас многие специалисты в этом сомневаются).

Некоторых людей эта гипотеза не устроила и они обратились к конспирологическим версиям. Однако специалистам давно известно, что рукокрылые являются источником целого ряда зоонозов — болезней, передающихся от животных к людям. Например, два других коронавируса, вызвавших в XXI веке серьезные эпидемии — атипичной пневмонии (SARS-CoV) и ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV) — также, скорее всего, потомки вирусов летучих мышей. Как и SARS-CoV-2, людям они, судя по всему, передались не напрямую, а через промежуточных хозяев: в первом случае ими были гималайские циветы (Paguma larvata), которых в Восточной Азии ловят, держат в неволе и едят, а во втором — одногорбые Хендра (Camelus dromedarius).

Мы обязаны летучим мышам и крыланам не только коронавирусными инфекциями, но и вирусами Эбола, Нипах, Хендра и рядом других. Пути их передачи от рукокрылых людям могут быть различными. Например, лиссавирусы (к их числу относится и широко известный вирус классического бешенства — RABV), проникают в человеческий организм через укусы зараженных особей. Другие инфекции распространяются через слюну, помет или мочу. Так, вирус Нипах впервые «перепрыгнул» на азиатских фермеров со свиней, которые, в свою очередь получили инфекцию через экскременты и мочу летучих лисиц (Pteropus), а также объеденные ими и упавшие на землю плоды. Подхватить Нипах можно и без посредников, съев плохо промытый фрукт со следами слюны или мочи этих млекопитающих. Другие «рукокрылые вирусы» люди получают вместе с укусом комара или — классика — попросту отведав мяса крылана или летучей мыши.

Следует, впрочем, отметить, что это редкие события. Так, с 1994 по 2020 подтверждено всего около 50 случаев передачи вируса Хендра от крыланов к лошадям, в результате чего погибли около ста животных (с лошадей на людей возбудитель этой инфекции перескакивал на порядок реже, а напрямую от крыланов человеку не передавался ни разу). Нипах заражает людей чаще: известно около 300 случаев его передачи от животных человеку. Однако все они происходили в Южной и Юго-Восточной Азии, где часто нарушаются элементарные санитарные нормы — например, сельскохозяйственные животные могут контактировать с дикими, а ухаживающие за ними люди не соблюдают мер гигиены.

Живые котлы с инфекциями

Вообще, среди вирусов рукокрылых не так уж и много возбудителей опасных для человека болезней. По оценке исследователей, в общей сложности в организмах этих млекопитающих присутствуют вирусы из 28 семейств (еще шесть лет назад было известно лишь о 23, так что с новыми открытиями эта цифра, несомненно, увеличится), из которых лишь небольшой процент способен поражать людей. При этом самим летучим мышам, за редкими исключениями, они вредят намного меньше, чем другим млекопитающим: например, смертность от лиссавирусов у рукокрылых невелика по сравнению с представителями других отрядов.

Ученые предполагают, что устойчивость рукокрылых к вирусам напрямую связана с их образом жизни. Самки этих млекопитающих за раз могут выносить лишь одного-двух детенышей — в противном случае они бы не могли летать во время беременности. Чтобы компенсировать ограниченную плодовитость, летучие мыши и крыланы приобрели рекордное по меркам небольших млекопитающих долголетие: некоторые их виды живут до тридцати и даже сорока лет. Одной из адаптаций, обеспечивающих высокую продолжительность жизни рукокрылых, является уникальная для млекопитающих иммунная система, настроенная на доминирование интерферонового пути. Она обеспечивает защиту от злокачественных опухолей, а также подавляет размножение вирусов и позволяет держать под контролем воспаления, включая те, что вызваны инфекциями. Другой фактор, который, возможно, заставил этих млекопитающих усилить защиту от вирусов, — характерная для ряда видов привычка к жизни колониями из сотен и тысяч особей. Такие скопления, как известно, прекрасно подходят для распространения инфекций.

Поскольку летучие мыши и крыланы относительно редко умирают от вирусных инфекций и живут большими группами, они представляют собой благоприятную среду для эволюции вирусов. В теории это может объяснять, почему вирусов у летучих мышей так много: колонии становятся чем-то вроде эволюционных котлов, где быстро развиваются все новые виды вирусов, часть из которых время от времени «выплескивается» на людей.

Эта красивая картина, впрочем, все хуже согласуется с фактами. Судя по всему, большое число вирусов, обнаруженных у рукокрылых, отчасти объясняется тем, что именно у этого отряда млекопитающих их особенно часто искали. По словам Ильи Артюшина, научного сотрудника кафедры зоологии позвоночных биофака МГУ, после эпидемии SARS и вспышек лихорадки Эболы в начале XXI века исследования вирусов летучих мышей и крыланов стали очень популярной темой. При этом виромы многих других систематических групп млекопитающих, например, насекомоядных, хищных или китообразных, остаются слабо изученными.

В этом апреле ученые увязали видовое разнообразие разных групп позвоночных с количеством потенциальных зоонозов, которые они могут передать людям. Согласно их выводам, чем больше в группе видов, тем разнообразнее ее вирусы — и, естественно, тем выше риск, что какие-то из них смогут заразить человека. В мире больше 1400 видов летучих мышей и крыланов — из млекопитающих разнообразнее на нашей планете только грызуны. Неудивительно, что они являются носителями многочисленных вирусов, многие из которых хост-специфичны, то есть заражают единственный вид.

Охотники за вирусами

Хотя мрачная слава рукокрылых как носителей множества смертельных вирусов в значительной степени является результатом перекоса в исследованиях, изучать их виромы необходимо. Это позволяет понять, как вирусные инфекции циркулируют в популяциях — например, как их распространение зависит от плотности колоний или миграций отдельных особей. Кроме того, данные о неопасных для человека вирусах рукокрылых могут послужить для борьбы с опасными. Отличный пример такого рода — коронавирусы: у летучих мышей и крыланов известно много коронавирусов, подавляющее большинство из которых не способны заразить человека. При этом информация о них может быть чрезвычайно полезной для производства тест-систем и вакцин, направленных на выявление и профилактику SARS-CoV-2 или MERS-CoV.

Вирусы рукокрылых изучают по всему миру, но особенно интенсивно — в нескольких «горячих точках», таких как Западная Африка и Юго-Восточная Азия. Здесь видовое разнообразие этих млекопитающих (а значит, и их вирусных инфекций), особенно велико. В некоторых местах можно встретить сразу несколько десятков разных видов рукокрылых. Кроме того, здесь высокая плотность населения, идет активное разрушение природных экосистем человеком — например, вырубка лесов под сельхозугодья, вынуждающая летучих мышей и крыланов селиться и искать корм рядом с людьми — и процветает традиция употреблять в пищу мясо диких животных. Все это облегчает циркуляцию вирусов между рукокрылыми и человеком. Кроме того, в тропиках Африки и Азии инфекции рукокрылых уже перескакивали на людей: отсюда родом уже упомянутые Эбола, Нипах, SARS-CoV и SARS-CoV-2.

В России исследованиями инфекций летучих мышей (крыланы в наших широтах не встречаются) занимается лишь несколько научных групп. О том, насколько мало изучены инфекции российских летучих мышей, можно судить по следующей цифре. В международной базе данных DBatVir (Database of bat-associated viruses) содержится более трех тысяч последовательностей вирусов из разнообразных семейств, открытых в Китае. А нуклеотидных последовательностей вирусов летучих мышей из России — всего семь.

То, что вирусы российских рукокрылых привлекают не слишком много внимания исследователей, объяснимо. У нас летучих мышей на порядок меньше, чем в тропиках (например, в средней полосе России регулярно встречается всего около десятка видов), а их инфекции до сих пор не доставляли людям серьезных неприятностей. Как отмечает Артюшин в разговоре с N + 1, за всю историю наблюдений в нашей стране отмечено всего около десяти случаев передачи вирусов летучих мышей человеку. Всякий раз это были лиссавирусы — возбудители бешенства.

Тем не менее, аргументы в пользу исследований инфекций рукокрылых, которые мы приводили выше, актуальны и для России — особенно если учесть, что мы вообще очень мало знаем о наших летучих мышах, например, об их миграциях. Хуже всего изучены регионы нашей страны, где разнообразие этой группы максимально. Это Дальний Восток и Кавказ, места встречи фаун умеренных и субтропических природных зон.

Истина в фекалиях

Пять лет назад команда специалистов из ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, которой сейчас руководит Анна Сперанская, запустила первый масштабный проект по изучению широкого спектра вирусов российских рукокрылых. Вот уже несколько лет группа собирает данные в Москве и Московской области, Воронежской и Волгоградской областях и в Краснодарском крае.

Ученые ловят летучих мышей разных видов по ночам, берут у них образцы ДНК из ротовой полости с помощью напоминающей крошечный ершик цитощетки и для дополнительного анализа вырезают небольшой кусочек из перепонки крыла (эта процедура почти безболезненна, а крыло быстро зарастает). Поcле процедур животных отпускают: специалисты по рукокрылым стараются бережно относиться к своим подопечным, ведь они медленно размножаются, а многие виды стали редкими и занесены в региональные и федеральную Красные книги. Для сравнения, при изучении инфекций мелких наземных грызунов исследователи нередко убивают их десятками и сотнями: считается, что на общей численности широко распространенных видов это не сказывается.

Для выявления вирусов специалисты используют помет, который выделяет испуганный зверек, оказавшись в руках человека. Экскременты помещают в пробирки с транспортным раствором, забирают в лабораторию и до начала экспериментов хранят в замороженном виде при температуре минус 70 градусов. Потом из раствора выделяют РНК, проводят обратную транскрипцию и с помощью готовых праймеров, специфичных к ряду семейств и родов вирусов, увеличивают количество генетического материала за счет полимеразной цепной реакции. Затем наступает очередь амплификации, секвенирования и анализа данных.

Из фекалий можно выделить далеко не все вирусы, которые заражают рукокрылых, ведь не все они локализуются в пищеварительной системе. Однако исследователям особенно интересны возбудители инфекций, которые теоретически могут передаться человеку в результате контакта с экскрементами или мочой рукокрылых — например, при уборке чердака, где располагалась их зимовочная колония. К ним относятся и коронавирусы: они чаще всего локализуются в дыхательной и пищеварительной системе рукокрылых и хорошо выделяются из фекалий.

Переломный год

До недавнего времени Сперанская и ее коллеги вынуждены были заниматься в основном сбором и хранением замороженных образцов в лаборатории, а не полноценным анализом — на это просто не было денег. За несколько лет работы команде удалось собрать солидную коллекцию из более чем 550 пробирок.

По словам руководительницы группы, их проект на протяжении нескольких лет не считался важным с практической точки зрения. Специалисты не сомневались, что в собранных образцах будут найдены какие-то вирусы — однако вопрос об их родственных связях и распространенности казался не слишком актуальным.

Все изменилось в 2020 году. Пандемия SARS-CoV-2 привлекла всеобщее внимание к вирусам рукокрылых — в первую очередь коронавирусам. В начале апреля, в разгар первой волны пандемии, Российский фонд фундаментальных исследований в ускоренном порядке организовал конкурс «Фундаментальные проблемы возникновения и распространения коронавирусных эпидемий». Из 561 поданных заявок фонд поддержал 109, в числе которых был проект группы Сперанской.

Теперь исследователям предстоит проанализировать собранную коллекцию образцов на наличие коронавирусов. На данном этапе речь идет лишь о простом ответе на вопрос «есть или нет». Отсеяв часть образцов, члены команды определят полные геномные последовательности найденных вирусов и установят их родственные связи. Когда именно завершится эта работа, сказать пока невозможно. Однако по прогнозу Анны Сперанской, коллекция может стать источником для 25-30 геномов коронавирусов. Помимо исследований уже собранных образцов, группа планирует новые полевые исследования.

Недавно команда получила первые результаты. Изучив материалы, собранные в 2015 году в Звенигородском районе Московской области, специалисты обнаружили в нескольких из них РНК коронавирусов из родов Alphacoronavirus и Betacoronavirus. Они содержались в фекалиях таких широко распространенных летучих мышей, как ночница Брандта (Myotis brandtii), водяная ночница (M. daubentonii) и лесной нетопырь (Pipistrellus nathusii). У двух нетопырей в фекалиях были отмечены следы сразу обоих родов коронавирусов, а у одной водяной ночницы — двух разных альфакоронавирусов. Кроме того, в некоторых образцах было выявлено присутствие вирусов из семейств Astroviridae, Herpesviridae и Rhabdoviridae. Результаты исследования были опубликованы в сборнике материалов конференции «Молекулярная диагностика и биобезопасность — 2020», которая проходила в Москве в начале октября этого года. Чуть раньше члены команды сообщили, что обнаружили следы коронавируса в одном из образцов фекалий летучих мышей, собранных в Волгоградской области в 2016 году. Выделенный фрагмент вирусной РНК на 99 процентов соответствует вирусу Alphacoronavirus N.las/C/Spain/2007, который был открыт в Испании в 2007 году. Он не приходится близким родственником ни одному из опасных для человека коронавирусов и ни разу не передавался человеку.

Эти данные нельзя назвать сенсационными. Коронавирусы — обширное семейство вирусов, в которое входит более сорока известных науке видов. Они встречаются у многих земноводных, птиц и млекопитающих, включая домашних животных и людей. Рукокрылые не исключение, так что для специалистов не было сюрпризом найти коронавирусы у российских летучих мышей — удивительным, скорее, было бы их отсутствие.

Об обнаруженных у подмосковных летучих мышей коронавирусах известно пока совсем немного, однако нет сомнений, что к SARS-CoV-2 они имеют очень отдаленное отношение. Пока сложно сказать, опасны ли они для человека, но с высокой вероятностью нет. Такой вывод можно сделать из простой статистики: среди нескольких десятков известных коронавирусов лишь три представляют реальную опасность для человека, да и тем для перехода на наш вид, судя по всему, потребовался промежуточный хозяин. Кроме того, хотя коронавирусы у подмосковных (и волгоградских) рукокрылых нашли только сейчас, эти инфекции, несомненно, присутствовали в их популяциях на протяжении долгих лет. При этом они ни разу не становились источником проблем, хотя их рукокрылые хозяева периодически селятся рядом с людьми. Таким образом, открытия группы Сперанской важны с точки зрения науки, но для простого человека оно не меняет ничего. Дополнительных поводов бояться летучих мышей у нас не появилось.

Bats lives matter

Когда в СМИ впервые заговорили о происхождении SARS-CoV-2 от вирусов летучих мышей, некоторые люди ошибочно решили, будто любые рукокрылые — носители множества смертельных для человека инфекций. Репутация этих млекопитающих и раньше оставляла желать лучшего, однако после начала пандемии уровень страха и неприязни к ним заметно увеличился. Кое-где, например, в Индии, Индонезии и на Кубе даже были уничтожены целые колонии. Специалисты по изучению и охране рукокрылых опасаются, что после публикаций о находке коронавирусов у российских летучих мышей подобное начнет происходить и в нашей стране.

Между тем, у жителей России нет реальных причин испытывать страх перед летучими мышами. Как мы уже выяснили, наши виды рукокрылых часто соседствуют с человеком и, будь у них опасные вирусы, мы бы давно об этом узнали. Более того, низкое видовое разнообразие российских летучих мышей, невысокая плотность их населения и отсутствие у россиян привычки употреблять рукокрылых в пищу дополнительно снижают риск передачи их инфекций человеку. С научной точки зрения нам намного логичнее опасаться и избегать мелких грызунов. Они регулярно передают людям возбудителей различных болезней, от чумы до геморрагической лихорадки с почечным синдромом, которой только в 2018 году переболели почти шесть тысяч россиян.

Вместо того, чтобы преследовать и уничтожать летучих мышей, их следует охранять, отмечает Илья Артюшин, который работает с командой Анны Сперанской. По его словам, эти млекопитающие выполняют важнейшие экосистемные услуги и приносят пользу людям, поедая кровососущих насекомых и вредителей сельского хозяйства. Многие из этих неприятных существ активны по ночам, когда охотиться на них могут лишь рукокрылые и немногочисленные ночные птицы, например, козодои и мелкие совы типа сплюшек и сычей.

Летучие мыши обладают гибким поведением, так что в случае вспышки численности какого-то вида вредителей могут переключаться на питание почти исключительно им и совершать кочевки в места с максимальной концентрацией добычи. Лишившись рукокрылых, нам пришлось бы бороться с насекомыми с помощью дополнительных объемов пестицидов, которые опасны для людей на стадиях производства и применения, наносят вред целым экосистемам и к тому же далеко не всегда эффективны. В тропиках летучие мыши и крыланы также распространяют семена и опыляют различные растения, включая важные сельскохозяйственные культуры. Без их участия на азиатских рынках не было бы «короля фруктов» — дуриана (Durio zibethinus), а в Мексике — текилы: голубую агаву (Agave tequilana), из которой она производится, опыляют рукокрылые.

Помимо этого, отказ от истребления летучих мышей и крыланов может снизить риск новых зоонозов, отсечь важный путь миграции вирусов к человеку. Не вторгаясь в места скоплений летучих мышей в пещерах, мы не только поддержим чувствительные к беспокойству популяции, но и с меньшей вероятностью подхватим неизвестную науке инфекцию. А сохранение природных экосистем не вынудит все новые виды рукокрылых переселяться ближе к человеку, неся с собой неизвестные нам вирусы. Именно виды, которые до сих пор жили вдали от людей, с большей вероятностью могут стать источником новых опасных инфекций, в то время как с вирусами тех видов летучих мышей, что давно селятся с нами по соседству, мы мирно уживались на протяжении долгих лет.