5 июня 2020, пятница, 19:38
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

16 мая 2020, 15:30

Летучие мыши, вторжение в природу и новые пандемии. Часть 2

Крылан
Крылан
Oren Peles / wikimedia

Социологи питерской Вышки — студенты и преподаватели — ведут наукометрический блог Pandemic Science Maps. В нем публикуются обзоры и подборки литературы и препринтов о коронавирусе и текущей пандемии, а также рекомендуются важные статьи из смежных областей.

Наукометрия обычно упоминается в связи с оценкой цитируемости, но базы Web of Science и Scopus ученые всего мира используют не для этого, а для информационного поиска. По итогам такого поиска строятся карты науки — наглядное отражение того, как устроены исследовательские области, и какие работы в них центральные. Блог Pandemic Science Maps показывает, как устроена наука об эпидемиях в отдельных ее разделах. Редакторы блога — Даниил Александров и Алла Лосева.

 

В первой части обзора мы обсуждали, являются ли летучие мыши, или рукокрылые, «исключительно» активными переносчиками вируса, и как события внешней среды влияют на их способность заражать других животных и людей. Как выяснилось, по большей части рукокрылые опасны только тогда, когда их иммунитет ослаблен из-за стресса. Мы также убедились, что в зависимости от условий внешней среды потенциальные получатели вируса иногда особенно перед ним уязвимы.

Сегодня мы изучим, как вмешательство человека в природу может усугубить новые эпидемии, откуда их ждать, и что делать, чтобы им противостоять.

В последние 40 лет исчезло около трети лесного массива Юго-Восточной Азии. Тропические леса вырубали на древесину, под сельскохозяйственные земли и стихийное расширение городов (Afelt, Frutos, and Devaux 2018). Вместо лесных территорий появляются дома, амбары, огороды, фермы, сады и перелески разной плотности. Иногда по соседству с животноводческой фермой организуют фруктовый сад — это ещё один источник дохода для фермеров, к тому же деревья создают тень.

Оставшийся после вырубки лес называется фрагментированным, то есть разбитым на сравнительно небольшие изолированные участки. Один из типов фрагментации — так называемая перфорация леса.

 
«Перфорированный» лес в Новой Англии, США

 

Леса Верхней Гвинеи в Западной Африке также сократились на треть с 1975 по 2013 год, при том что до 1975 года было потеряно 84% их прежней площади. На месте тропического леса здесь высаживают монокультурные плантации масличной пальмы. Похожим образом вырубаются леса Амазонки под масличную пальму и сахарный тростник. Если ради новых плантаций не рубят лес, то, скорее всего, их организуют на месте ферм, а уже под эти фермы вырубаются лесные массивы.

Вспомним теперь, что генипавирус Нипах, вызывающий у человека опасный энцефалит, так же как и коронавирусы SARS-CoV и SARS-CoV-2, вирус нынешней пандемии, перескочили на человека от животных именно в Азии. Филовирус Эбола, который вызывает геморрагическую лихорадку и в половине случаев летальный исход, распространился на человека в Западной Африке. И переносчиками всех этих вирусов являются летучие мыши. Как показывают исследования, это не просто совпадение. 

 
Фрагментация лесов в Центральной (а, b) и Западной Африке (c, d)


Верхние изображения показывают ситуацию на 2000 год, нижние — на 2014-й. Тёмно-зелёным цветом отмечены нетронутые лесные массивы. Жёлтая окраска на карте обозначает край леса. Оранжевый цвет (особенно заметен на изображении b) соответствует зонам перфорированного леса.

Жёлтыми треугольниками на карте обозначены первые выявленные случаи заражения человека вирусом Эбола, после которых начинались вспышки вируса с 2004 по 2014 годы. Эти первые случаи вызваны передачей вируса от животных человеку, и большинство из них произошло в зонах растущей фрагментации леса. Источник: Rulli et al. (2017).

Когда вырубают лес, среда обитания рукокрылых истощается. Их иммунитет снижается из-за нехватки питания и необходимости подолгу искать еду — а, как мы помним, именно в таком состоянии летучие мыши начинают распространять инфекции. 

Обустроенные человеком зоны внутри и на границе леса привлекают разнообразных летучих мышей. В фруктовых садах и на пальмовых плантациях находят пищу плодоядные крыланы. На свет жилищ слетаются насекомые, которые привлекают насекомоядных летучих мышей, а привыкшие жить в пещерах виды рукокрылых перемещаются в заброшенные дома и амбары (Plowright et al. 2015; Afelt et al. 2018).

Мы обычно думаем, что из-за вырубки лесов некоторые виды животных просто вымирают. Это не всегда так. Рукокрылые, лишённые места обитания и источника пищи, ищут их везде, в том числе рядом с людьми. Разнообразная застройка бывших лесных территорий только способствует разнообразию вирусов в непосредственной близости к человеку.

Представим теперь, как развиваются события на ферме в Юго-Восточной Азии. Пусть там разводят свиней и одновременно выращивают манго, а ветки деревьев нависают прямо над загоном для свиней, чтобы создать дополнительную тень. По ночам голодные крыланы — переносчики вируса — залетают на ферму и поедают плоды. Недоеденные фрукты с оставшимися на них заражёнными слюной и испражнениями падают на землю. На следующий день их доедают свиньи, у которых нет иммунитета к вирусу. Через какое-то время происходит вспышка болезни у свиней, а затем и у контактирующих с ними фермеров. Перед этим часть заражённых поросят уже были проданы в другие регионы страны, где от них заразились другие люди. Это — история первой крупной вспышки вируса Нипах в Малайзии в 1998-99 годах (Pulliam et al. 2012).

Есть и другая версия того, почему именно в те годы вирус Нипах был занесён на фермы. Именно тогда из-за подсечно-огневого способа вырубки леса Юго-Восточную Азию накрыл густой смог. На это наложилась засуха из-за температурной аномалии Эль-Ниньо, и в результате оставшиеся деревья очень мало плодоносили. Поэтому в поисках пропитания на север устремились ранее туда не залетавшие виды крыланов, которые и заразили фруктовые деревья малазийских ферм (Chua, Chua, and Wang 2002). Впоследствии, однако, выяснилось, что случаи заражения наблюдались ещё до установления смога и засухи (Pulliam et al. 2012). Поэтому можно считать, что вирус распространился не от мигрирующих, а от местных крыланов, а Эль-Ниньо усугубило возникающую эпидемию — но вызвала её вырубка лесов и нехватка питания у рукокрылых. 

На рисунке отражены ранее упомянутые пути передачи вируса Нипах:

  1. Крыланы — естественные носители вируса — пьют сок финиковой пальмы и оставляют в нём капли биологических жидкостей.
  2. Сок пальмы продают или оставляют бродить — но не подвергают обеззараживающей тепловой обработке. 
  3. Традиционно, сок пьют в первые несколько часов после сбора. Так или иначе, в среде, насыщенной сахаром, вирус выживает достаточно долго и передаётся человеку.
  4. Крыланы прилетают к плодовым деревьям, расположенным рядом со свинофермой. Они едят фрукты, оставляя на них биологические жидкости.
  5. Недоеденные фрукты падают на землю, где их подбирают и заражаются свиньи и другие животные.
  6. Заразившихся свиней забивают и/или продают.
  7. Человек ест заражённую свинину.
  8. При близком контакте вирус Нипах может передаваться от человека к человеку. (Есть гипотеза, что от человека к человеку передаются не все штаммы вируса. Тем не менее, недавние эпидемии в Бангладеш и Индии показали некоторое число заражений от больных людей. См. Singh et al. 2019.)
 
Пути передачи вируса Нипах



Итак, наиболее важным следствием вырубки лесов становится учащение контактов рукокрылых с домашними животными и людьми.

В случае коронавируса MERS-CoV и вызванной им эпидемии ближневосточного респираторного синдрома, передача вируса человеку впервые произошла не в тропической зоне фрагментированного леса, а при контакте с верблюдами (а верблюды, вероятно, подхватили вирус от гладконосых летучих мышей). Однако вирус также был найден у другого вида мышей, футлярохвостых, которые жили в руинах домов. Инфекцию могли разносить и другие домашние животные, контактировавшие с летучими мышами (Afelt, Frutos, and Devaux 2018).

Где начнутся будущие пандемии?

По-видимому, в Юго-Восточной Азии, где темпы вырубки лесов самые высокие в мире, пригородные территории и дальше будут привлекательны для летучих мышей. При этом в регионе рождается больше всего людей, а санитарные условия остаются плохими. Afelt, Frutos, and Devaux (2018) считают, что именно из-за этого новые инфекционные заболевания, скорее всего, зародятся или возродятся в Азии.

К примеру, у того же вируса Нипах есть пандемический потенциал (Luby 2013). Он способен иногда передаваться от человека к человеку (Paul 2018). Он является РНК-содержащим вирусом (как и коронавирусы), что, в частности, говорит о его способности легко мутировать, адаптируясь к организму носителей. От него ещё нет ни вакцин, ни эффективных противовирусных средств (Sharma et al. 2019). В случае, если вирус адаптируется к передаче между людьми, из-за высокой плотности населения и объёма туристических потоков он может быстро распространиться по миру. 

Другие исследователи говорят не только об Азии. Например, Simons et al. (2014) полагают, что Марбургский вирус может выйти за пределы Африки. Такие же выводы можно сделать и для известных вирусов Эбола в Африке и Хендра в Австралии.

Безусловно, известные нам вирусы — не единственные потенциально опасные для человечества. По разным оценкам, есть от 10 до 500 тысяч ещё не изученных инфекций, которые переносятся млекопитающими в дикой природе и при определённых условиях могут перекинуться на людей (Carlson et al. 2019).

Есть и систематические исследования того, какие территории с наибольшей вероятностью станут родиной новых эпидемий. 

Allen et al. (2017) на основании модели предсказывают, как распределён относительный риск передачи инфекции от животных человеку. Как отмечают исследователи, в предыдущих подобных работах не до конца были разграничены эффекты от того, как человек воздействует на природу, как часто люди контактируют с дикими животными, как часто выявляются произошедшие случаи заражения, а также эффекты от любой комбинации этих факторов. Всё это было объединено в таком факторе, как плотность населения. Поэтому, например, Jones et al. (2008) предсказывают, что вероятность передачи вируса выше в регионах с высоким биоразнообразием и высокой плотностью населения. 

Согласно Allen et al. (2017), риск распространения заболевания от животных выше в тропических лесах с высоким биоразнообразием, где происходят изменения в характере землепользования. Это несколько отличается от прежних предсказаний, поскольку новая модель использует более детальные факторы, а также уточняет способы измерить их значения. При этом авторы отмечают, что связь биоразнообразия и вероятности распространения заболеваний нелинейная, нерегулярная и зависит от контекста.

 
Карта относительного риска передачи инфекции от животных человеку


Жёлтые оттенки отражают самый высокий относительный риск, фиолетовые — самый низкий. Чем ярче оттенок, тем сильнее относительный риск отклоняется от среднего значения в большую и меньшую сторону соответственно.
Предсказанные риски просчитаны (а) без поправки на развитые системы отслеживания заражений; (b) с поправкой на такие системы. Поскольку модель обучена на данных об уже выявленных инфекциях, авторы вводят поправку, с помощью которой сглаживается эффект хорошо развитых исследовательских структур и систем выявления заболеваний. Заметно, что поправка смещает высокие относительные риски от крайне урбанизированных зон Европы и Северной Америки, где выявление инфекций хорошо налажено, к тропическим зонам Азии и Африки.

Недавно вышел препринт (исследование, ещё не прошедшее экспертную оценку), авторы которого включают в подобную предсказательную модель фактор изменения климата (Carlson et al. 2020). Поскольку из-за глобального потепления многие животные меняют ареал обитания, в разных точках земного шара встречаются такие виды, которые раньше никак не могли встретиться. А значит, могут происходить неожиданные передачи вирусов между видами, в том числе человеку. Исследователи находят, что даже если удерживать потепление ниже 2°C за сто лет, число предполагаемых передач вируса не снизится, поскольку ареалы обитания животных будут расширяться. Согласно этой модели, наибольшее число передач вируса будет исходить от летучих мышей.

Тем не менее, несмотря на достаточно детальное понимание механизмов передачи вируса от летучих мышей человеку — а скорее, именно благодаря такому пониманию — учёные не считают возможным точно предсказать начало новой эпидемии. Как мы видели в первой части обзора, вспышка зоонозного заболевания зависит от выполнения целого ряда слабо зависящих друг от друга и маловероятных условий. Шанс, что все эти условия сложатся одновременно, исчезающе мал. Можно считать, что это всегда несчастный случай (Afelt, Frutos, and Devaux 2018).

Но даже если точное время и характер новой вспышки предсказать нельзя, можно говорить о её возрастающей вероятности. В этой связи всё больше публикаций призывают следить не за отдельным видом вирусов, летучих мышей или других животных, а за формированием таких контекстов, где в непосредственной близости к человеку оказываются разнообразные виды диких животных. И это не только печально известный рынок в Ухане и его аналоги в Азии и Африке, но и колоссальные территории вырубленных лесов, выкупленные корпорациями под плантации или отданные под городскую периферию со слабо развитой инфраструктурой.

Как предотвратить эпидемии

Если вернуться к последовательности условий, в результате которых разворачивается эпидемия (Plowright et al. 2015), можно оценить, какие действия могут снизить вероятность передачи вируса от летучих мышей на каждой стадии этого процесса.

Условие 1. Имеются потенциальные заражённые носители вируса

Рукокрылые представляют большую ценность для экосистемы. Насекомоядные летучие мыши поедают комаров и вредителей сельского хозяйства, а крыланы опыляют деревья и распространяют их семена.

Несмотря на это, вполне ожидаемой реакцией населения на начинающуюся эпидемию, связанную с летучими мышами, могут быть убийства животных или требования их массовых отстрелов. Однако на многих примерах подтверждается, что это неэффективная стратегия (не говоря уже о её этической стороне). К примеру, Plowright et al. (2015) не нашли связи между распространённостью вируса Хендра в популяции рукокрылых и плотностью этой популяции. Те же выводы подтвердили Streicker et al. (2012) на примере эпидемии бешенства в Перу.

Это значит, что с убийством даже многих летучих мышей вирус не исчезает. И напротив: отстрелы мышей поднимают их уровень стресса, из-за чего вирус распространяется ещё легче. К тому же мыши могут реагировать на отстрелы взрослых особей большей рождаемостью — а молодые особи, предположительно, лучше разносят вирус (Choisy and Rohani 2006; Plowright et al. 2008; Streicker et al. 2012). 

Carter et al. (2009) делают более общий обзор про различные воздействия на носителей вируса с целью предотвратить или остановить эпидемию. Авторы в первую очередь отмечают слабую изученность этой проблематики. Об отстрелах они говорят как о мере, которая намного более результативна на стадии локально ограниченного заражения, чтобы предотвратить распространение вируса дальше, — и неэффективна и потенциально вредна, когда эпидемия уже развернулась. 

Убийства рукокрылых наносят серьёзный вред экосистеме. При этом распространение эпидемии бесконтрольные отстрелы мышей не останавливают, а только усугубляют.

Условие 2. Носители распространяют вирус

На это напрямую влияет риск стресса, связанного с нарушениями питания. Чтобы этого стресса не возникало, в первую очередь, стоит сохранять естественную среду обитания рукокрылых. Как говорит один из авторов рассмотренной нами карты рисков заражения от животных, 

«Если для предотвращения новой пандемии мы готовы сделать всё, что в наших силах, то мы обязаны прекратить вырубать леса».

Carlos Zambrana-Torrelio, ассоциированный вице-президент по охране дикой природы и здоровью в EcoHealth Alliance
для Truthout

В тех местах, где леса уже пострадали, снизить стресс можно за счёт восстановления экосистемы питания рукокрылых.

Условия 3 и 4. Вирус выживает вне организма носителя, другие животные и люди сталкиваются с ним в достаточном количестве

Чем больше промежуток между выбросом вируса из организма носителя и его попаданием в другой организм, тем меньше у инфекции шансов. К примеру, вирус Хендра, поражающий лошадей, не очень долго сохраняется в открытых конюшнях, но дольше выживает рядом с водопоем и на пастбище (Eby et al. 1999). Поэтому у лошадей не должно быть доступа к таким пастбищам и водоёмам, куда могут залетать крыланы.

Следует всеми доступными способами исключать контакт людей и скота с рукокрылыми и их биологическими жидкостями. В ряде случаев это предполагает инфраструктурные изменения на фермах, плантациях и пастбищах. 

Фермы и пастбища можно отграничивать от зон с плодоносными деревьями и прилегающими к ним водоёмами. К примеру, как только в Малайзии приняли правила, устанавливающие минимальную дистанцию между фруктовыми деревьями и хлевом, случаи заражения людей прекратились (Pulliam et al. 2012). При этом стоит обеспечивать скот достаточным количеством питательных веществ, чтобы у животных не было необходимости искать другие их источники, потенциально заражённые летучими мышами. Кроме того, можно выращивать на фермах фрукты, которые не едят крыланы — это, например, помело.

В других случаях требуется работа с населением и обучение новым практикам гигиены, которые порой противоречат культурным традициям. 

Сравнительно просто обучить фермеров в Азии использовать бамбуковые ограждения-«юбки» на финиковых пальмах, которые не позволяют крыланам подобраться к месту сбора сока и занести в него вирус Нипах. Но с изменением тех практик, которые считаются традиционными, исследователи видят возможные проблемы (Satterfield 2017). Так, по традиции, сок финиковой пальмы пьют свежим, хотя его кипячение или пастеризация могли бы обезвредить вирус Нипах.

Разумеется, передача вируса от летучих мышей человеку возможна и вне контекста сельского хозяйства. Марбургский вирус (один из филовирусов наряду с Эболой) передавался в Африке напрямую людям, которые посещали пещеры, где отдыхают рукокрылые (Bausch et al. 2003; Timen et al. 2009). Так же напрямую или через других диких животных-переносчиков он может передаваться на рынках дикой природы или с поглощением мяса таких животных, что иногда тоже является культурной традицией (Simons et al. 2014; Wong et al. 2019).

В то же время, рынки дикой природы в Африке и Азии очень популярны потому, что для миллионов людей это единственное место, где можно купить еду. Поэтому к закрытию таких рынков нужно подходить с большой осторожностью. С большой вероятностью оно приведёт к тому, что торговля животными перейдёт на чёрные рынки, которые во много раз сложнее контролировать.

Условие 5. Другие животные и люди уязвимы к вирусу

Стандартная мера воздействия на этом этапе — вакцинация. Однако с ней связаны дополнительные социально-экономические обстоятельства, поскольку это также самый дорогостоящий способ предотвратить передачу вируса.

Так, вакцина от вируса Хендра для лошадей тестировалась в Австралии с ноября 2012 года, но активно она внедрялась только в тех районах, где воспринимаемый риск заразиться был особенно высок. В остальных местностях на решение внедрять вакцину сильно влияли такие факторы, как новизна самого процесса и недоверие к нему, отсутствие чётких рекомендаций по вакцинации беременных лошадей и стоимость вакцинации (Middleton et al. 2014).

В других отраслях внедрение вакцины затруднено в принципе. К примеру, свиней вакцинировать обычно невыгодно, так как оборот животных на фермах высокий — поголовье поросят сменяется за шесть месяцев (Simons et al. 2014). Поэтому при обнаружении вируса Нипах на свинофермах эффективной стратегией борьбы с его распространением было убийство всего поголовья. В Малайзии вспышки заболеваний, вызванные вирусом Нипах, привели к убийству более чем миллиона свиней, закрытию 60% свиноферм и потере 36 тыс. рабочих мест, а также потере экспорта, равноценного 120 миллионам американских долларов (Daszak, Cunningham, and Hyatt 2001).

Чтобы такого не повторялось, исследователи рекомендуют отслеживать вирус в свиньях, отправляемых на рынки и скотобойни, а также тщательно наблюдать за случаями энцефалита (проявление инфекции Нипах) у людей, обращающихся ко врачу (Pulliam et al. 2012). Тем не менее, и вакцины, и лекарственные агенты от вируса Нипах уже разрабатываются (Satterfield 2017).


Итак, распространение вируса от летучих мышей людям во многом зависит от социально-экономических обстоятельств в развивающихся странах. 

Носители смертельных и неизученных вирусов, разнообразные виды диких животных оказываются всё ближе к человеку. Это происходит в первую очередь из-за вырубки тропических лесов, за которой стоят цифры экспорта, мультинациональные корпорации и глобальная бедность. Будущие пандемии и глобальная биологическая безопасность зависят не только от просвещения охотников, лесорубов, продавцов и покупателей дичи, не только от работы с сообществами на местах, но и от политических мер по сохранению окружающей среды.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.