Межвидовой барьер. Неизбежное будущее человеческих заболеваний и наше влияние на него - Дэвид Куаммен

После семи лет ничем не выдающейся службы он отправился в увольнительную в Англию, где отучился на курсах здравоохранения, научился пользоваться микроскопом, нашел жену и увез ее с собой в Индию. На этот раз его отправили в маленький госпиталь в Бангалоре. Он стал рассматривать в микроскоп мазки крови солдат, страдающих от лихорадки. Росс вел интеллектуально изолированную жизнь, вдали от научных обществ и коллег-ученых, но в 1892 году с запозданием узнал, что французский врач и микроскопист Альфонс Лаверан, работавший в Алжире, а потом в Риме, обнаружил маленькие паразитические существа (ныне известные как протисты, или простейшие) в крови больных малярией. Эти паразиты, как считал Лаверан, вызывают заболевание. Во время следующего визита в Лондон, заручившись помощью выдающегося наставника, Росс и сам увидел «лаверановы тельца» в крови больных малярией и стал сторонником идей Лаверана.

Лаверан узнал важную истину: малярия вызывается микробами, а не плохим воздухом. Но более масштабный вопрос оставался без ответа: как эти микробы размножаются в человеческом организме и как передаются от одного носителя к другому? Может быть, они переносятся через воду, которую мы пьем, как холера? Или через укусы насекомых?

Открытие цикла жизни малярийных паразитов, важную роль в котором играют комары, принесло Рональду Россу Нобелевскую премию по медицине 1902 г., и оно достаточно знаменито в анналах медицинской истории, чтобы не останавливаться на нем подробно. Это сложная история – и потому, что жизненный цикл паразитов оказался просто невероятно запутанным, и потому, что у Росса, который и сам был весьма сложным человеком, было множество вдохновителей, конкурентов, врагов, неверных идей (не меньше, чем верных) и отвлекающих от дел споров. Впрочем, достаточно будет упомянуть два существенных пункта, которые соединяют его историю с нашей темой – зоонозами. Во-первых, Росс описал цикл жизни малярийных паразитов, которые заражали не людей, а птиц. Птичья малярия отличается от человеческой, но послужила для него великолепной аналогией. Во-вторых, он применил к болезни методы прикладной математики.

24 

Цифры могут быть важным аспектом понимания инфекционных заболеваний. Возьмем, к примеру, корь. На первый взгляд, в ней нет ничего математического. Она вызывается парамиксовирусом и проявляет себя как респираторная инфекция, обычно сопровождающаяся сыпью. Она приходит и уходит. Но эпидемиологи обнаружили, что у вируса кори, как и у других патогенов, есть минимальная критическая численность популяции носителей, и, если популяция ниже этого минимума, он не может существовать сколько угодно в качестве эндемичной, циркулирующей инфекции. Этот параметр называют критической плотностью населения (КПН), и он важен для динамики распространения заболевания. Критическая плотность населения для кори составляет примерно пятьсот тысяч человек. Это число отражает характеристики, специфические для этой болезни: эффективность передачи вируса (контагиозность), вирулентность (измеряемая смертностью) и пожизненный иммунитет после перенесенного заболевания. Любое изолированное сообщество численностью менее полумиллиона человек может периодически переживать вспышки кори, но через сравнительно короткое время вирус вымрет. Почему? Потому что он израсходует свои возможности найти восприимчивых носителей. Практически все взрослые и старшие дети в популяции уже будут обладать иммунитетом после того, как перенесут заболевание, а количество младенцев, рождающихся каждый год, будет недостаточно, чтобы вирус постоянно циркулировал среди населения. Но вот когда популяция превысит порог в пятьсот тысяч, недостатка в уязвимых новорожденных не будет.

Еще один важнейший аспект вируса кори состоит в том, что он не является зоонозным. Если бы он был зоонозным – циркулировал еще и в животных, которые живут недалеко от человеческих поселений или внутри них, – тогда вопрос о критической пороговой плотности вообще бы не стоял. Никакой минимально необходимой численности населения вообще бы не было, потому что вирус всегда был бы где-то рядом, в другом источнике. Но не стоит забывать, что корь, которая не циркулирует в других животных, является близким родственником вирусов, которые в них циркулируют. Корь принадлежит к роду Morbillivirus, к тому же, что чума плотоядных и чума копытных; а в семейство Paramyxoviridae, охватывающее этот род, входят еще вирусы Хендра и Нипах. Хотя корь обычно не передается от людей другим животным, ее эволюционная «родословная» говорит о такой передаче когда-то в прошлом.

Возьмем другой пример: коклюш. Критическая пороговая плотность для него немного отличается от таковой для кори, потому что это другая болезнь, вызываемая микробом с другими характеристиками – контаги-озностью, вирулентностью, периодом заразности и так далее. КПП для коклюша составляет около двухсот тысяч человек. Подобные соображения привели к очень интересным математико-экологическим выкладкам.

Математик Даниил Бернулли, уроженец Голландии и представитель целой семьи математиков, стал, пожалуй, первым, кто применил математический анализ к динамике распространения болезней, причем задолго до того, как микробные теории заболеваний (их была целая куча, а не просто одна «микробная теория») стали общепризнанными. В 1760 г., работая профессором в Базельском университете в Швейцарии, Бернулли опубликовал статью об оспе, в которой оценивал затраты и выгоды от всеобщей иммунизации от этой болезни. Его карьера была долгой и эклектичной; он писал математические работы на множество самых разных тем в физике, астрономии и политической экономике – от движения жидкостей и колебания струн до измерения рисков и идей по поводу страхования. Исследование оспы кажется практически аномалией среди прочих интересов Бернулли, но и в нем рассматривалась идея расчета рисков. Он показал, что если привить всех жителей страны небольшими дозами оспенного материала (тогда еще не было известно, что это вирус, – просто «какая-то заразная штука»), это несет с собой и риски, и выгоды, но выгоды перевешивают риски. Риск состоял в том, что искусственная прививка иногда – хотя и в редких случаях – вела к смертельному случаю заболевания. Чаще, впрочем, прививка приводила к развитию иммунитета. То была индивидуальная выгода от разового действия. Чтобы оценить коллективную выгоду от коллективных действий, Бернулли рассчитал количество жизней, которое будет ежегодно спасено, если оспу полностью искоренить. Его уравнения показали, что результатом массовых прививок будет увеличение продолжительности жизни среднего человека на три года и два месяца.

Ожидаемая продолжительность жизни при рождении в конце XVIII в. не была слишком высокой, и даже три года и два месяца были весьма внушительной цифрой. Но, поскольку реальные последствия оспы не являются средним арифметическим у людей, которые ею заболевают, и людей, которые остаются здоровыми, Бернулли также представил свои результаты в куда более выразительном виде. Среди когорты из 1300 новорожденных, рассчитал он, используя доступные ему статистические таблицы смертности от всех известных причин, 644 доживут по крайней мере до двадцати пяти лет, если в обществе не