Молекулярные биологи из Гарварда представили первые результаты анализа генома того штамма Эболы, который является причиной текущих вспышек этой болезни в Сьерра-Лионе, Гвинее и Либерии. Сравнив его структуру с ДНК 99 предыдущих версий вируса, ученые обнаружили, что текущий заметно отличается от них и содержит в себе около 300 мутаций, позволяющих более эффективно заражать человека.
Кроме того, как выяснили авторы статьи, опубликованной в журнале Science, источником этой версии вируса был один человек, от которого инфекция распространялась по цепочке на протяжении нескольких месяцев.«Нас ожидает еще много ожесточенных научных битв, мы уже потеряли много друзей и коллег, таких как один из ведущих авторов статьи, доктор Хумарр Хан. Немедленно открывая доступ к данным для всех ученых мира, демонстрируя открытость и готовность к сотрудничеству, мы надеемся почтить память нашего погибшего коллеги и его вклад в это открытие. Мы все вместе, все человечество в целом, участвуем в сражении (с Эболой)», — рассказывает глава группы вирусологов Пардис Сабети из Гарвардского университета.
Сабети и ее коллеги начали работу над расшифровкой новой разновидности Эболы еще в начале февраля этого года, когда врачи и эпидемиологические службы в приэкваториальных государствах Западной Африки начали говорить о начале эпидемии геморрагической лихорадки. Августин Гоба, сотрудник правительственного госпиталя в городе Кенема (Сьерра-Лионе) и соавтор статьи, один из первых обнаружил, что причиной этих вспышек является Эбола. Когда Гоба выделил чистые образцы вируса из тканей погибших и болеющих людей, он отправил их в лабораторию Сабети в Гарварде.
«Мы наладили систему наблюдения за Эболой задолго до того, как болезнь начала распространяться по Сьерра-Леоне. Более того, мы смогли проверить образцы, собранные еще в январе этого года и в последующие месяцы на предмет присутствия вируса в них. Это стало возможным благодаря десятилетиям борьбы и мониторинга за другой смертельно опасной болезнью — лихорадкой Ласса. Таким образом нам удалось зафиксировать случаи заражения и проследить за движением Эболы по стране почти с того момента, как вирус проник в Сьерра-Леоне», — добавил Гоба, чьи слова приводит пресс-служба Гарварда.
Августин Гоба в государственном госпитале в Кенеме, Сьерра-Лионе. Фото: Stephen Gire
Благодаря усилиям Гобы и нескольких десятков других соавторов статьи, ученым удалось набрать огромное количество образцов вируса из разных частей Сьерра-Леоне, быстро расшифровать их геномы и сравнить их с устройством ДНК предыдущих версий вируса, вызывавших эпидемии в прошлые десятилетия. В общей сложности вирусологам удалось собрать образцы крови и тканей у 78 больных из разных уголков страны и успешно переправить их за океан. Медики, эпидемиологи, молекулярные вирусологи и другие ученые заплатили страшную цену за эти сведения — пять авторов статьи, включая Хана, так и не увидели ее публикации в Science, скончавшись от лихорадки в мае, июне и июле.
Эти образцы вирусов были расшифрованы при помощи методик «глубокого секвенирования» — новых способов прочтения генома, при применении которых цепочки одиночных букв ДНК, так называемых нуклеотидов, прочитываются по две тысячи раз. Столь тщательное считывание исключает возможность того, что в виртуальной копии ДНК появятся фантомные мутации и ошибки, возникающие из-за несовершенства оборудования.
Расшифровав геномы всех 78 культур вируса, Сабети и сотрудники ее лаборатории сравнили их с ДНК других штаммов Эболы, вспышки которой происходили на территории Африки в последние 50 лет. Это помогло ученым определить родину текущей версии вируса, найти его отличительные черты и понять, как он распространялся.
Оказалось, что текущий подвид патогена относится к так называемой заирской разновидности эболавируса (всего существует пять подвидов вируса, что затрудняет их идентификацию и лечение болезни). Это стало большой неожиданностью для авторов статьи — данный подвид Эболы ранее встречался только в Центральной Африке и никогда не проникал так далеко на запад, к побережью Гвинейского залива. Судя по большому числу общих мутаций во всех 78 геномах, расшифрованных группой Сабети, все они происходят от одного прародителя, наиболее близкого с генетической точки зрения к тем штаммам вируса, которые встречаются сегодня в крови животных в бассейне реки Конго.
Данный факт говорит об одной простой вещи — прародители современного вируса покинули свою «родину» относительно недавно и приблизились к границам Либерии или Гвинеи, двигаясь через цепочку зараженных им животных. Как полагают исследователи, это были летучие мыши, чей ареал обитания покрывает и Конго, и Гвинею. Где-то в начале года их подхватил один человек, от которого Эбола передалась нескольким другим людям и начала распространяться среди жителей западноафриканских стран.
Лаборатория лихорадки Ласса в госпитале Кенемы, Сьерра-Лионе. Фото: Stephen Gire
В общей сложности Сабети и ее коллегам удалось выделить 395 мутаций, являющихся уникальными для западноафриканской разновидности Эболы. Свыше 340 из них являются общими для всех образцов вируса, собранных в Сьерра-Леоне, а около 50 мутаций возникли уже после проникновения Эболы в Западную Африку, что привело к развитию трех новых линий Ebolavirus.
«Мы пока не знаем, какие из этих мутаций связаны с масштабами и остротой текущей эпидемии. Мы надеемся, что поиск ответов на эти вопросы ускорится благодаря тому, что мы предоставили доступ к геномным данным всему сообществу ученых», — поясняет другой автор статьи Стивен Гайр из Гарварда.
Как отмечала Сабети, беспрецедентность текущей эпидемии Эболы заставила сотрудников ее лаборатории и других соавторов статьи пойти на смелый шаг — обнародование данных геномного анализа еще до публикации статьи. Научный «краудсорсинг», как надеются молекулярные биологи, позволит остановить эпидемию и найти новые способы борьбы с вирусом.
Тем временем Эбола расширяет свои границы — в воскресенье Министерство здравоохранения Демократической республики Конго рассказало о двух случаях заражения Эболой в пограничной деревне Иканамонго. Ночью со вторника на среду Всемирная организация здравоохранения сообщила о смерти 13 из 24 жителей, которые заразились на протяжении последнего месяца болезнью, по симптомам напоминающей Эболу.
Эксперты ВОЗ считают, что эти вспышки лихорадки не связаны с западноафриканской эпидемией, однако пока они не собрали достаточно данных для однозначного заявления о наличии второго очага Эболы в регионе. По последней информации, опубликованной организацией 22 августа, от болезни погибло 1425 человек на территории Либерии, Гвинеи и Сьерра-Леоне и около 2600 больных еще продолжают бороться с лихорадкой, в том числе несколько докторов и ученых.