В.Б. Шуваликов, канд. биол. наук, отдел эволюционно-генетических основ систематики Института зоологии Национальной академии наук Украины им. И.И. Шмальгаузена
Глобальные изменения климата обострили множество застарелых проблем человечества и не в последнюю очередь — проблему малярии. В течение ХХ в. неоднократно поднимался вопрос o «новом пришествии малярии» вследствие изменения или возникновения того или иного фактора. Теперь этот вопрос вновь актуален в связи с глобальным потеплением. Прогнозируются расширение ареала обитания комаров-переносчиков, дальнейшее повышение устойчивости плазмодия к современным противома лярийным препаратам и серьезные изменения в географии потен циальных очагов малярии. В большинстве своем эти прогнозы основываются на моделировании реальных процессов [1]. Однако количество допущений при создании моделей столь велико, что конечный информационный продукт нередко входит в противоречие с имеющимися фактами. Так, например, было отмечено, что наиболее популярная модель для определения потенциального ареала малярии в европейской части России не в силах объяснить реальный факт эпидемии этого заболевания в г. Сольвычегодске (61° северной широты) в 30-х годах прошлого века [2].
Поэтому любые прогнозы в отношении распространения малярии являются рискованными, и основные причины этого были определены лишь в ХХ в., несмотря на длительную историю «отношений» человечества с этой болезнью. К примеру, оказалось, что хорошо обжившийся на юге Украины Anopheles atroparvus, обитатель солоноватых водоемов, не имеет зимней диапаузы. В отличие от других видов комаров, которые в зимней спячке укрываются в дуплах или трещинах почвы, Anopheles atroparvus зимует в теплых помещениях и пьет кровь хозяев даже зимой — не ради немедленного продления рода, а для пополнения энергетических ресурсов. Тем самым он осложняет эпидемическую ситуацию, и даже границы опасного малярийного сезона делает весьма относительными.
Анализ исторических данных с высокой степенью достоверности свидетельствует, что именно малярия свела в могилу Александра Македонского и Марка Аврелия, Дюрера и Кромвеля, заставила жителей Эфеса покинуть свой некогда процветающий город. Истории известны и попытки лечения этой болезни. В частности, сохранился средневековый армянский трактат, посвященный избавлению от лихорадки, но до открытия Нового Света и выяснения целебных свойств хинного дерева реальное лечение было невозможным.
Малярия — это огромная проблема для большинства стран тропической Африки, Азии и Южной Америки. В то же время в местностях, где малярия постоянно выступала в качестве мощного фактора отбора достигалось некое хрупкое равновесие: людские популяции постоянно отдавали малярии немалую дань, но выживание все же происходило. Оно достигалось как включением всех защитных механизмов организма человека, так и постепенными сдвигами в генетической структуре популяций.
Нарушение этого хрупкого равновесия обычно приводило к катастрофическим последствиям. Например, в 1930 г. в бразильский город Натал французским военным кораблем был завезен из Дакара африканский малярийный комар Anopheles gambiae. Этот факт был отмечен энтомологами, но власти не усмотрели в нем особого повода для тревоги. Эпидемия, разразившаяся в 1937 г., поразила около 100 тыс. жителей, 12 тыс. из которых погибли. Огромными усилиями Рокфеллеровского фонда эпидемию удалось ликвидировать [3]. Интересно, что решающую роль в драматическом развитии этой эпидемиологической ситуации сыграли две тривиальные особенности Anopheles gambiae: склонность залетать в жилье человека и способность его личинок успешно развиваться в открытых прогреваемых водоемах. Кстати, именно знание этих качеств очень упростило и проблему окончательного уничтожения пришельца. Местные виды комаров также могли переносить малярию, но предпочитали обитать в лесу и не тяготели к жилищам людей, а их личинки для своего развития требовали тенистых укромных водоемов. Все это делало их малоэффективными переносчиками.
Анализ ключевых аспектов бразильской эпидемии показал, насколько опасным может быть контакт цивилизаций с разным комплексом укрепившихся экологических отношений.
К сожалению, человечество в своем развитии упорно игнорирует эту опасность, за что и платит миллионами жизней. Развитие земледелия в тропиках — хоть и современного, с формированием крупных агрокомплексов, постоянно орошаемых плантаций — неизбежно сталкивает массы людей с потенциальными переносчиками — комарами, которые, лишившись природных мест обитания, активно осваивают новые. Это приводит к тому, что, например, зараженность малярийным плазмодием жителей лесных деревень с их архаичной формой хозяйствования оказывается значительно ниже, чем зараженность рабочих на крупных плантациях [4].
Вырубка лесов и различные ирригационные проекты — это, скорее, естественная поступь цивилизации, тогда как наиболее мощный импульс малярия получает в периоды, когда человечество переживает серьезный кризис. Так, во время Второй мировой войны быстро истощились запасы хинина — сотни тысяч солдат, оказавшихся на фронтах Юго-Восточной Азии, нуждались в защите от малярии, но получили ее далеко не все. Серьезные потери в «живой силе» подстегнули разработчиков лекарственных средств, в результате был синтезирован хлорохин, эффективность которого оказалась даже выше, чем хинина. Одновременно значительные усилия были направлены на истребление комаров. Применение нового галогенсодержащего синтетического инсектицида — дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) — дало впечатляющие результаты. Еще никогда и возбудитель, и переносчик не подвергались такому мощному воздействию. Прогресс был настолько велик, что в начале 60-х годов прошлого века Всемирная организация здравоохранения провозгласила, что в Европе с малярией покончено. Впечатляющие результаты были также достигнуты в Шри-Ланке, а в тропических странах Африки и Азии малярию удалось оттеснить в труднодоступные и малонаселенные районы. Однако уже в середине 60-х годов стала проявляться резистентность к хлорохину у наиболее опасного из возбудителей — Plasmodium falciparum1, а вскоре выяснилось, что в местах, где массовыми обработками ДДТ была произведена «зачистка» местности от комаров, появились устойчивые к данному инсектициду расы переносчика, которые постепенно восстановили свою исходную численность.
Это был серьезный удар. В странах средиземноморского бассейна всего за четыре года количество заболевших увеличилось с 18 человек до 1 миллиона! Так возник повод говорить о «втором пришествии» малярии. Многие участники борьбы с малярией пришли к выводу, что для овладения ситуацией необходимо решить множество проблем на популяционно-генетическом уровне. Пришлось смириться с тем, что различение многих рас, штаммов и генетических группировок станет необходимым для дифференцированного воздействия как на возбудителя, так и на переносчика. Насколько серьезные задачи генетического плана стояли перед исследователями комара-переносчика, можно увидеть на следующем примере. Два крупнейших комплекса малярийных комаров — Anopheles maculipennis в Евразии и Anopheles gambiae в Африке — представляют собой группы видов-двойников, то есть таких видов, морфологические отличия которых не позволяли надежно их различать, да и видами их признавать не хотели. Тем не менее у них имелись серьезные биологические различия, которые необходимо было учитывать при оценке эпидемиологической обстановки.
Нелегкой генетической задачей оказалось изучение взаимосвязи и взаимопревращения разных популяций комаров одного вида [5]. Наглядный пример того, как эколого-физиологические особенности внутривидовых группировок могут предопределить успех или неудачу истребительных мероприятий, можно увидеть в Гайяне (Южная Америка), где идет борьба с местным видом комара Anopheles darlingi. Последний обычно является эндофилом и антропофилом — то есть тяготеет к человеческому жилью и проводит много времени внутри помещений. Такие комары легко поддавались истреблению. Однако в некоторых популяциях данного комара присутствовала часть иных — экзофильных и зоофильных — экземпляров. Их истребления достигнуто не было…
Чтобы внести ясность в структуру комплекса комаров Anopheles maculipennis, пришлось провести анализ гигантских политенных хромосом, содержащихся в клетках слюнных желез насекомых, благодаря чему выяснилось, что многие внешне схожие виды отличаются значительными перестройками хромосом и при этом репродуктивно изолированы [6]. Эти работы отечественных ученых стали основой для правильного понимания видовой структуры комплекса малярийных комаров в Евразии. В Африке аналогичная работа с успехом была проведена итальянскими цитогенетиками.
Однако и возможности цитогенетических методов имеют свои пределы: существуют гомосеквентные виды комаров — то есть виды, у которых рисунок политенных хромосом идентичен. И только молекулярный анализ позволил доказать самостоятельность одного из таких видов — Anopheles artemievi [7].
Успешное освоение методов популяционно-генетического анализа и молекулярно-генетических методов группами исследователей из стран СНГ принципиально важно: распад Советского Союза стал катализатором множества негативных социальных процессов, охвативших огромную территорию, и в сфере контроля над малярией страны СНГ оказались отброшенными на многие десятилетия назад. В комплексе факторов, заостривших эпидемическую ситуацию с малярией после распада СССР, можно особо выделить: развал налаженной системы контроля и медицинского обслуживания на периферии СНГ, особенно в республиках Центральной Азии, Кавказа и Закавказья; усиление бесконтрольной миграции населения и хаотичную хозяйственную деятельность, игнорирующую требования противомалярийной безопасности. Немаловажными факторами оказались также трудовая миграция и туризм.
В Украине возникла проблема, связанная с нелегальным транзитом граждан из Юго-Восточной Азии и Африки, пытающихся проникнуть в Европу. В России наибольший вклад в завоз малярии вносят выходцы из Таджикистана и Азербайджана (в 2003 г. — 325 случаев) [8]. Если же оценивать риски, оставаясь в пределах европейского региона, то для Украины принципиальной является ситуация с малярией в Турции. Трехдневная малярия там оттеснена с побережья в горные районы, но за счет миграции населения и туризма всегда существует риск заражения этим заболеванием [12].
Известный ранее на западе термин «аэродромная малярия» на просторах СНГ приобрел иной смысл. Если раньше в парижском аэропорту Орли грузчики страдали от укусов комаров, завезенных из тропических стран, то в Подмосковье прилетевшая из Таджикистана группа цыган стала лагерем недалеко от места прилета, а функции переноса малярии от больных мигрантов успешно взяли на себя местные комары — Anopheles messeae. В Украине при ослаблении контроля такая ситуация наиболее вероятна в местах содержания незаконных мигрантов. Правда, в этом случае реальную опасность представляет лишь Plasmodium vivax2: местные виды комаров пока еще не отмечены в качестве переносчиков Plasmodium falciparum. Впрочем, как уже говорилось выше, на популяционно-генетическом уровне возможны любые изменения…
В геноме малярийного паразита есть механизмы, благодаря которым у него очень быстро формируется резистентность к противомалярийным лекарственным средствам [9]. Важно и то, что изменения генома плазмодия могут иметь последствия более печальные, чем резистентность к одному препарату. Так, например, механизм устойчивости Plasmodium falciparum к пириметамину обычно делает паразита не чувствительным и к комбинированным противомалярийным препаратам, содержащим это действующее вещество (Фансидар, Малоприм) [10]. Растущая интенсивность сотрудничества стран СНГ со странами Африки вынуждает экспертов постоянно вникать в динамичный процесс возникновения устойчивых штаммов плазмодия и менять комбинации препаратов, предназначенных для профилактики или лечения. Сейчас редко используют хлорохин в виде монотерапии. Обычно проводят комбинированное лечение: хлорохин + пириметамин + сульфадоксин, хинин + тетрациклин (при отсутствии резистентности к хинину) и др. [11].
Сегодня мы живем в условиях огромного генетического разнообразия возбудителей малярии и их переносчиков. Необходимость преодолевать их резистентность вынуждает творчески и нешаблонно вырабатывать стратегию борьбы с малярией, осваивая обширные пласты информации из смежных с медициной областей. Время универсальных и простых решений уже прошло.
Литература