Вирус ветряной оспы имеет увлекательную эволюционную историю: как он влияет на нас сегодня?

В то время как многие болезни, такие как Эбола и грипп, происходят от вирусов, которые относительно недавно совершили «прыжок» от животных к человеку, другие болезнетворные патогены присутствовали у людей на протяжении всей эволюции.  

В июле 2021 года в презентации Центров по контролю и профилактике заболеваний, полученной прессой, отмечалось, что дельта-вариант COVID-19 «так же передается, как ветряная оспа».

Как отмечают некоторые исследователи, сравнение CDC было преувеличением. Согласно различным исследованиям и прогнозам, в среднем человек, инфицированный дельта-штаммом COVID-19, может заразить шесть или семь человек, тогда как человек, инфицированный ветряной оспой, может заразить девять или 10. Тем не менее, оба заболевания очень заразны, хотя вирусы, которые потому что они очень разные, пишет Medical Xpress.

В то время как многие болезни, такие как Эбола и грипп, происходят от вирусов, которые относительно недавно совершили «прыжок» от животных к человеку, другие болезнетворные патогены присутствовали у людей на протяжении всей эволюции. Вирус, который вызывает ветряную оспу является одним из них, сосуществуя с человеческой эволюционной линией для миллионов лет.

Я микробиолог, интересующийся патогенами и болезнями, которые они вызывают. Ветряная оспа - это детская болезнь, и еще пару десятилетий назад ею болели почти все дети в Соединенных Штатах. Кампания вакцины, которая началась в 1990 - е годы сделал заболевание редко встречается у детей в США, но вирус сохраняется в организме и могут появляться в непривитых взрослых лет спустя, как опоясывающий лишай. Способность вируса выполнять этот трюк с исчезновением и повторным появлением может быть ключом к его долгой эволюционной истории .

Ветряную оспу и опоясывающий лишай вызывает один и тот же вирус

Я болезненно осознала вирус, вызывающий ветряную оспу, несколько лет назад, когда мой муж заболел опоясывающим лишаем вскоре после того, как начал напряженную работу. Хронический стресс является одним из триггеров реактивации «спящего» вируса, как и для близкородственных вирусов герпеса.

Известно, что вирус ветряной оспы и опоясывающий лишай, вызывающий ветряную оспу и опоясывающий лишай, поражает только людей. «Ветряная оспа» означает «небольшая оспа» или небольшая оспа, потому что оба заболевания вызывают кожные волдыри.

Опоясывающий лишай известен в медицине как опоясывающий лишай. На греческом и латинском языках соответственно, имея в виду типичное расположение волдырей на туловище во время вспышек опоясывающего лишая.

Ветряная оспа - это в первую очередь детская болезнь

Ветряная оспа передается через дыхательные пути, и дети заразны за несколько дней до появления симптомов . В волдырях также содержатся живые вирусы, которые могут передаваться по воздуху и при вдыхании или передаваться при прямом контакте. После вдыхания вирусы ветряной оспы проникают в клетки дыхательных путей, размножаются в лимфатических узлах и распространяются лейкоцитами по всему телу. В конечном итоге они оседают на коже , вызывая характерные для этого заболевания зудящие волдыри.

У здоровых детей ветряная оспа длится около недели и проходит без медицинского вмешательства. Но это может быть более серьезным у подростков, взрослых и людей с ослабленной иммунной системой. Заражение ветряной оспой обычно обеспечивает пожизненный иммунитет к повторному заражению.

Опоясывающий лишай в основном поражает пожилых людей.

Даже после того, как волдыри ветряной оспы исчезли, вируса ветряной оспы нет. Вирусы перемещаются к кластерам нервных корешков, расположенных вдоль спинного мозга. Там вирусы устанавливают стойкое состояние покоя в ядрах нервных клеток.

В течение жизни человека вирусы могут реактивироваться, но обычно иммунная система устраняет активные вирусы до того, как они могут проявиться в виде опоясывающего лишая. Однако по мере того, как иммунная система ослабевает с возрастом, или в результате болезни или стресса, реактивированные вирусы могут перемещаться по нервам и снова извергаться в виде болезненных волдырей. Обычно поражается только один кластер нервных корешков, и волдыри появляются в области кожи, снабжаемой этими нервами. Это приводит к классическому внешнему виду , напоминающему пояс, хотя волдыри могут локализоваться на других участках кожи.

Хотя опоясывающий лишай может развиться даже у детей, риск этого и серьезность заболевания резко возрастают после 50 лет. По оценкам CDC, каждый третий человек в США будет болеть опоясывающим лишаем в какой-то момент своей жизни. У здоровых взрослых вспышка опоясывающего лишая обычно длится от семи до 10 дней; однако примерно у 15% больных опоясывающим лишаем развивается стойкая, часто изнурительная неврологическая боль, называемая постгерпетической невралгией , которая может длиться месяцами или даже годами.

Ветряная оспа имеет долгую и медленную эволюционную историю.

В отличие от вирусов COVID-19 и вирусов гриппа, геномы которых состоят из одноцепочечной РНК , геном ветряной оспы представляет собой двухцепочечную ДНК. Это делает его геном более стабильным и более точным, чем геномы одноцепочечной РНК .

Хотя эксперты расходятся во мнениях относительно точной скорости , при которой ветряной оспы аккумулирует генетические изменения, называемые мутациями, обоснованную оценку его скорости эволюции является одна новая мутация каждые 200 до 400 лет. Эта частота отличается, например, от гриппа, геном РНК которого копируется так небрежно, что, согласно моим расчетам, основанным на опубликованных здесь данных, ежегодно накапливается около 40 новых мутаций .

Ветряная оспа является членом большой группы вирусов Herpesviridae, которые поражают млекопитающих, птиц и рептилий. Хотя в далеком прошлом имели место некоторые « скачки» между хостами , эти вирусы, как правило, заражают только определенных хостов. Таким образом, ученые могут сделать вывод об эволюционной истории вирусов, глядя на известные эволюционные отношения их хозяев.

Такой анализ показывает, что вирусы, которые в конечном итоге привели к ветряной оспе и ее родственникам, существовали 200 миллионов лет назад в триасовый/юрский период - эпоху динозавров! Ближайший из существующих родственников ветряной оспы поражает старых обезьян. Линии эволюции, которые привели к человеку и обезьянам старого мира, разделились 23 миллиона лет назад; Таким образом, наше сожительство с ветряной оспой и опоясывающим лишаем уходит корнями в прошлое.

Недавний анализ ДНК штаммов ветряной оспы, в настоящее время инфицирующих людей, несколько усложняет эту историю. Данные показывают, что вирус накапливает мутации быстрее, чем это соответствует его эволюционной истории, и что предок нынешних штаммов появился только около 8000 лет назад. Такие расхождения между краткосрочными и долгосрочными темпами эволюции проявлялись в многочисленных аналогичных исследованиях , и в настоящее время ученые анализируют, почему это так.

Способность войти в латентное состояние, возможно, дала преимущество в выживаемости при ветряной оспе. Древние охотники-собиратели жили небольшими группами, где вспышка ветряной оспы могла заразить все население. Достоверная теория, предложенная Чарльзом Гроузом, педиатром-инфекционистом из Университета Айовы, утверждает, что, поскольку ветряная оспа вызывает пожизненный иммунитет, выжившие не могут быть повторно инфицированы. А без новых хозяев вирус вымрет. Однако, сохраняясь в течение многих лет у выживших в латентном состоянии, ветряная оспа может снова появиться после рождения нового поколения детей. Поскольку волдыри опоясывающего лишая заразны, эти дети заболеют ветряной оспой, и начнется новый цикл.

Вакцины от ветрянки и опоясывающего лишая эффективны

До 1995 года, когда была введена вакцина против ветряной оспы, почти все дети в США заражались ветряной оспой к 10 годам. Хотя обычно легкие, редкие осложнения приводили к более чем 10 000 госпитализаций и 100 смертельным исходам в год.

Двухдозовая вакцина обеспечила более 90% защиты от инфекции. В настоящее время уровень вакцинации школьников приближается к 95%. Предотвращая распространение вируса, этот уровень вакцинации защищает невакцинированных детей за счет коллективного иммунитета.

Вакцина против ветряной оспы представляет собой живой аттенуированный штамм ветряной оспы, который, как и исходный штамм, остается в организме в состоянии покоя. Но штамм вакцины ослаблен для активации, и по данным на 2016 год, у детей, вакцинированных от ветряной оспы, развивается опоясывающий лишай реже, чем у детей, когда ветряная оспа была обычным явлением. Эксперты в области общественного здравоохранения пока не знают, будет ли расти заболеваемость опоясывающим лишаем, полученным с помощью вакцин, по мере того, как вакцинированное население стареет и становится более восприимчивым к болезни.

Shingrix, эффективная белковая вакцина против опоясывающего лишая, доступна с 2017 года. CDC рекомендует всем старше 50 лет пройти вакцинацию от опоясывающего лишая, независимо от того, болели ли они ветряной оспой, опоясывающим лишаем или были вакцинированы Зоставаксом - бывшим опоясывающим лишаем. вакцина, которая оказалась менее эффективной. Shingrix снижает частоту опоясывающего лишая в среднем на 97%, а в случае его возникновения снижает частоту постгерпетической невралгии на 91% .

Для вакцинации требуется две дозы, и до сих пор известно, что она обеспечивает защиту не менее 10 лет. По состоянию на 2018 год 34,5% взрослого населения США в возрасте 60 лет и старше были вакцинированы против опоясывающего лишая, большинство из них - Зоставаксом.

Я считаю, что благодаря наличию эффективных вакцин против ветряной оспы и опоясывающего лишая, страны с высоким уровнем вакцинации в конечном итоге могут избавиться от обеих болезней, вызываемых ветряной оспой и опоясывающим лишаем, что в конечном итоге заставит дуэт ветряной оспы и опоясывающего лишая уйти по пути динозавров.