Аттенуация
Dec. 18th, 2007 07:00 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
shvarzВ вирусологии/эпидемиологии есть такое понятие - аттенуация. Оно появилось из идеи о том, что вирусу (или любому другому паразиту) не выгодна смерть его хозяина, потому что со смертью хозяина погибает и он сам. Отсюда было заключено, что вирус должен эволюционировать так, чтобы как можно меньше вредить своему хозяину. Такая эволюция и называется аттенуацией. Теория (несколько устаревшая на данный момент) гласила, что все паразитические организмы стремятся к этому оптимуму - где хозяин вообще не испытывает от паразита никакого дискомфорта.
Приведу самый известный пример аттенуации и ко-эволюции хозяина и вируса (его до сих пор можно найти в учебниках). В 1759 году в в Австралию завезли 24 кроликов, которые стали размножаться в геометрической прогрессии и разбредаться по континенту. Спустя два века их число достигло нескольких сотен миллионов.
Распространение кроликов по Австралии (по годам):
Для того, чтобы ограничить их численность, в 1950 году кроликов намеренно заразили вирусом миксомы (родственником оспы), который косил косых направо и налево, вызывая то ли 90%- то ли 99%-смертность. Это продолжалось несколько лет, в результате чего популяция кроликов в Австралии уменьшилась в 10 раз. Однако праздновать успех оказалось рано. Вирус довольно быстро аттенуировался и сегодня убивает всего 40% зараженных кроликов.
Забавно, что понятие аттенуации появилось (и часто до сих пор используется) из-за серьезной ошибки в понимании эволюции вирусов. И дело даже не в том, что большая часть уменьшения смертности кроликов вызвана тем, что эволюционировали кролики, а не вирус (выжили и размножились те, кто был устойчив к вирусу). Дело в том, что с точки зрения эпидемиологии вирусу не важно, насколько долго живет хозяин, а важно сколько новых хозяев он сумеет заразить за то время, пока хозяин не помрет. Казалось бы - одно и то же: чем более аттенуирован вирус, тем дольше хозяин с ним живет, тем больше шансов для вируса распространиться. Однако это не так. Аттенуация вируса влечет за собой снижение количества вируса в организме. Чем сильнее вирус аттенуирован, тем меньше у него шансов на то, чтобы перескочить из одного хозяина в другого, а именно это важно для выживания вируса в популяции хозяев. Поэтому оптимумом для вируса является не полная аттенуация, а некий средний уровень вирулентности, который максимизирует его шансы на распространение.
Что же на самом деле случилось с вирусом миксомы? Он вышел на тот уровень вирулентности, который был оптимален для популяции австралийских кроликов - достаточно высокий, чтобы распространяться при тесном контакте, но достаточно низкий, чтобы пережить зиму, когда кролики не тусуются большими стаями, а сидят по своим норкам. Что интересно, в Австралии сформировались даже разные подвиды этого вируса, отличающиеся степенью аттенуации. В более теплом климате, где зимы короче, а комаров больше (этот вирус может переноситься комарами) вирус более жесток и убивает больше кроликов. В холодном климате вирус более аттенуирован и большая часть кроликов переживает инфекцию, но это позволяет вирусу пережить зиму.
Кролики пораженные миксомой:
Вирусы под микроскопом:
Приведу самый известный пример аттенуации и ко-эволюции хозяина и вируса (его до сих пор можно найти в учебниках). В 1759 году в в Австралию завезли 24 кроликов, которые стали размножаться в геометрической прогрессии и разбредаться по континенту. Спустя два века их число достигло нескольких сотен миллионов.
Распространение кроликов по Австралии (по годам):
Для того, чтобы ограничить их численность, в 1950 году кроликов намеренно заразили вирусом миксомы (родственником оспы), который косил косых направо и налево, вызывая то ли 90%- то ли 99%-смертность. Это продолжалось несколько лет, в результате чего популяция кроликов в Австралии уменьшилась в 10 раз. Однако праздновать успех оказалось рано. Вирус довольно быстро аттенуировался и сегодня убивает всего 40% зараженных кроликов.
Забавно, что понятие аттенуации появилось (и часто до сих пор используется) из-за серьезной ошибки в понимании эволюции вирусов. И дело даже не в том, что большая часть уменьшения смертности кроликов вызвана тем, что эволюционировали кролики, а не вирус (выжили и размножились те, кто был устойчив к вирусу). Дело в том, что с точки зрения эпидемиологии вирусу не важно, насколько долго живет хозяин, а важно сколько новых хозяев он сумеет заразить за то время, пока хозяин не помрет. Казалось бы - одно и то же: чем более аттенуирован вирус, тем дольше хозяин с ним живет, тем больше шансов для вируса распространиться. Однако это не так. Аттенуация вируса влечет за собой снижение количества вируса в организме. Чем сильнее вирус аттенуирован, тем меньше у него шансов на то, чтобы перескочить из одного хозяина в другого, а именно это важно для выживания вируса в популяции хозяев. Поэтому оптимумом для вируса является не полная аттенуация, а некий средний уровень вирулентности, который максимизирует его шансы на распространение.
Что же на самом деле случилось с вирусом миксомы? Он вышел на тот уровень вирулентности, который был оптимален для популяции австралийских кроликов - достаточно высокий, чтобы распространяться при тесном контакте, но достаточно низкий, чтобы пережить зиму, когда кролики не тусуются большими стаями, а сидят по своим норкам. Что интересно, в Австралии сформировались даже разные подвиды этого вируса, отличающиеся степенью аттенуации. В более теплом климате, где зимы короче, а комаров больше (этот вирус может переноситься комарами) вирус более жесток и убивает больше кроликов. В холодном климате вирус более аттенуирован и большая часть кроликов переживает инфекцию, но это позволяет вирусу пережить зиму.
Кролики пораженные миксомой:
Вирусы под микроскопом:
