shvarz: (Default)
shvarz ([personal profile] shvarz) wrote2007-12-18 07:00 pm

Аттенуация

В 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:

[identity profile] lauerz.livejournal.com 2007-12-19 04:17 am (UTC)(link)
Сотни миллионов кроликов, и их невозможно было поймать? Там всей Австралии 7 миллионов кв. км, это значило бы минимум сотня кроликов на один кв. км. (если бы половина всей этой территории не была бы пустыней... в пустыне, предполагаю, кролики не живут, значит получается ~ минимум 200 кроликов на кв.км.) Там же пройти невозможно за этими кроликами. И что же, население их не ест и не ловит на продажу? Удивительно!

[identity profile] terrink.livejournal.com 2007-12-19 04:36 am (UTC)(link)
Ну вы представьте. Сколько можно отловить кроликов из этих двух сотен на кв. километр? Ну десятую часть, ну максимум - треть. Если все бросить и только этим и заниматься всей Австралией ;) - половину. А толку? Они восстанавливают численность очень быстро.
А вирус должен был ликвидировать 90-99%.

[identity profile] shvarz.livejournal.com 2007-12-19 04:45 am (UTC)(link)
Примерно так. Они даже раздумывали о том, чтобы поставить отлов и экспорт кроликов на коммерческую основу, но посчитали и решили, что спрос на крольчатину недостаточно велик. К тому же отлов и отстрел слишком трудоемки, чтобы быть рентабельными - мясо получается слишком дорогое по сравнению с фермерским. В той же Австралии, несмотря на такой избыток диких кроликов, существуют кроличьи фермы.

[identity profile] var-log.livejournal.com 2007-12-19 06:37 am (UTC)(link)
Представьте себе квадратный километр. Это квадрат со стороной в километр. 10 стометровок в длину и ширину. Причем, в отличие от стадиона, отнюдь не ровной поверхности. Покрытой растительностью. Где-то там 200 кроликов. И они не сидят на одном месте в ожидании поимки, а хаотично перемещаются. Иногда находятся в норах.

С точки зрения непосвященного, которому покажут такой «квадрат» с 200-ми кроликами, их там просто нет. Только если случайно выбежит.

Мне вот интересно, а эта оспа больше никого не того?

[identity profile] shvarz.livejournal.com 2007-12-19 06:40 am (UTC)(link)
Вроде бы нет, никого. Ее потому и выбрали - удобное биологическое оружие направленного действия :)

[identity profile] var-log.livejournal.com 2007-12-19 06:41 am (UTC)(link)
Это пока. А как кролики кончатся?

[identity profile] shvarz.livejournal.com 2007-12-19 06:45 am (UTC)(link)
Кролики бесконечны!