Ученые из США и Австралии подробно описали этапы, по которым вирус Хендра, вызывающий редкую и иногда смертельно опасную респираторную и неврологическую инфекцию, попадает в человеческую популяцию.
Используя массив данных за несколько десятилетий, исследователи продемонстрировали, как изменение климата и вырубка лесов изменили поведение летучих мышей в Австралии таким образом, что животные стали больше времени проводить в городских и сельскохозяйственных условиях при нехватке пищи, что привело к их сближению с промежуточными хозяевами, которые могут заразить человека. Результаты исследования представлены в статье, опубликованной 16 ноября в журнале Nature. Авторы пишут, что модель, которую они построили на основе полученных данных, теперь может предсказывать будущие вспышки до двух лет вперед, и предлагают несколько предложений о том, как их предотвратить.
"Это просто исключительная работа", - говорит Кара Брук, эколог по заболеваниям из Чикагского университета, не принимавшая участия в исследовании. "Это строгий, количественный пример того, как изменение землепользования влияет на среду обитания диких видов животных и ускоряет зоонозный риск".
Вирус Хендра был обнаружен в 1990-х годах, после того как лошади на ферме в Брисбене начали умирать от загадочной болезни. Двое мужчин также начали страдать от симптомов, похожих на грипп, один из них, коневод, который собственноручно кормил беременную кобылу, когда та заболела, в результате умер. Последующее расследование связало эти смерти с вирусом, позже названным вирусом Хендра в честь пригорода, в котором находилась ферма, и который может быть обнаружен в фекалиях и слюне летучих лисиц (Pteropus spp.). В последующие годы, и особенно после 2003 года, произошло еще несколько вспышек, приведших к гибели сотен лошадей. Семь человек также были инфицированы, и четверо скончались.
Нынешнее исследование стало результатом длительного сотрудничества Райны Плоурайт, эколога по инфекционным заболеваниям из Корнельского университета, и Пегги Эби, эколога дикой природы из Университета Нового Южного Уэльса, которые на протяжении десятилетий изучали летучих лисиц в Австралии. На протяжении многих лет Эби наблюдала за тем, как меняются и ландшафт, и летучие мыши. Большие участки родных эвкалиптовых лесов, в которых эти летучие мыши предпочитают кормиться, и которые цветут круглый год, были уничтожены в результате застройки и сельского хозяйства, а также из-за изменения климата. В свою очередь, летучие мыши были вынуждены адаптироваться, поменяв свой кочевой образ жизни, при котором огромные группы перелетали из леса в лес в поисках цветочного нектара, на тот, при котором меньшие группы кормятся на относительно небольших территориях вблизи ферм и садов в городских районах. Там "легче прокормиться", - объясняет Плоурайт. "Вы живете по соседству с Макдональдсом".
Связь вспышек заболеваний с вырубкой лесов не нова: уничтожение лесной среды обитания было связано с эпидемиями лихорадки Эбола и малярии, а также других заболеваний. Однако точное определение того, когда, где и почему происходит распространение болезней, остается сложной задачей.
В начале 2000-х годов Плоурайт и ее коллеги начали отбирать пробы у большой популяции летучих мышей в окрестностях Брисбена, чтобы выяснить, сколько из них инфицированы вирусом Хендра. "И мы заметили, что вируса обычно было очень мало", - рассказывает она. "Часто мы вообще не могли найти никакого вируса в популяции". Но когда циклон у побережья в 2006 году подорвал кормовую базу летучих мышей, количество животных резко сократилось. Когда Плоурайт взяла пробы крови у тех немногих истощенных особей, которых ей удалось найти, они оказались кишащими вирусом, вероятно, потому что "у них просто не хватает энергии для поддержания иммунного ответа, чтобы держать эти вирусы в узде", - говорит она.
В более ранней работе, опубликованной 30 октября в журнале Ecology Letters, некоторые члены той же группы проанализировали динамику этих процессов на основе трехлетних данных и обнаружили, что вспышки обычно следуют за периодами климатических потрясений, особенно за Эль-Ниньо (колебание температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, оказывающее заметное влияние на климат- прим.пер.), когда животные устраивают новые гнездовья вблизи городских источников пищи. Исследование также связало эти события с увеличением распространения вируса и усилением передачи вируса от летучих мышей к лошадям.
Новое исследование идет дальше, опираясь на данные за 25 лет с 1996 по 2020 год. Среди его выводов - описание того, как с начала 2000-х годов количество убежищ летучих мышей утроилось, в то время как доступные зимние кормовые места обитания сократились на треть в период с 1996 по 2018 год. Часто это означает, что летучие мыши селятся в городских и сельскохозяйственных районах, где они чаще сталкиваются с лошадьми и людьми. Модели исследователей показали, как нехватка пищи обычно следует за событиями Эль-Ниньо, которые, в свою очередь, провоцируют большее количество вспышек в последующие зимы.
В 2018 и 2019 годах в Австралии наблюдался сильный Эль-Ниньо, за которым последовала засуха. В результате исследователи ожидали, что в 2020 году произойдет соответствующий всплеск инфекций, тем более что интенсивный сезон лесных пожаров в том году еще больше сократил доступную для летучих мышей пищу. В мае произошла по крайней мере одна вспышка Хендры, но, как ни удивительно, резкого роста так и не произошло. "Все говорило нам о том, что должно произойти ужасное стечение обстоятельств, связанных с распространением вируса Хендры", - рассказывает Плоурайт. "Так что мы остались в недоумении".
Впоследствии группа обнаружила, что неожиданно массовое цветение эвкалипта зимой 2020 года привлекло до 200 000 летучих мышей в леса, подальше от населенных пунктов. Когда исследователи добавили в свою модель исторические события цветения, "мы были просто ошеломлены", - рассказывает Плоурайт. "Когда бы ни было зимнее цветение, никогда не было случаев распространения". Авторы исследования пришли к выводу, что когда у летучих мышей есть готовые запасы пищи, они избегают городских и сельскохозяйственных районов и распространяют вирус Хендры в меньшей степени, чем в неблагоприятные годы.
"Это чрезвычайно впечатляющая работа", - отметил Аарон Бернштейн, директор Центра климата, здоровья и глобальной окружающей среды при Гарвардской школе общественного здравоохранения, который не принимал участия в исследовании. "Эти ученые, по сути, проследили взаимосвязь между множеством факторов, которые, как мы знаем, могут способствовать возникновению новых инфекций".
Результаты также подсказывают, как ученые могут подойти к снижению этих рисков и минимизации распространения инфекции, что имеет более широкие последствия для других патогенов, попадающих в организм человека от летучих мышей, таких как вирус Нипах, коронавирусы и, возможно, вирус Эбола. Восстанавливая среду обитания животных, представляющих риск распространения инфекции, а в данном случае - высаживая деревья, цветущие зимой, "возможно, мы сможем предотвратить следующую пандемию", - утверждает Плоурайт.
