Некоторые вирусы, вызывающие у нас болезни, уничтожаются иммунной системой в течение нескольких дней, в то время как другие остаются в нашем организме на всю жизнь и впоследствии вновь проявляются, вызывая новые проблемы. То, как и почему количество вирусов в организме меняется со временем, а также какое влияние эти изменения оказывают на здоровье, только сейчас начинает проясняться.
Группа ученых из Гарвардской медицинской школы недавно в журнале Nature опубликовала результаты крупнейшего на сегодняшний день анализа ДНК вирома человека — совокупности вирусов в организме, генетическим материалом которых является ДНК. Исследователи отслеживали вирусную нагрузку — количество вирусной ДНК — нескольких распространенных вирусов в крови и слюне более 900 000 человек. Они обнаружили значительные различия в вирусной нагрузке у разных людей в зависимости от возраста, пола, образа жизни и других факторов, а также выявили десятки генетических факторов, тесно связанных с вирусной нагрузкой. Авторы пришли к выводу, что генетика играет роль в том, распространяются ли последствия воздействия этих вирусов далеко за пределы первоначальной инфекции.
«Сейчас мы подошли к тому моменту, когда можем использовать генетику человека, чтобы попытаться ответить на фундаментальные вопросы о патологии, вызванной вирусами, в том числе о том, может ли вирус сыграть роль в возникновении рака или других заболеваний в более позднем возрасте, — сказал первый автор статьи Нолан Камитаки, занимающийся информацией, которую можно извлечь из доступных исследователям баз данных о последовательностях ДНК на популяционном уровне. Постепенно проясняется, что эти базы данных содержат информацию о геномном материале, который люди наследуют, — сообщил он, — а также о составе их микробиома полости рта, вирусах, скрывающихся в их организмах, и приобретенных мутациях в их ДНК. Иногда ученые могут связать эту информацию с последующими последствиями для здоровья. Например, недавно Камитаки и коллеги проанализировали полные геномные последовательности из образцов слюны, взятых у более чем 12 500 человек, чтобы изучить, как генетика формирует микробиом полости рта.
В своем новом исследовании ученые проанализировали данные полного секвенирования генома людей из трех биобанков и провели тестирование образцов крови и слюны на вирусную нагрузку вируса Эпштейна-Барр, двух других человеческих герпесвирусов (HHV-6 и HHV-7), полиомавируса клеток Меркеля, а также трех распространенных анелловирусов, которые присутствуют у около 90% людей на протяжении всей жизни, не вызывая заболевания. Они обнаружили, что каждый вирус имел заметно различную динамику на протяжении жизни. Вирусы появлялись наиболее быстро в течение первых нескольких лет жизни, вероятно, после первичной инфекции. Однако вирус Эпштейна-Барр становился более распространенным с возрастом, в то время как HHV-6 становился менее распространенным после детства, что, возможно, указывает на усиление контроля со стороны иммунной системы с течением времени. Распространенность HHV-7 аналогичным образом резко снижалась в среднем возрасте.
Исследователи также обнаружили, что вирусная нагрузка Эпштейна-Барр повышалась зимой и снижалась летом, в то время как вирусная нагрузка HHV-7 демонстрировала обратную картину. Курение было тесно связано с более высокой вирусной нагрузкой вируса Эпштейна-Барр — почти вдвое выше у заядлых курильщиков по сравнению с некурящими, тогда как курение было связано с более низкой вирусной нагрузкой HHV-7. Примечательно, что у мужчин вирусная нагрузка в крови и слюне была стабильно выше, чем у женщин, по всем семи вирусам.
Исследователи установили, что многие из генетических факторов, наиболее тесно связанных с вирусной нагрузкой, касались того, как иммунная система реагирует на вирусы и как инфицированные клетки уклоняются от иммунных атак. Таким образом, полученные результаты подчеркивают роль иммунной системы в контроле вирусной нагрузки в организме, демонстрируя, насколько иммунные реакции могут варьироваться со временем и у разных людей. «Удивительно, как много ДНК может рассказать нам о динамических биологических процессах и о том, как наши привычки, гены и биология формируют эти процессы», — отметил Камитаки.
Исследователи выявили наибольшее количество генетических ассоциаций с вирусом Эпштейна-Барр — который, как считается, является одной из основных причин рассеянного склероза и фактором риска развития некоторых видов рака — поэтому они решили изучить этот вопрос более глубоко. Их анализ показал, что вирусная нагрузка Эпштейна-Барр на протяжении жизни не влияет на риск развития рассеянного склероза. Вместо этого, вероятно, именно иммунный ответ организма на вирус Эпштейна-Барр повышает риск развития этого заболевания. Авторы работы обнаружили доказательства того, что высокая вирусная нагрузка Эпштейн-Барр является фактором риска развития лимфомы Ходжкина; по их словам, этот вывод требует дальнейшего изучения на клеточных и животных моделях в лабораторных условиях. «Этот вывод является примером того, почему исследования вирусов в крупных генетических биобанках имеют большое значение», — сказал Камитаки.
