Успешные испытания по использованию комаров против лихорадки денге
#лихорадка денге #wolbachia
Распространенный микроб может помешать насекомым распространять вирус, вызывающий лихорадку денге.
Первый из двух приступов лихорадки денге случился у Ади Утарини в 1986 году, когда она еще была студенткой медицинского института. В течение нескольких часов у нее поднялась температура до 104 градусов по Фаренгейту, и она не могла встать, потому что у нее сильно дрожали колени. Через несколько дней она попала в больницу. Такой опыт - обычное дело в родном городе Утарини - Джокьякарте {не путать с Джакартой}, Индонезия: здесь один из самых высоких уровней заболеваемости денге в стране, которая сама имеет один из самых высоких уровней заболеваемости денге в мире.
"Здесь, когда спрашиваешь людей, знают ли они кого-то, кто болел денге, они всегда могут кого-то назвать", - говорит Утарини, которая сейчас является профессором общественного здравоохранения в Университете Гаджах Мада. Благодаря ее работе ситуация может скоро измениться.
Лихорадка денге вызывается вирусом, который ежегодно заражает примерно 390 миллионов человек и убивает около 25 000; ВОЗ назвала ее одной из 10 главных угроз глобальному здравоохранению. Она распространяется через укусы комаров, в особенности вида Aedes aegypti. Утарини и ее коллеги потратили последние десять лет на то, чтобы превратить этих насекомых из магистралей распространения денге в тупики.
Они заразили комаров бактериями Wolbachia, которая предотвращает их инфицирование вирусом денге. Вольбахия распространяется очень быстро: если выпустить в окрестностях небольшое количество комаров-носителей, то через несколько месяцев почти все местные насекомые будут свободны от денге. Это похоже на то, как если бы сотрудники Утарини сделали прививку от болезни нескольким людям, и вскоре после этого все население получило бы коллективный иммунитет.
Всемирная программа борьбы с комарами (WMP), некоммерческая организация, которая стала первопроходцем в этой области, провела небольшие пилотные исследования в Австралии, которые показали, что она может работать. Утарини, которая является одним из руководителей WMP в Джокьякарте, теперь убедительно доказала, что это действительно так. Ее команда выпустила комаров-носителей Wolbachia в некоторых районах Джокьякарты в рамках рандомизированного контролируемого исследования. Результаты, которые были представлены в прошлом году и теперь опубликованы, показали, что Wolbachia быстро распространилась среди местных комаров и снизила заболеваемость денге на 77%. "Это представляет собой доказательство того, что Wolbachia является высокоэффективным средством против денге", - говорит Оливер Брэди, эксперт по денге в Лондонской школе гигиены и тропической медицины. "Метод способен произвести революцию в борьбе с комарами".
Результаты испытаний оказались настолько обнадеживающими, что исследователи выпустили комаров-переносчиков вольбахий во всей центральной части Джокьякарты - зоне площадью 32 квадратных километра, где проживает более 400 000 человек. В настоящее время они расширяют свою деятельность в наиболее густонаселенных близлежащих провинциях, стремясь защитить 4 миллиона человек к концу 2022 года. Если им это удастся, то они смогут предотвращать более 10 000 случаев заражения денге ежегодно, заявила Кэтрин Андерс из WMP. И эта группа настолько оптимистична, что осмеливается думать о еще более грандиозной цели: полностью искоренить денге в городе.
"Денге - особенно сложный вирус, - говорит Натали Дин, статистик из Университета Флориды. Он существует в четырех различных вариантах, или "серотипах". Люди, выздоровевшие от одного серотипа, все равно могут быть инфицированы тремя другими; если это произойдет, у них, скорее всего, разовьются тяжелые и потенциально смертельные симптомы. По этой причине единственная существующая вакцина против денге также сохраняет риск развития тяжелой формы денге у людей, которые никогда не были инфицированы, и рекомендуется только для людей, которые уже сталкивались с этим заболеванием.
Когда-то комар Aedes aegypti был лесным насекомым, обитавшим в Африке к югу от Сахары, где он пил кровь у самых разных животных. Но в какой-то момент одна линия эволюционировала в городской подвид, предпочитающее города лесам, а людей - другим животным. Перевезенный по всему миру на борту невольничьих кораблей, Aedes aegypti процветал. Сейчас это, пожалуй, самый эффективный охотник на людей на планете, его органы чувств остро реагируют на углекислый газ в нашем дыхании, тепло наших тел и запахи нашей кожи. Вирусы, которые он переносит, также процветают, включая вирусы, вызывающие зика, чикунгунью, желтую лихорадку и денге. (Малярия, самая смертоносная болезнь, переносимая комарами, вызывается паразитом, который распространяется другим видом комаров).
"Денге - одно из немногих инфекционных заболеваний, число которых увеличивается из года в год на протяжении последних нескольких десятилетий, - говорит Брэди. Aedes aegypti можно травить инсектицидами, но к ним быстро вырабатывается устойчивость. Стоячую воду, в которой они размножаются, можно удалить, но комары всегда возвращаются. Миру нужны новые средства борьбы".
Впервые вольбахия была обнаружена в 1924 году у другого вида комаров. Сначала она казалась настолько непримечательной, что ученые игнорировали ее в течение десятилетий. Но начиная с 1980-х годов, они поняли, что она обладает необыкновенной способностью к распространению. Он передается в основном от самок насекомых к их потомству и использует множество уловок для того, чтобы инфицированные особи размножались лучше, чем неинфицированные. На сегодняшний день она присутствует в по меньшей мере в 40 % всех видов насекомых, что делает ее одним из самых успешных микробов на планете.
Электронная микрофотография вольбахии в клетке насекомого (Источник: Википедия).
Скотт О'Нил, основатель WMP, потратил десятилетия, пытаясь заставить вольбахий стабильно инфицировать Aedes aegypti, и в 2006 году его команде это наконец удалось. Пять лет спустя они выпустили 300 000 своих специальных москитов в двух пригородах Кэрнса, Австралия. В течение четырех месяцев от 80 до 90% местных москитов были заражены Wolbachia. Случаи заболевания денге снизились, но трудно сказать, было ли это связано с комарами или с каким-то другим фактором. Чтобы доказать, что Wolbachia действительно может повлиять на заболеваемость денге, команде необходимо было провести рандомизированное контролируемое исследование. Это было сделано в Джокьякарте.
Индонезийское отделение WMP потратило годы на завоевание доверия общественности. Подход Wolbachia является неортодоксальным и предполагает выпуск живых комаров во дворы людей. Помимо организации встреч с населением и горячих линий WhatsApp, "мы открыли нашу энтомологическую лабораторию, чтобы люди могли сами увидеть технологию", - рассказала Утарини. К тому времени, когда исследователи начали испытания в 2017 году, их опросы показали, что начинание поддержали 88% населения. Специалисты разделили большую часть города на 24 зоны и выпустили зараженных вольбахией комаров в половине из них. Почти 10 000 добровольцев помогали распространять контейнеры с яйцами по дворам. В течение года около 95% комаров Aedes в 12 зонах, где проводился выпуск, были инфицированы вольбахией.
Начиная с января 2018 года, специалисты проверяли людей в городе, которые обращались в клиники первичной медико-санитарной помощи с температурой, и проверяли их на денге. Так продолжалось до марта 2020 года, когда пандемия привела к преждевременному завершению исследования, но, к счастью, не раньше, чем в нем набралось достаточное количество участников. Команда обнаружила, что только 2,3% лихорадящих людей, проживавших в зонах, где была выпущена Wolbachia, заболели денге, по сравнению с 9,4% в контрольных зонах. Вольбахия также, по-видимому, действовала против всех четырех серотипов денге и сократила число госпитализаций по поводу денге на 86%.
Даже в этом случае эти и без того поразительные цифры, скорее всего занижены. Комары перемещались, перенося Wolbachia в 12 контрольных зон, где их не выпускали. Люди тоже перемещаются: они могут жить в зоне выпуска вольбахии, но быть укушенными и зараженными денге в другом месте. Оба этих фактора могли бы сработать против испытания, ослабив его результаты. То, что эти результаты существуют, не говоря уже о том, что они настолько впечатляющи, вызывает удивление.
"У нас нет убедительных доказательств того, насколько эффективны большинство мероприятий по борьбе с [денге]", - говорит Гонсало Васкес-Прокопек из Университета Эмори, изучающий трансмиссивные заболевания. "Когда вы видите грузовики, распыляющие инсектициды, мы не знаем, сколько случаев заболевания денге это предотвращает".
У метода Wolbachia есть несколько ограничений. Бактерии требуются месяцы, чтобы закрепиться, поэтому ее нельзя "использовать для сдерживания вспышки сегодня", - пояснил Васкес-Прокопек. Как показали испытания в Джокьякарте, этот метод работает только тогда, когда распространенность Wolbachia достигает не менее 80%, что требует большой работы и активной общественной поддержки. А вирусы денге со временем могут выработать какой-то способ противостоять Wolbachia. Тем не менее, Wolbachia, похоже, блокирует инфекции денге различными способами. Она конкурирует с вирусами за питательные вещества, необходимые им для размножения, а также укрепляет иммунную систему комара. Это должно затруднить вирусам преодоление блокирующих факторов вольбахии.
У этого метода есть и другие преимущества. Он самораспространяющийся и самоподдерживающийся: если изначально выпустить достаточное количество инфицированных вольбахией комаров, то бактерия естественным образом станет доминировать в местной популяции и останется таковой. В отличие от инсектицидов, Wolbachia не токсична, она не убивает полезных насекомых (или даже комаров), и ее не нужно применять повторно, что делает ее очень экономически эффективной. Анализ, проведенный группой Брэди, показал, что он фактически экономит деньги благодаря предотвращению инфекций.
"Нет причин думать, что преимущества для общественного здравоохранения, которые мы наблюдаем в Джокьякарте, не будут достигнуты в других местах", - сказал Андерс. "Это доказано".
В настоящее время WMP работает в 11 странах и территориях. На сегодняшний день под защитным покровом вольбахий живут 7 миллионов человек, и цель организации - охватить не менее 75 миллионов к 2025 году и не менее полумиллиарда к 2030 году. Эти люди будут защищены не только от денге. Вольбахия, похоже, работает и против других заболеваний, которые переносит Aedes aegypti, включая вирусы Зика и желтую лихорадку.
Это может превратить комара из одного из самых опасных для человека видов в обычную кусачую неприятность.
