Вірус Зіка: історія відкриття та розповсюдження

Історія відкриття та розповсюдження збудника будь-якої хвороби нагадує захопливий трилер. Смерть та життя, його величність випадок, геніальні осяяння, пожертва та ницість – все переплітається в суцільний емоційно-інтелектуальний клубок.

Одна з таких історій почалася 70 років тому та не закінчилася донині. Мова йде про лихоманку Зіка, що викликала інформаційний вал у 2015 та 2016 роках через порушення ембріонального розвитку плода та народження дітей з мікроцефалією.

Ліс Зіка біля Ентеббе, Уганда
Ліс Зіка біля Ентеббе, Уганда

Звідки з’явився вірус “Зіка”

Історія вірусу Зіка почалася в 1946 році. В Східно-Африканському вірусологічному науковому інституті була започаткована довгострокова програма по вивченню передачі вірусу жовтої лихоманки серед мавп. Тоді науковці обрали регіон з великою кількістю мавп та москітами. Цією місциною й був ліс недалеко від столиці Уганди, Кампалі. Мовою луганда, однією з офіційних мов Уганди, слово «zika» означає «зарості». Сам ліс Зіка є вузьким та густим поясом з високих розлогих дерев, який розташований на березі озера Вікторія.

Вдень москіти лишалися під захистом крон дерев, вилітаючи на відкритий простір з настанням ночі, а мавпи проводили денний період на землі, ховаючись вночі у високих кронах дерев. Для забезпечення ймовірності більшого контакту с москітами, піддослідних тварин розмістили на дерев’яних платформах на висоті 40-60 футів над землею у кронах дерева. Мавп прив’язували та робили щоденні вимірювання їхньої температури тіла, щоб виявити можливе захворювання.

Одночасно відбувався збір москітів. Кількість зібраних комах згідно з записами склала 41 168 штук, серед них було 1140 москітів виду Aedes africanus. 19 квітня 1947 року температура тіла в однієї з мавп (макака резуса 766) досягла 40 градусів. Тварина була одразу доставлена в лабораторію для спостереження. У мавпи не було жодних патологічних симптомів, окрім лихоманки середнього ступеня.

Аналіз крові у резуса 766 був взятий на третій день лихоманки. Сироватка крові була введена двом групам мишей, інтрацеребрально та внутрішньочеревно. У групі з внутрішньочеревною ін’єкцією жодного патологічного симптому за весь 30-дений період виявлено не було. У мишей з інтрацеребральною ін’єкцією хвороба почалася на 10 день. Введення сироватки іншій мавпі ніяк не відбилося на здоров’ї тварини, але науковці зуміли виділити фільтраційний трансмісивний агент (механізм передачі інфекції) з мозку хворої миші.

Це був новий штам вірусу, названий «Зіка» на честь місцини, де він був виявлений. Через місяць макака резус 766 цілковито вилікувався. Його організм почав виробляти антитіла, які нейтралізували вірус. Сироватка крові від макаки резуса 766 була введена здоровій тварині, мавпі 771. Остання не виказувала явних ознак хвороби, але у крові номера 771 згодом були виявлені антитіла до вірусу.

Пошук збудника

В січні 1948 року на протязі однієї доби у лісі Зіка виловлювалися москіти для виділення збудника. Ентомологи збирали комах на різних етапах розвитку, різних видів та статті, недалеко від платформи з мавпою 766. З суспензії москіта A africanus був виділений штам вірусу Зіка. Суспензія була введена резусу 758, після чого вірус Зіка був виявлений в крові тварини. Але мавпа не показувала жодних ознак хвороби.

Через 4 роки у 1953 році науковці опублікували результати свої досліджень по вірусу Зіка в журналі Королівського товариства тропічної медицини та гігієни.

zika
Перший опис вірусу Зіка в науковому журналі. Джерело: Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene, 1952 р.

В праці вчені повідомляли, що їм вдалося виділили невідомий штам вірусу. Вони описали методику, завдяки якій був вперше виділений вірус у хворої на лихоманку макаки резус, що тримали в кроні дерев лісу Зіка. А також другу вдалу спробу виділення збудника хвороби з москітів A africanus, які впіймали в тому ж лісі. Тест на перехресну нейтралізацію показав, що вірус Зіка не має ніякого відношення до вірусу жовтої лихоманки.

Дослідники вирішили перевірити наявність антитіл в крові людини до вірусу Зіка. Пілотне епідеміологічне дослідження показало, що 6.1% із 99 аналізів мали позитивний результат. Кількість антитіл перебільшувала показник 100 LD50, де LD летальна вірусна доза для мишей. Окрім того, вірус Зіка показав у мишей високий нейротропний ефект (релаксація м’язів). Після інтрацеребрального введення гістологічний зразок вбитого в перший день гризуна показав, що патологічні зміни обмежувалися центральною нервовою системою.

Вчені писали:

«В головному мозку мишей спостерігалися ознаки інфільтрації та дегенерації структур головного мозку, включаючи широке розм’якшення мозкової тканини. Схожі процеси спостерігалися і в спинному мозку. …Наявні дані свідчать, що вірус Зіка не схожий на жодний відомий вірус. Обмежене коло господарів, труднощі адаптації до вірусу мишей та безсимптомне протікання патології у приматів робить збудника хвороби схожим на вірус денге».

Характерний нейротропізм вірусу Зіка у мишей не спостерігався в інших лабораторних тваринах – мавпах, морських свинок, щурів та кроликів. Тоді було невідомо, чи приведе інфікування людини до клінічного прояву хвороби чи боротьба зі збудником пройде латентно (без прояву захворювання). Але науковці вважали, що відсутність офіційно зареєстрованих хворих на вірус Зіка не означає, що хворобою можна знехтувати.

Дівчинка з вірусом Зіка

Перший випадок захворювання на лихоманку Зіка у людини трапився в 1954 році, через 2 роки після виходу дослідження. 10-ти річна африканська дівчина скаржилася на лихоманку та головний біль. На п’ятий день хвороби температура досягла 38.3 градусів за Цельсієм. 6 лабораторним мишам була зроблена інтрацеребральна ін’єкція з сироваткою крові дівчинки. 5 мишей захворіли на 7 день, одна на восьмий. Всі тварини померли. Введення сироватки мишей інфікованих вірусом Зіка не дало ніякого ефекту, проте імунна система приматів зуміла знешкодити збудника. Дівчинка цілковито одужала через 6 тижнів.

В той самий час, коли вірус Зіка був виділений у дівчинки, схожі симптоми були виявлені ще у двох африканців. Вони страждали на транзиторну жовтяницю. Всі три пацієнти відвідували одну и ту ж медичну амбулаторію на сході Нігерії під час спалаху жовтяниці, причиною якої вважали жовту лихоманку.

Піддослідні Беркрофта

Хоча вчені знали, що вірус Зіка передається через москітів, але майже нічого не було відомо про клінічні симптоми та протікання хвороби у людини. У макаки резус хвороба протікала у досить легкій формі. Дослідник Вільям Беркрофт з медичної наукової лабораторії в Лагосі, Нігерія, хотів знати більше. Беркрофт вирішив прищепити вірус добровольцям. Результати цього експерименту були опубліковані у 1956 році, через 4 роки після відкриття вірусу Зіка.

Наукова робота Беркрофта викликала неоднозначне ставлення серед вчених. Задавалися питання етичного характеру. Чи усвідомлював доброволець всі ризики досліду? Якщо сам науковець був добровольцем, чи міг він бути об’єктивним? Особа волонтера залишилася невідомою. В роботі лише зазначалось, що він білий чоловік 34 років, який провів 4.5 місяців в Нігерії, не хворів на інфекційні хвороби. Перед поїздкою отримав щеплення від жовтої лихоманки.

В якості матеріалу для щеплення використовувалась витяжка з мозку мишей, інфікованих східно-нігерійським штамом вірусу Зіка, котрий зберігався на протязі 2 років при температурі мінус 50 градусів. На п’ятий день після щеплення, на ліву руку волонтера була висаджена партія москітів, 95 комах наситилися кров’ю людини. На сьомий день після щеплення, на шкіру пацієнта була висаджена менша група комах з 13 особин. Потім інфікованих комах випустили на дитинчат мишей, але передати інфекцію не вдалося.

Після 82 годинного інкубаційного періоду, у людини була зафіксована легка короткочасна лихоманка (температура тіла 38 градусів). Хворий скаржився на головний біль, слабкість, нудоту та запаморочення. Якихось чітких та виражених ознак лихоманки Зіка не виявлено. Як і у випадку з нігерійською дівчиною двох річної давнини, вірус Зіка був виявлений в людській крові лише на гострій стадії захворювання. На ранок 7 дня пацієнт відчув значне полегшення, а температура повернулася до нормальних показників.

Нові штами

В 1958 році два інших штама вірусу Зіка були виявлені у лісі Лунайо, що також розташований на березі озера Вікторія, але на 20 метрів нижче над рівнем моря за ліс Зіка.

В 1962-1963 роках нові штами вірусів було знову виявлено в лісі Зіка. Три з п’яти штамів вірусів були зібрані у лісі протягом 3 годин після заходу сонця. Це дослідження показало, що комахи можуть поширювати вірус на великі відстані, оскільки значні конвенційні потоки виникають над верхівками дерев.

При зборі комах стало зле 28-ми річному біологу Девіду Сімпсону зі Східно-Африканського вірусологічного наукового інституту. Він скаржився на незначний головний біль увечері. На наступний ранок обличчя, шия, тулуб та верхні кінцівки були покриті рожевою папульозною висипкою. Науковець також скаржився на незначний щемлячий біль в спині та стегнах. З часом висип поширився на всі кінцівки, включаючи долоні та підошви ніг. Температура тіла не перевищували 37.5 градусів за Цельсієм. Висипка зникла на 5 день.

Зважаючи на м’який перебіг хвороби, Сімпсон зазначав:

“Якщо це звичайна форма лихоманки Зіка, то й не дивно, що за нормальних обставин на захворювання просто не зважали”.

Другий і третій випадки лихоманки Зіка в 1973 та 1975 роках були наслідком недбалого поводження з матеріалом в лабораторії.

То який же москіт переносить вірус Зіка? На протязі 20 років вірус Зіка був виділений з численних різновидів москітів Aedes в Африці та Малайзії. Серологічні, епідеміологічні та вірусологічні дослідження вказували на те, що вірус Зіка розповсюджений в багатьох країнах Східної та Західної Африки. Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) повідомляє, що за період між 1068 та 2002 роком було виявлено 606 штамів вірусу (включаючи 10 штамів з Центральної та Західної Африки). Окрім того, вірус Зіка був виявлений в Азії (Камбоджі, Індонезії, Малайзії, Мікронезії, Пакистані, Таїланді та В’єтнамі).

В Африці вірус Зіка ймовірно циркулює завдяки приматам та москітам. Людина є типовим випадковим господарем. Хоча ензоотично вірус Зіка прив’язаний до трансмісивного циклу примати-москіти. Але серологічні дослідження показують присутність антитіл до Зіка в багатьох ссавців: водяних буйволів, слонів, кіз, бегемотів, антилоп імпала, левів, овець, гризунів, гну та зебр.

У більшості випадків передача вірусу Зіка людині відбувається через укус москіта Aedes (A aegypti та A albopictus), що розповсюджені в тропічному регіоні. Ті самі москіти також відповідальні за розповсюдження вірусів денге та чікунгунья.

Вірус Зіка почав стрімко розповсюджуватися по планеті у 1977 році. Тоді було зареєстровано 7 випадків лихоманки Зіка в Центральній Яві, Індонезія. Через 30 років після відкриття вірус вперше був ідентифікований за межами Африки та Азії під час епідемії висипів, кон’юнктивітів та артралгії в острові Яп, Мікронезія.

Під час першого задукоментованого спалаху лихоманки Зіка на острові Яп було зафіксовано 48 підтверджених випадків захворювання. У 73% жителів старше 3-х років були позитивні серопозитивні реакції на вірус Зіка. Але не було зафіксовано жодного смертного випадку чи геморагічних висипів. За період з 1947 по 2007 рік було документально підтверджено 14 спорадичних спалахів лихоманки Зіка. Та не дивлячись на широке географічне розповсюдження в Африці та Азії, вірус Зіка був невідомий до 50-х років минулого століття. Однак вже у 2007 році була опублікована перша генетична карта вірусу.

Вірус Зіка під мікроскопом
Вірус Зіка на знімку електронного мікроскопа. Джерело: CDC

В 2013 році лихоманка Зіка з’явилася у Французькій Полінезії, островах на Сході Тихого океану. Епідемія лихоманки розповсюджувалася від архіпелагу до архіпелагу. Основними симптомами захворювання були незначна лихоманка, рожева папульозна висипка та кон’юктивіт. Епідемія охопила 5 архіпелагів з населенням близько 270 000 чоловік. За період з жовтня 2013 по березень 2014 року у Французькій Полінезії зареєстрували 28 000 випадків лихоманки Зіка, тобто у 11% популяції. У цю кількість не увійшли асимптоматичні та легкі форми захворювання.

На відміну від інших спалахів захворювання, епідемія у Французькій Полінезії супроводжувалася синдромом Гієна-Барре, який характеризується млявими парезами та паралічами верхніх та нижніх кінцівок.

У кінці 2013 року лихоманка Зіка була виявлена в Новій Каледонії, ще одній французькій території у південній частині Тихого океану. Вірус Зіка потрапив в Нову Каледонію з Французької Полінезії. Перший випадок захворювання був зафіксований у січні 2014 р. До літа загальна кількість перехворівших становила 1400 душ. Вірус Зіка продовжував поширюватися по островах Тихого океану – острова Кука, острів Пасхи, Вануату, Соломонові Острови та Фіджі.

Москіти Aedes aegypti на чашці Петрі в бактеріологічній лабораторії
Москіти Aedes aegypti на чашці Петрі в бактеріологічній лабораторії. Джерело: NIH

У 2014 році вірус Зіка був виявлений в Японії, Франції та Норвегії. З островів Кука вірус «перелетів» до Австралії. Лихоманка Зіка з високою температурою була діагностована у німецького туриста, що повернувся з Таїланду. Всі випадки вказували, що вірус Зіка передається не від людини до людини, а москітами. Де були москіти, там й був ризик спалаху інфекції.

На початку 2015 року була зареєстрована невідома лихоманка в місті Натал, що у північно-східній частині Бразилії. Результати досліджень показали, що збудник не належав до збудників чікунгунья чи жовтої лихоманки. Це був вірус Зіка. В лютому 2015 року лихоманка Зіка була зафіксована у 6000 людей з 6 штатів Бразилії.

У березні 2015 року наукова вірусологічна лабораторія штату Прана, Бразилія, отримала 21 зразок крові пацієнтів з лихоманкою невідомого ґенезу. Вірус Зіка був виявлений у 8 пацієнтів методом ПЛР. Полігенетичний аналіз показав, що бразильський Зіка має азіатське походження. Схожий штам був виявлений у Французькій Полінезії та на островах Тихого океану.

Науковці висунули припущення, що вірус Зіка отримав прописку в Бразилії під час проведення Кубка світу з футболу у 2014 році. Але більш ймовірною виглядає гіпотеза про те, що хворобу привезли учасники Чемпіонату світу по перегонах на каное. В змаганнях брали участь команди з 4 країн Тихоокеанського регіону, де були зафіксовані спалахи лихоманки.

Сьогодні вірус Зіка циркулює в Бразилії поруч зі збудниками лихоманки денге та чікунгунья. У зв’язку з розповсюдженістю влада Бразилії вирішила припинити підрахунок кількості хворих. Але спеціалісти стверджують, від початку епідемії автохтонним (місцевим) вірусом Зіка захворіли від 500 000 до 1.5 мільйона людей.

Згодом статистика Міністерства охорони здоров’я Бразилії виявила зростання кількості випадків мікроцефалії серед новонароджених серед немовлят в північних регіонах. Більшість факторів вказувала на те, що причиною вад розвитку був вірус Зіка. В листопаді 2015 року МОЗ оголосило надзвичайний стан, оскільки кількість випадків мікроцефалії зростала.

Новонароджений з мікроцефалією
Мікроцефалія немовляти викликана вірусом Зіка. Джерело: Mario Tama

Узимку 2016 року ВООЗ оголосила лихоманку Зіка проблемою світового масштабу у зв’язку з мікроцефалією новонароджених та неврологічними розладами у дорослих (синдром Гієна-Барре). Науковці почали активно вивчати взаємозв’язок між вірусом Зіка та вадами розвитку головного мозку новонароджених.

Сьогодні лихоманка Зіка зареєстрована у всіх країнах Центральної та Південної Америки, включаючи острови Карибського моря. У вересні 2015 року вірус Зіка був виявлений на острові Капе Верде, що знаходиться 350 миль від Сенегалу. Так вірус, обійшовши всю Землю, повернувся на свою батьківщину.

Був проведений філогенетичний аналіз молекулярної еволюції вірусу Зіка. Виявилось, що його геном складається з одноланцюгової позитивної РНК-молекули 10,794 кб. Дослідження вказують, що вірус Зіка сформувався в 20 роках минулого століття в Центральній Африці, де й перебував в ізоляції до 1947 року. Дослідження виявили 2 незалежних штами в Східній Африці та один азіатський підвид. Останній мігрував з Африки в Малайзію, ймовірно, у 1945 році. Далі у 60-ті роки вірус дістався Мікронезії, завершуючи формування азіатського кластера.

Історія розповсюдження вірусу Зіка нагадує випадок з лихоманкою чікунгунья. Збудник був виявлений у 1952 році в Африці, а потім в період між 1950 та 1980 роками виникли спалахи епідемії в Індії та Південно-Східній Азії. Роки тиші, в 2004 році – нова хвиля епідемії, що прокотилася по Східній Африці, Азії та поширилась по всьому світу. Подібно до вірусу денге, лихоманка чікунгунья циркулює у всіх населених континентах та також стала глобальною проблемою, з якою світові доведеться мати справу.

0 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також