Устойчивость к СПИДу
6 фактов о генетической мутации, которая защищает людей
от заражения ВИЧ-инфекцией
Светлана Боринская, ПостНаука
СПИД называют «чумой XX века». Возбудитель заболевания синдрома прогрессирующего иммунодефицита был обнаружен в 1980-х годах. Он оказался вирусом, ранее неизвестным и попавшим к людям, по всей видимости, не так давно из дикой природы. Эпидемия расползлась по всему свету, и были затрачены огромные усилия на поиски лечения и методов предотвращения инфекции.
1. Причина устойчивости к ВИЧ-инфекции
Людей, которые были инфицированы этим новым вирусом, обследовали и наблюдали, для того чтобы не пропустить начало развития заболевания и выявить их партнеров, которые также могли быть инфицированными.
При обследовании нескольких сотен человек обнаружили, что некоторые партнеры ВИЧ-инфицированных не заражаются этим вирусом. Оказалось, что причиной устойчивости к инфекции является мутация в одном из генов человека. Этот ген кодирует белок, который служит «посадочной площадкой» для вируса иммунодефицита. Связываясь с этим белком, вирус проникает в клетку. Если нет белка, то вирусу не за что «зацепиться», и он не проникает в клетку, и, таким образом, инфекция не развивается.
2. Дефектные гены
Людей, устойчивых к ВИЧ-инфекции, в европейских популяциях около 1%. Это люди, у которых дефектны обе копии гена, кодирующих белок, служащий «посадочной площадкой» для вируса. Одну копию каждого гена человек получает от матери, вторую – от отца. Если только одна из этих двух копий дефектна, то человек будет более устойчив к инфекции, но несильно. Вероятность быть инфицированным при контакте с вирусом у него будет всего на 10-13% ниже по сравнению с теми, у кого обе копии гена нормальны. У носителей такого дефектного гена, если они инфицированы, синдром приобретенного иммунодефицита будет развиваться на несколько лет дольше, и уровень смертности от этого заболевания будет ниже.
3. Распространение мутации
Открытие этой мутации позволило приступить к разработке вакцины от СПИДа. Вакцина направлена на то, чтобы заблокировать этот белок и сделать клетку недоступной для вируса. Самая высокая частота мутации, которая портит ген и белок-рецептор, с которым связывается вирус иммунодефицита, в Северо-Западной Европе: у финнов, эстонцев и северных русских. Там число носителей этой мутации достигает 25%. Из них только небольшая часть имеет дефект в обеих копиях гена, а у остальных – одна дефектная и одна нормальная копия.
Носители одной дефектной копии не являются устойчивыми к инфекции, они все же заражаются этим вирусом при столкновении с ним. Но при заражении инфекция развивается у них медленнее, потому что у них все же меньшее количество рецепторов, вирус медленнее размножается. Когда мутация была обнаружена и выяснилось, что она встречается в основном у народов Европы, а у других народов эта мутация практически отсутствует, исследователи предположили, что в Европе она могла защищать людей от какой-то другой инфекции, например от чумы, свирепствовавшей в Европе в XIV веке. Это предположение не подтвердилось, и до сих пор неизвестно, какая же причина вызвала распространение этой мутации.
4. Возможная причина возникновения мутации
Некоторая ясность возникла при исследовании костных останков в захоронениях на территории Европы. Оказалось, что уже три тысячи лет назад частота этой мутации у европейского населения того времени была близка к современной. Значит, в Европе произошло что-то, что привело к повышению частоты мутации. Кроме устойчивости к инфекциям это могли быть случайные события, например изменение численности популяции, которое иногда приводит к росту совершенно нейтральных вариантов генов. Но эта мутация, видимо, все-таки была чем-то полезна и способствовала отбору.
Есть народы, которые пришли в Европу относительно недавно. Это евреи, расселившиеся со своей ближневосточной прародины две тысячи лет назад, и цыгане, которые около тысячи лет назад вышли из Индии и переселились в Европу. У евреев и цыган был приток генов от их европейских соседей. У евреев меньше, по некоторым оценкам до 20%, у цыган такой приток генов был больше. Но частоты этой мутации у них такие же, как у европейцев. Это говорит о том, что, когда они пришли в Европу, они столкнулись с тем же фактором, который действовал на людей, живших в Европе уже давно, и частота мутации у них повысилась. Но с каким именно фактором, до сих пор неизвестно.
5. Влияние мутации на ВИЧ-инфицированных
Эта мутация изучается достаточно интенсивно и сейчас, но пока неизвестно, как она влияет на особенности работы иммунной системы. И предстоит узнать, от чего она защищает человека сейчас или защищала в далеком прошлом. Исследования, которые проводят генетики, помогают разрабатывать вакцины для профилактики инфицирования вирусом иммунодефицита человека.
Мы исследовали влияние этой мутации на выживаемость ВИЧ-инфицированных. Старшее поколение помнит трагедию, которая произошла в конце 1980-х годов в Советском Союзе, когда более двух сотен детей были инфицированы в больницах Элисты и Ростова-на-Дону. Врачи, наблюдавшие за этими детьми и лечившие их, все время отбирали образцы крови, для того чтобы определять вирусную нагрузку. Были проанализированы мутации (в ДНК, выделенной из этой крови), защищающие от ВИЧ-инфекции.
6. Защитное действие мутации
Оказалось, что у детей, являющихся носителями этой самой мутации в гене рецептора, с которым связывается вирус иммунодефицита, более низкий уровень смертности от ВИЧ. А сама группа ВИЧ-инфицированных имела более низкую частоту этой мутации, чем контрольная группа людей того же происхождения, живущих в том же регионе. Это свидетельствует о защитном действии мутации.
Однако разница невелика. Для того чтобы установить, достоверен ли защитный эффект, небольшой группы обследованных недостаточно, и приходится сравнивать результаты десятков исследований и использовать методы статистики, которые показывают, что в большинстве исследований частота мутаций у ВИЧ-инфицированных ниже, чем в контрольных группах того же происхождения. Эти различия не очень велики и, может быть, для эпидемиологии не очень значимы. Народы, у которых частота этой мутации самая высокая (25%), немного лучше защищены, чем население Африки или Азии, где такой мутации нет. Но различия на уровне населения в целом относительно невелики – снижение инфицируемости всего на 5% или 10%.
Поэтому присутствие этой мутации по отношению к развитию эпидемии СПИДа оказывает совсем небольшое влияние на популяционном уровне. Но, конечно, для отдельного индивида это значимо. И проводить генетический анализ на наличие такой мутации может быть важно для людей тех профессий, которые имеют повышенный риск инфицирования, например для врачей или тех, кто работает с кровью. Если человек генетически защищен от инфекции, наверное, ему будет легче и спокойнее работать, но это не отменяет мер предосторожности, которые необходимо предпринимать.
Об авторе:
Боринская Светлана – доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник
лаборатории анализа генома Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
29.08.2014