Чума стала смертельной случайно

Случайное появление всего одного лишнего гена в ДНК чумной палочки превратило ее из безобидной бактерии, вызывающей небольшие проблемы с пищеварением, в смертельно опасный микроорганизм, ставший причиной смерти более 100 млн человек по всему миру и продолжающий убивать до сих пор.

Бактерия Yersinia pestis, более известная под названием «чумная палочка», является причиной возникновения нескольких видов чумы — бубонной, септической, а также легочной, которую также называют чумной пневмонией. Именно эти три формы заболевания стали причиной гибели огромного количества людей во время эпидемий VI—VIII и XIV веков, вошедших в историю под названиями Юстинианова чума и черная смерть.

Юстинианова чума проявлялась в виде отдельных эпидемий на протяжении двух столетий и унесла около 100 млн жизней. Британский историк Филипп Зиглер в 1969 году оценил численность жертв черной смерти в 20–25 млн человек, что составляло около трети населения Европы того времени. Что касается оценки количества умерших людей по всему миру, согласно данным Кембриджской энциклопедии палеопатологии, их число превысило 60 млн человек, то есть 25% населения земного шара.

Не стоит думать, что с затуханием последней эпидемии чумы заболевание исчезло: ежегодно жертвами бактерии Yersinia pestis становится около 2 тыс. человек, большинство из которых погибают. На протяжении многих лет исследователи занимаются изучением механизмов распространения чумной палочки, ее влияния на организм выживших людей, а также возможных путей лечения болезни.

30 июня журнал Nature Communications опубликовал статью группы исследователей под руководством Дэниэла Зимблера из Северо-Западного университета (штат Иллинойс, США), которым впервые в мире удалось выяснить, как именно чумная палочка приобрела свои смертоносные качества и превратилась из безобидного микроорганизма в причину смерти более чем сотни миллионов человек.

Оказалось, что ответственность за это лежит всего лишь на одном гене, который возник в ДНК бактерии в результате случайной мутации.

Стоит отметить, что геном чумной палочки, существовавшей около 1,5 тыс. лет назад, был расшифрован международной группой ученых под руководством Дэвида Вагнера из Университета Северной Аризоны, о чем в прошлом году сообщил журнал Lancet Infectious Diseases. Образцы бактерии были взяты из зубов двух жителей Баварии, погибших от Юстиниановой чумы в 541–543 годах.

При помощи экспериментов на мышах исследователи изучили штаммы чумной палочки, являющиеся «предками» тех бактерий, которые вызывают смертельно опасную чумную пневмонию. Оказалось, что более ранний вариант Yersinia pestis поражает легкие, но не вызывает ни пневмонии, ни тем более легочной чумы.

Это означало, что исходный, еще более древний штамм бактерии и вовсе мог быть безопасным для людей.

Дальнейшие исследования показали, что первоначальный вариант чумной палочки под названием Yersinia pseudotuberculosis, который был распространен около 10 тыс. лет назад, был способен только на провоцирование незначительных расстройств желудочно-кишечного тракта (несмотря на название, с туберкулезом эта бактерия никак не связана). Ученым удалось выяснить, что свойства бактерии кардинальным образом изменились из-за появления в ее ДНК гена под названием Pla. После этого Yersinia pseudotuberculosis превратилась в Yersinia pestis, способную поражать легкие.

Затем одна аминокислота была заменена белком, кодируемым геном Pla. Этого было достаточно, чтобы начали развиваться все новые и новые штаммы чумной палочки, каждый из которых был опаснее предыдущих и стремительно распространялся, заражая все большее количество людей и становясь источником чумной пневмонии.

Как ни странно, специалисты, занимающиеся изучением влияния последствий эпидемий чумы на общество, утверждают: заболевание оказывало на людей не только отрицательное, но и положительное влияние. Так, в 2014 году журнал PLoS ONE опубликовал статью исследовательницы Шэрон де Витте из Университета Южной Каролины, которая выяснила: люди, пережившие эпидемию черной смерти, обладали гораздо более крепким здоровьем, чем жившие до вспышки чумы люди.

В ходе работы были проанализированы останки более тысячи человек — мужчин, женщин и детей, погибших до эпидемии чумы XIV века, во время нее и после. Особое внимание Шэрон де Витте обращала на причины смерти людей, а также состояние их зубов и костей, по которому можно было судить о состоянии здоровья человека при его жизни. Результаты работы показали: люди, которые пережили эпидемию черной смерти, а также их потомки довольно часто доживали до 70–80 лет и в целом обладали гораздо более крепким здоровьем, чем те, кто жил до вспышки чумы.

Автор работы отмечает, что черная смерть была одной из первых вспышек средневековой чумы, поэтому люди, жившие после нее, также были подвержены риску подхватить бактерию Yersinia pestis, не говоря уже о других типичных для того времени болезнях. Несмотря на это, организм среднестатистического жителя Европы того времени стал гораздо лучше выдерживать выпадавшие на его долю испытания.

Тем не менее человеческий организм так и не научился самостоятельно справляться с Yersinia pestis. Современное лечение чумы включает в себя применение антибиотиков, таких как стрептомицин, тетрациклин, гентамицин. Несмотря на это, антибиотики не всегда способны справиться с болезнью, и пациент нуждается в поддержке работы дыхательной или кровеносной системы. Если и это не помогает, то болезнь заканчивается летальным исходом. Ученые полагают, что повторения черной смерти ожидать не стоит, так как для этого нет ни причин, ни подходящих условий.