Эбола

Геморрагическая лихорадка Эбола или просто лихорадка Эбола острое вирусное заболевание. Этиологическим агентом заболевания является вирус, принадлежайщий к семейству филовирусов (Filoviridae). На самом деле за названием Эболавирус скрывается целая группа вирусов, но об этом позже. У вируса лихордки Эболы есть двоюродный брат, вирус лихорадки Марбурга. Название Эбола происходит от название реки в бывшем Заире (сейчас Демократическая Республика Конго), где в 1976 впервые была зарегистрирована вспышка геморрагической лихорадки неясной этиологии, впоследствии оказалось, что причина, вирус, по своим морфологическим характеристикам схожий с вирусом лихорадки Марбурга, но отличающийся по ряду других параметров.

Вакцины нет. Специфического лечения нет.

Под микроскопом вирус Эбола выглядит как нить, филамент (отсюда и название для семейства филовирусов). Иногда можно встретить фотографии где вирус выглядит как цифра 8 или 6. Однако считается что инфекционны только нитчатые формы

Рисунок 1. Электронные микрофотографии вирусных частиц Эболы.

Генетический материал вируса представлен нефрагментированной одноцепочечной РНК (-). То что вирус Эбола это РНК вирус, имеет определенные последствия. Дело в том, что РНК, как молекула менее устойчива, чем ДНК, еще более усложняет картину отсуствие в живых организмах систем репарации поврежденных молекул РНК. На практике это приводит к тому, что для РНК содержащих вирусов будет наблюдаться высокий уровень мутаций. А это в свою очередь означает, что такие вирусы будут более успешными! Оглянитесь вокруг, какие самые успешные вирусы? Грипп, ВИЧ-1, Полиовирус (поломиелит). Совсем не удивительно что все эти вирусы это РНК вирусы. Поэтому к РНК-вирусам всегда нужно проявлять повышенное внимание. Кстати говоря, ближайшими родственниками филовирусов являются корь, свинка (эпидемический паротит) и бешенство.

Длина вирусного генома 19 000 п.н., что позволяет вместить всего лишь навсего 7 генов. Но этого вполне достаточно для успеха вируса. Три белка L, VP30 и VP35 образуют транскрипционный комплекс. То есть необходимый для синтеза матричной РНК на матрице вирусной РНК. Белки NP, VP24 и VP40 – структурные белки они необходимы для построения вирионов. Как видно из картинки вирус Эбола это суперкапсидный вирус. То есть, генетический материал вируса покрыт двойной оболочкой. Сначала слой вирусных белков (на рисунке 1 это хорошо видно, внутренний слой белков даже показано белой стрелочкой), а потом липидный бислой полученный из клеточной мембраны зараженной клетки модифицированный седьмым белком GP. Ниже представленны схемы построения вируса. Наличие двух оболочек дает вирусу опредленные приемущества, он становится более устойчив к факторам внешней среды: высушивание, температура, растоврители и др. Интересно отметить параллели между ВИЧ-1 и вирусом Эболы. Они оба “одеваются” в “шубу” клеточной мембраны из которой торчит тримерный комплекс вирусного гликопротеина (у ВИЧ-1 это gp120-gp41, а у вируса Эбола это GP). Очень хитрый ход. Это позволяет вирусу прятаться от иммунной системы.

Рисунок 2. Схема построения вирусных частиц.

Вирус лихорадки Эбола чрезвычайно успешен с точки зрения подавления иммунной системы. Хотя до сих пор до конца не понятны механизмы которые использует вирус. Это связано с целым рядом причин. В первую очередь с особыми требованиями к работе с этим вирусом (по Российской классификации это первая группа патогенности, по международной BSL-4) и отсуствием доступной модели. Хорошо работает модель обезьян, но это очень дорого. Однако мы знаем точно, что вирус за очень короткий срок рушит организм. Со стороны это выглядит как кровавая рвота, кровавая диарея, внезапные кровотечения и т.д. до летального исхода. Выживает в зависимости от штамма 10-40%. Что не означает что выжившие полностью здоровы. Многие остаются инвалидами. На микро уровне это выглядит следующим образом. Вначале вирус проникает в организм. Первыми клетками мишенями для него становятся макрофаги и некоторые другие клетки иммунной системы. Опять можно провести аналогию с ВИЧ-1 (или АЧС), который так же поражает клетки иммунной системы. Только ВИЧ-1 делает это медленно, а Эбола очень быстро. И клетки которые должны бороться с патогеном начинают разносить его по всему организму. Вирус с высокой интенсивностью начинает ломать клетки иммунной системы, давя при этом иммунную систему. В статьях даже используют специальный термин цитокиновый шторм. Цитокины - это медиаторы иммунитета, они регулируют его работу, а в результате действия вируса все начинает работать как попало. Организм рушит себя сам, а в это время вирус начинает поражать другие клетки и ткани. Результатом этого является уже не просто воспаление, а нарушение проницаемости сосудов, что приводит к внутренним и внешним кровотечениям. Ниже представлена иллюстрация того, что происходит на разных уровнях (обезьяна).

Рисунок 3. Поражение вызванные Эболавирусом.

Именно в этот период больной наиболее опасен. Потому что с выделениями в окружающую среду попадают миллионы виринов. Однако даже после выздоровления зараженный может быть источником вируса. Наличие вируса подтверждено в сперме спустя 3 недели после выздоровления. Инкубационный период инфекции составляет в среднем 10 дней, но могут быть колебания, максимальный порядка 3 недель. Впрочем в случае инъекционного заражения инкубационный период 5-7 дней. Надо отметить, что несмотря на то, что в википедии написано что Эбола это контагиозное заболевание и зарегестрированы случаи воздушно-капельной передачи к этому нужно относиться со скепсисом.

На самом деле из анализа предидущих вспышек следует, что вирус передается только при прямом контакте. На практике это приготовлении больного животного в пищу (разделка туши и т.д.). Контакт с выделениями больного животного. При непосредственном контакте с кожой или выделениями больного (опять же если у контактирующего повреждение кожных покровов, ранки, царапины и т.д.). При использовании общих щприцев (что для африки совсем не редкость). Церемония погребения, когда труп готовят к уходу, процедура прощания. Воздушно-капелный путь вроде бы не вносит заметного вклада. Более того считается, что случаев заноса вируса Эболы намного больше, чем мы знаем, просто люди переболевают и дальше инфекция не идет. А вот когда людей везут в больницы, тогда складываются условия для развития эпидемии. Примерно половина жертв Эболы это работники здравоохранения.

С другой стороны есть исследования на макаках по воздушному заражению вирусом Эболы, результаты этой работы свидетельствуют, что этот путь очень эффективен. Лично мое мнение, вирус Эболы может в результате циркуляции приобретать большую контагиозность. Поэтому возникают противоречия. Ведь изначальный вирус который проникает в человеческую популяцию не идентичен тому, который мы видем после месяца или двух хождения от человека к человеку, он неизбежно адаптируется.

Откуда берется вирус лихорадки Эбола? Это очень интересный вопрос. Долгое время не удавалось найти природный резервуар этой инфекции. Одно время предполагали что это обезьяны. Ведь именно обезьяны стали причиной первых случаев заражения лихорадкой Марбурга (как мы помним это ближайший родственник Эболы). Но данные последних лет говорят о том что резервуаром этой инфекции являются большие летучие мыши питающиеся фруктами. Если наложить рисунок 4 на рисунок 5 видно что ареал обитания мышей совподает с регионом регистрации случаев заболевания Эболы. Занос в человеческую популяцию происходит в основном при приготовлении и поедании зараженных летучих мышей. Кстати говоря местные виды достаточно большие, и вполне могут выступать как источник белка. Вирус персистирует именно в популяци летучих мышей, человек для него является тупиком. Возможно заражение и от обезьян. Но обезьяны так же как и человек являются тупиком. Интересно что вспышки обусловленные Эболо-подобными вирусами происходят среди обезьян независимо от человеческих. Причем умирает большое число особей. Это наталкивает некоторых исследователей на мысль что вирус Эбола является важным механизмом регуляции численности обезьян на континенте.

Рисунок 4. Красным и зеленым ареал обитания гигантских летучих мышей. Звездочкой обозначено мето старта вспышки 2014 года.

Если вы посмотрите на карту то увидите, что страны на территории которых были зарегистрированы вспышки лихорадки Эбола при одинаковой серой заливке обозначаются квадратиками с разными цветами. Как я уже говорил ранее, термин вирус Эбола не совсем корректен, потому что это целая группа вирусов, хотя и очень близких. На рисунке цвета обозначают разные виды рода Эболавирус (отдельно выделен вирус Марбурга). Исторически при анализе вспышек, они рассматривались с позиции одного патогена. Однако возникал ряд противоречий. В первую очередь соврешенно разный уровень летальности и вирулентности. Тогда начали выделять подвиды, сейчас это уже отдельные виды, рода Эболавирус.

Рисунок 5. Страны на территории которых регистрировались случаи заболевания Эболавирусами.

Самым опасным считается Заирский Эболавирус. У него наиболее высокий уровень летальности и вирулентности. Если посмотреть на рисунок 5 то видно, что случаи Заирского Эболавируса до 2014 года регистрировались только в центральной Африке (за исключением завозной вспышки в ЮАР). Одним из отличий текущей вспышки от предшествующих является то что Заирский Эболавирус появился в Западной Африке. Само появление вируса здесь прогнозируемо. Как я писал выше, эта территория перекрывается с территорией обитания летучих мышей, которые являются резервуаром инфекции. Но все же как пишут на сайте ВОЗ, это стало неожиданностью. Врачи не готовы, инфраструктуры нет, опыта нет и т.д. Зеленый квадратик который можно наблюдать в этом регионе - это единичный случай заболевания человека Эболавирусом леса Таи (или по другому Кот-д'Ивуар Эболавирус) это один из представителей рода Эболавирус, он мало вирулентен для человека, поэтому этот случай погоды для данного региона не сделал. Когда в марте стали известны первые результаты по летальности, версию Эболавируса леса Таи сразу поставили под сомнения. Для более точного анализа была отправлена группа исследователей. Подробный анализ данных (определение нуклеотидных последовательностей изолятов вируса) показал, что эти изоляты Заирский Эболавирус (рисунок 6). Но что интересно, занос произошел не с территории Центральной Африки. Потому что нуклеотидные последовательности этих изолятов образуют отдельный кластер находящийся ближе всего к Заирскому Эболавирусу но приближающемуся к последовательностям того самого местного Эболавируса леса Таи. Из этих результатов ученые делают справедливый вывод, что этот вирус местный, подцеплен от местного животного.

Рисунок 6. Филогенетический анализ изолятов 2014 года.

Предыдущие вспышки показали, что старт вспышке может дать единичный занос инфекции, т.е. единичный случай контакта человека с животным, а все остальные случаи это передача от человека к человеку. В то же время для ряда вспышек описан многократный занос инфекции из природного очага. Например, разные охотники, ходившие одним маршрутом, все они независимо подхватывали вирус от животных.

Для идущей вспышки причиной стал едничный случай заражения 2-х летнего ребенка. На рисунке 7 представлена схема начала вспышки, написано хоть и по собачьи, но думаю общий смысл понятен, на рисунке 8 география вспышки. Первый случай это двухлетний ребенок из деревни с трудно произносимым названием Guéckédou, из южной части Гвинеи. Где он нашел вирус не ясно. Далее заразилась вся его семья (все умерли). Потом инфекция начал гулять по деревне забирая жизни. Но вынос инфекции за переделы населенного пункта осуществил работник местной больницы. Которая после появления симптомов отправилась в городок Macente. За ней присматривал врач. Врач заразился и сам стал причиной заражения людей, еще из двух близлежайших деревень Nzérékoré и Kissidougou. К несчастью район инфекции находится на границе двух других африканских стран.

Рисунок 7. Схема начала вспышки.

Рисунок 8. География начала вспышки.

Ретроспективный анализ позволяет установить дату заражения первого больного, это примерно декабрь 2013 года (рисунок 9). Случаи в Macente это февраль-март 2014 года. Первые случаи в Либерии это конец марта 2014 (рисунок 10), в Сьерра-Леоне конец мая 2014 (рисунок 10). Приличная скорость надо сказать. Для первых случаев уровень летальности составлял 100% (рисунок 9) . Потом уровень летальности начал снижаться, сейчас он составляет 60% (рисунок 11). Что с точки зрения распространения инфекции оптимальный вариант.

Рисунок 9. Старт вспышки в деревне Guéckédou.

Рисунок 10. Регистрация случаев Эболы по странам (данные на 20 июля).

Если посмотреть на рисунок 11 то видно что основной рост начался в мае месяце. Причем рост достаточно быстрый. То что меня пугает в данных по заболеваемости так это резкие провалы и взлеты. Это наводит на мысль что ситуация не контролируется. И статистика ведется по принципу сколько из леса вышло больных столько и напишем. А сколько их на самом деле никто не знает.

Рисунок 11. Регистрация новых случаев Эболы суммарно (данные на 20 июля).

Стоить обратить внимание на карту (рисунок 12) регистрации случаев заболевания. В зоне эпидемии значительные территории, в том числе крупные города. О внутреннем карантине в таких условиях говорить достаточно сложно. В любом случае нужен карантин на границах всех трех государств.

Рисунок 12. География эпидемии Эболы (данные на 24 июня).

На сегодняшний день эта вспышка уже побила все рекорды. В первую очередь рекорд по общему количеству заразившихся и умерших (1093 и 660 соотвественно). Так же циркуляция вируса в человеческой популяции длится рекордно долго. Более чем в два раза чем самая длинная из предидущих.

Рисунок 13. Данные о числе зарегестрированных случаев Эболы по всем известным вспышкам этого заболевания.

Резюмирую.

1. Вирус геморрагической лихорадки Эбола имеет значительный эпидемический потенциал.

2. Возможно Эболавирусы является важным механизмом регуляции численности обезьян на африканском континенте.

3. Наблюдаемая вспышка побила все рекорды, говорить о контроле ситуации сложно.

4. Продолжается стабильный рост числа заболевших.

5. Эпидемией объяты огромные территории, что говорит о сложности карантинных мероприятий.

Источники (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

Обновление.

Либерия закрывает границы. ИСТОЧНИК.