Клещевой энцефалит распространялся по Евразии вместе людьми и их животными

Исследователи из Сеченовского Университета совместно с коллегами из нескольких российских институтов проанализировали данные о структуре РНК образцов вируса клещевого энцефалита. Намного больший, чем в других исследованиях, объем данных позволил оценить возраст подтипов вируса и проследить его распространение в Евразии. Результаты исследования опубликованы в журнале Viruses.

Клещевой энцефалит распространен в Центральной и Восточной Европе и широкой полосе на юге Сибири и Дальнего Востока. Это заболевание опасно тем, что вирус может проникать в ткани головного и спинного мозга, вызывая двигательные расстройства, нарушения сознания, в тяжелых случаях паралич и смерть заболевшего. Ежегодно в России им заражаются 1,5–2 тысячи человек, примерно у 30% из них развиваются неврологические осложнения, 20–100 человек погибают.

Возбудитель заболевания относится к роду Flavivirus (в него входят также вирус Зика и вирус, вызывающий лихорадку денге) и передается в основном через укусы клещей. Выделяют три подтипа вируса: дальневосточный, сибирский и европейский. Каждый из них преобладает в регионе, по которому назван, хотя это деление довольно условное – например, случаи заражения сибирским подтипом наблюдались в Прибалтике и на Сахалине, а европейским – в Южной Корее и на Алтае. В последние годы область распространения вируса расширяется за счет более северных регионов (Кольского полуострова, Архангельской области) и горных областей (в Центральной Европе и Италии), в 2019 году впервые были зафиксированы случаи заражения в Великобритании и Нидерландах. Чтобы своевременно реагировать на появление вируса на новых территориях, необходимо понимать, что влияет на его распространение и эволюцию. Существующие исследования дают различные, порой противоречащие друг другу результаты, но прояснить ситуацию могут новые данные, собранные за последние годы.

Авторы статьи использовали GenBank – базу данных, в которой хранятся более 200 миллионов нуклеотидных последовательностей РНК и ДНК различных организмов. Данные для архива поставляют ученые разных стран, и объем данных постоянно растет, как и количество последовательностей, описывающих РНК вируса клещевого энцефалита – за десять лет их стало в пять раз больше.

С помощью компьютерных алгоритмов исследователи сравнили РНК вирусов, обнаруженных в разные годы на территории нескольких стран. Зная «расстояние» (долю отличающихся нуклеотидов) между образцами и дату их получения, можно оценить время расхождения видов или разделения вида на подтипы. Этот метод основан на предположении о том, что последовательность нуклеотидов у одного вида меняется примерно с постоянной скоростью, и называется методом молекулярных часов. С его помощью ученые оценили возраст ближайшего к нашему времени общего предка для каждого из подтипов, результат (около 700 и 900 лет для сибирского и дальневосточного подтипов соответственно) согласуется с более ранними исследованиями, возраст же европейского подтипа (около 1600 лет) был оценен впервые после обнаружения вируса в Нидерландах.

Исследователи также попытались ответить на вопрос, каким образом генетически близкие вирусы одного подтипа оказывались в разных странах на расстоянии в тысячи километров друг от друга. Здесь возможно несколько объяснений. Во-первых, вирусы (или зараженные им клещи) могут перемещаться на большие расстояния вместе с животными, например перелетными птицами или летучими мышами. Во-вторых, распространению вируса может способствовать деятельность человека: перевозка скота или расселение на новых территориях животных, пригодных для охоты.

«Самым важным результатом работы стало то, что большинство событий распространения вируса произошли в последние три-четыре века, и во многих случаях мы наблюдали переносы вируса на тысячи километров в последние 50–100 лет, а вирусы в Европе вообще полностью перемешались за последние 100–200 лет, – рассказал один из авторов работы, директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского Сеченовского Университета Александр Лукашев. – Это позволяет рассматривать клещевой энцефалит как высокодинамичное заболевание, даже как возникающее заболевание во многих регионах, и говорить об антропогенном факторе (распространении в результате перевозки зараженных клещей вместе с домашними и дикими животными) как одном из основных механизмов расширения ареала вируса».

Кроме того, ученые предложили алгоритм, имитирующий составление выборок, на которых проводились более ранние исследования. Применяя его, авторы статьи показали, что различия в результатах ранее опубликованных работ хорошо объясняются тем, какие из собранных на момент анализа последовательностей вошли в исследование.

В работе приняли участие сотрудники Научно-исследовательского института медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова, Института полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П. Чумакова и МГУ им. М.В. Ломоносова.