Вирус Зика: история открытия и распространения

Откуда появился вирус "Зика"

История вируса Зика началась в 1946 году. В Восточно-Африканском вирусологическому научном институте была начата долгосрочная программа по изучению передачи вируса желтой лихорадки среди обезьян. Тогда ученые выбрали регион с большим количеством обезьян и москитами. Этим местом и был лес недалеко от столицы Уганды, Кампале. На языке луганда, одним из официальных языков Уганды, слово «zika» означает «заросли». Сам лес Зика является узким и густым поясом с высоких раскидистых деревьев, который расположен на берегу озера Виктория.

Днем москиты оставались под защитой крон деревьев, вылетая на открытое пространство с наступлением ночи, а обезьяны проводили дневный период на земле, прячась ночью в высоких кронах деревьев. Для обеспечения вероятности большего контакта с москитами, подопытных животных разместили на деревянных платформах на высоте 40-60 футов над землей в кронах дерева. Обезьян привязывали и делали ежедневные измерения их температуры тела, чтобы выявить возможное заболевание.

Одновременно происходил сбор москитов. Количество собранных насекомых согласно записям составила 41 168 штук, среди них было 1140 москитов вида Aedes africanus. 19 апреля 1947 температура тела в одной из обезьян (макака резуса 766) достигла 40 градусов. Животное было сразу доставлена ​​в лабораторию для наблюдения. В обезьяны не было никаких патологических симптомов, кроме лихорадки средней степени.

Анализ крови в резуса 766 был взят на третий день лихорадки. Сыворотка крови была введена двум группам мышей, интрацеребральных и внутрибрюшинно. В группе с внутрибрюшной инъекцией ни патологического симптома за все 30-дневный период выявлено не было. У мышей с интрацеребральных инъекцией болезнь началась на 10 день. Введение сыворотки другой обезьяне никак не отразилось на здоровье животного, но ученые сумели выделить фильтрационный трансмиссивный агент (механизм передачи инфекции) из мозга больной мыши.

Это был новый штамм вируса, названный «Зика» в честь места, где он был обнаружен. Через месяц макака резус 766 полностью вылечился. Его организм начал вырабатывать антитела, которые нейтрализовали вирус. Сыворотка крови от макаки резуса 766 была введена здоровому животному, обезьяне 771. Последняя не выказывала явных признаков болезни, но в крови номера 771 впоследствии были обнаружены антитела к вирусу.

Поиск возбудителя

В январе 1948 г. в течение одних суток в лесу Зика вылавливались москиты для выделения возбудителя. Энтомологи собирали насекомых на различных этапах развития, различных видов и статьи, недалеко от платформы с обезьяной 766. С суспензии москита A africanus был выделен штамм вируса Зика. Суспензия была введена резус 758, после чего вирус Зика был обнаружен в крови животного. Но обезьяна не показывала никаких признаков болезни.

Через 4 года в 1953 году ученые опубликовали результаты своих исследований по вирусу Зика в журнале Королевского общества тропической медицины и гигиены.

В работе ученые сообщали, что им удалось выделили неизвестный штамм вируса. Они описали методику, благодаря которой был впервые выделен вирус у больного лихорадкой макаки резус, которые держали в кроне деревьев леса Зика. А также вторую удачную попытку выделения возбудителя болезни с москитов A africanus, которые поймали в том же лесу. Тест на перекрестную нейтрализацию показал, что вирус Зика не имеет никакого отношения к вирусу желтой лихорадки.

Исследователи решили проверить наличие антител в крови человека к вирусу Зика. Пилотное эпидемиологическое исследование показало, что 6.1% с 99 анализов имели положительный результат. Количество антител превышала показатель 100 LD50, где LD летальная вирусная доза для мышей. Кроме того, вирус Зика показал у мышей высокий нейротропный эффект (релаксация мышц). После интрацеребральных введение гистологический образец убитого в первый день грызуна показал, что патологические изменения ограничивались центральной нервной системой.

Ученые писали:

«В головном мозге мышей наблюдались признаки инфильтрации и дегенерации структур головного мозга, включая широкое размягчения мозговой ткани. Похожие процессы наблюдались и в спинном мозге. ... Имеющиеся данные свидетельствуют, что вирус Зика не похож ни на один известный вирус. Ограниченный круг хозяев, трудности адаптации к вирусу мышей и бессимптомное протекание патологии у приматов делает возбудителя болезни похожим на вирус денге ».

Характерный нейротропизмом вируса Зика у мышей не наблюдалось в других лабораторных животных - обезьянах, морских свинок, крыс и кроликов. Тогда было неизвестно, приведет инфицирования человека к клиническому проявлению болезни или борьба с возбудителем пройдет латентно (без проявления заболевания). Но ученые считали, что отсутствие официально зарегистрированных больных вирус Зика не означает, что болезнью можно пренебречь.

Девочка с вирусом Зика

Первый случай заболевания лихорадкой Зика у человека случился в 1954 году, через 2 года после выхода исследования. 10-летняя африканская девушка жаловалась на лихорадку и головную боль. На пятый день болезни температура достигла 38.3 градусов по Цельсию. 6 лабораторным мышам была сделана интрацеребральных инъекция с сывороткой крови девочки. 5 мышей заболели 7 день, одна на восьмой. Все животные умерли. Введение сыворотки мышей инфицированных вирусом Зика не дало никакого эффекта, однако иммунная система приматов сумела обезвредить возбудителя. Девочка полностью выздоровела через 6 недель.

В то же время, когда вирус Зика был выделен у девочки, схожие симптомы были обнаружены еще в двух африканцев. Они страдали  на транзиторную желтуху. Все три пациента посещали одну и ту же медицинскую амбулаторию на востоке Нигерии во время вспышки желтухи, причиной которой считали желтую лихорадку.

Испытуемые Беркрофта

Хотя ученые знали, что вирус Зика передается через москитов, но почти ничего не было известно о клинические симптомы и течение болезни у человека. В макаки резус болезнь протекала в достаточно легкой форме. Исследователь Уильям Беркрофт с медицинской лаборатории в Лагосе, Нигерия, хотел знать больше. Беркрофт решил привить вирус добровольцам. Результаты этого эксперимента были опубликованы в 1956 году, через 4 года после открытия вируса Зика.

Научная работа Беркрофта вызвала неоднозначное отношение среди ученых. Задавались вопросы этического характера. Осознавал доброволец все риски опыта? Если сам ученый был добровольцем, мог ли он быть объективным? Лицо волонтера осталась неизвестной. В работе лишь отмечалось, что он белый мужчина 34 лет, который провел 4.5 месяцев в Нигерии, не болел инфекционными болезнями. Перед поездкой получил прививку от желтой лихорадки.

В качестве материала для прививки использовалась вытяжка из мозга мышей, инфицированных восточно-нигерийским штаммом вируса Зика, который сохранялся в течение 2 лет при температуре минус 50 градусов. На пятый день после прививки, на левую руку волонтера была высажена партия москитов, 95 насекомых насытились кровью человека. На седьмой день после прививки, на кожу пациента была высажена меньше группа насекомых с 13 особей. Затем инфицированных насекомых выпустили на детенышей мышей, но передать инфекцию не удалось.

После 82 часового инкубационного периода, у человека была зафиксирована легкая кратковременная лихорадка (температура тела 38 градусов). Больной жаловался на головную боль, слабость, тошноту и головокружение. Каких-то четких и выраженных признаков лихорадки Зика не обнаружено. Как и в случае с нигерийской девушкой двух летней давности, вирус Зика был обнаружен в человеческой крови только в острой стадии заболевания. Утром 7 дня пациент почувствовал значительное облегчение, а температура вернулась к нормальным показателям.

Новые штаммы

В 1958 году два других штамма вируса Зика были обнаружены в лесу Лунайо, также расположенный на берегу озера Виктория, но на 20 метров ниже над уровнем моря в лес Зика.

В 1962-1963 годах новые штаммы вирусов было вновь обнаружено в лесу Зика. Три из пяти штаммов вирусов были собраны в лесу в течение 3:00 после захода солнца. Это исследование показало, что насекомые могут распространять вирус на большие расстояния, поскольку значительные конвенционные потоки возникают над верхушками деревьев.

При сборе насекомых стало плохо 28-ми летнему биологу Дэвиду Симпсону с Восточно-Африканского вирусологического научного института. Он жаловался на незначительный головная боль вечером. На следующее утро лицо, шея, туловище и верхние конечности были покрыты розовой папулезной сыпью. Ученый также жаловался на незначительный щемящая боль в спине и бедрах. Со временем сыпь распространилась на все конечности, включая ладони и подошвы ног. Температура тела не превышали 37.5 градусов по Цельсию. Сыпь исчезла на 5 день.

Несмотря на мягкий ход болезни, Симпсон отмечал:

"Если это обычная форма лихорадки Зика, то неудивительно, что при нормальных обстоятельствах заболеваниями просто не обращали внимания".

Второй и третий случаи лихорадки Зика в 1973 и 1975 годах были следствием небрежного обращения с материалом в лаборатории.

Так какой же москит переносит вирус Зика? На протяжении 20 лет вирус Зика был выделен из многочисленных разновидностей москитов Aedes в Африке и Малайзии. Серологические, эпидемиологические и вирусологические исследования указывали на то, что вирус Зика распространенный во многих странах Восточной и Западной Африки. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сообщает, что за период между 1068 и 2002 годом было обнаружено 606 штаммов вируса (включая 10 штаммов из Центральной и Западной Африки). Кроме того, вирус Зика был обнаружен в Азии (Камбодже, Индонезии, Малайзии, Микронезии, Пакистане, Таиланде и Вьетнаме).

В Африке вирус Зика вероятно циркулирует благодаря приматам и москитами. Человек является типичным случайным хозяином. Хотя энзоотического вирус Зика привязан к трансмиссивного цикла приматы-москиты. Но серологические исследования показывают присутствие антител к Зика во многих млекопитающих: водяных буйволов, слонов, коз, бегемотов, антилоп импала, львов, овец, грызунов, гну и зебр.

В большинстве случаев передача вируса Зика человеку происходит через укус москита Aedes (A aegypti и A albopictus), что распространенные в тропическом регионе. Те же москиты также ответственные за распространение вирусов денге и чикунгунья.

Вирус Зика начал стремительно распространяться по планете в 1977 году. Тогда было зарегистрировано 7 случаев лихорадки Зика в Центральной Яве, Индонезия. Через 30 лет после открытия вирус впервые был идентифицирован за пределами Африки и Азии во время эпидемии высыпаний, конъюнктивитов и артралгии на острове Яп, Микронезия.

Во время первого задукоментованого вспышки лихорадки Зика на острове Яп было зафиксировано 48 подтвержденных случаев заболевания. В 73% жителей старше 3-х лет были положительные серопозитивны реакции на вирус Зика. Но не было зафиксировано ни одного смертного случая или геморрагических высыпаний. За период с 1947 по 2007 год было документально подтверждено 14 спорадических вспышек лихорадки Зика. Но несмотря на широкий географическое распространение в Африке и Азии, вирус Зика был неизвестен до 50-х годов прошлого века. Однако уже в 2007 году была опубликована первая генетическая карта вируса.

В 2013 году лихорадка Зика появилась во Французской Полинезии, островах на Востоке Тихого океана. Эпидемия лихорадки распространялась от архипелага к архипелагу. Основными симптомами заболевания были незначительная лихорадка, розовая папулезная сыпь и конъюнктивит. Эпидемия охватила 5 архипелагов с населением около 270 000 человек. За период с октября 2013 по март 2014 во Французской Полинезии зарегистрировали 28 000 случаев лихорадки Зика, то есть в 11% популяции. В это количество не вошедшие бессимптомные и легкие формы заболевания.

В отличие от других вспышек заболевания, эпидемия во Французской Полинезии сопровождалась синдромом Гийена-Барре, характеризуется вялыми парезами и параличами верхних и нижних конечностей.

В конце 2013 года лихорадка Зика была обнаружена в Новой Каледонии, еще одной французской территории в южной части Тихого океана. Вирус Зика попал в Новую Каледонию с Французской Полинезии. Первый случай заболевания был зафиксирован в январе 2014 К лету общее количество переболевших составила 1400 душ. Вирус Зика продолжал распространяться по островам Тихого океана - острова Кука, остров Пасхи, Вануату, Соломоновы Острова и Фиджи.

В 2014 году вирус Зика был обнаружен в Японии, Франции и Норвегии. С островов Кука вирус «перелетел» в Австралию. Лихорадка Зика с высокой температурой была диагностирована у немецкого туриста, вернувшегося из Таиланда. Все случаи указывали, что вирус Зика передается не от человека к человеку, а москитами. Где были москиты, там и был риск вспышки инфекции.

Начале 2015 года было зарегистрировано неизвестна лихорадка в городе Натал, что в северо-восточной части Бразилии. Результаты исследований показали, что возбудитель не принадлежал к возбудителям чикунгунья или желтой лихорадки. Это был вирус Зика. В феврале 2015 лихорадка Зика была зафиксирована в 6000 человек из 6 штатов Бразилии.

В марте 2015 года научная вирусологическая лаборатория штата Прана, Бразилия, получила 21 образец крови пациентов с лихорадкой неизвестного генеза. Вирус Зика был обнаружен у 8 пациентов методом ПЦР. Полигенетическим анализ показал, что бразильский Зика имеет азиатское происхождение. Похожий штамм был обнаружен во Французской Полинезии и на островах Тихого океана.

Ученые выдвинули предположение, что вирус Зика получил прописку в Бразилии во время проведения Кубка мира по футболу в 2014 году. Но более вероятной выглядит гипотеза о том, что болезнь привезли участники Чемпионата мира по гонкам на каноэ. В соревнованиях принимали участие команды из 4 стран Тихоокеанского региона, где были зафиксированы вспышки лихорадки.

Сегодня вирус Зика циркулирует в Бразилии рядом с возбудителями лихорадки денге и чикунгунья. В связи с распространенностью власти Бразилии решила прекратить подсчет количества больных. Но специалисты утверждают, с начала эпидемии автохтонным (местным) вирусом Зика заболели от 500 000 до 1.5 миллиона человек.

Впоследствии статистика Министерства здравоохранения Бразилии обнаружила рост количества случаев микроцефалии среди новорожденных среди младенцев в северных регионах. Большинство факторов указывала на то, что причиной пороков развития был вирус Зика. В ноября 2015 года Минздрав объявил чрезвычайное положение, поскольку количество случаев микроцефалии возрастала.

Зимой 2016 ВОЗ объявила лихорадку Зика проблемой мирового масштаба в связи с микроцефалией новорожденных и неврологическими расстройствами у взрослых (синдром Гийена-Барре). Ученые начали активно изучать взаимосвязь между вирусом Зика и пороками развития головного мозга новорожденных.

Сегодня лихорадка Зика зарегистрирована во всех странах Центральной и Южной Америки, включая острова Карибского моря. В сентябре 2015 вирус Зика был обнаружен на острове Капе Верде, находящейся 350 миль от Сенегала. Так вирус, обойдя всю Землю, вернулся на родину.

Был проведен филогенетический анализ молекулярной эволюции вируса Зика. Оказалось, что его геном состоит из одноцепочечной положительной РНК-молекулы 10,794 кб. Исследования показывают, что вирус Зика сформировался в 20-х годах прошлого века в Центральной Африке, где и находился в изоляции до 1947 года. Исследования показали 2 независимых штаммы в Восточной Африке и один азиатский подвид. Последний мигрировал из Африки в Малайзию, вероятно, в 1945 году. Далее в 60-е годы вирус добрался Микронезии, завершая формирование азиатского кластера.

История распространения вируса Зика напоминает случай с лихорадкой чикунгунья. Возбудитель был обнаружен в 1952 году в Африке, а затем в период между 1950 и 1980 годами возникли вспышки эпидемии в Индии и Юго-Восточной Азии. Годы тишины, в 2004 году - новая волна эпидемии, прокатившаяся по Восточной Африке, Азии и распространилась по всему миру. Подобно вирусу денге, лихорадка чикунгунья циркулирует во всех обитаемых континентах и ​​также стала глобальной проблемой, с которой мировые придется иметь дело.