Перелетный птичий грипп
Каждую весну и осень перелетные птицы поднимаются в небо и преодолевают огромные расстояния. Вместе с ними переносятся на тысячи километров вирусные и бактериальные патогены, в том числе и наиболее известный из них — птичий грипп. Сибирские вирусологи объединяются с орнитологами, чтобы установить основные пути его распространения и узнать, в каких точках земного шара происходит обмен опасными штаммами. По предварительным данным, некоторые из таких мест расположены в Сибири.
Проблемы миграции птиц и птичьего гриппа обсуждались на рабочем совещании «Изменение климата и экологической ситуации в Северо-Восточной Азии (Сибирь и Дальний Восток России). Влияние на основные миграционные пути». Организаторами мероприятия, проводившегося на площадках Биотехнопарка в Кольцово, выступили Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины, Институт систематики и экологии животных СО РАН и Евразийский центр зоонозных инфекций.
«Почему так страшен птичий грипп? Есть две причины. Первая — это серьезные экономические потери для стран с развитым птицеводством. Например, во время вспышки птичьего гриппа в 2005 году только на одной из российских птицефабрик было забито около 400 тысяч птиц (точных данных по сибирским регионам, к сожалению, нет). В мире проблема стоит еще жестче, особенно в Китае и Юго-Восточной Азии. Так, в Таиланде, Вьетнаме, Лаосе и многих других странах этого региона до 90 % пищевого белка приходится на яйца и мясо птицы. Если все эти птицы умрут, может наступить белковый голод, что станет огромной медицинской и социальной проблемой. Поэтому наиболее активно птичий грипп изучают именно в этих странах», — сказал руководитель отдела экспериментального моделирования и патогенеза инфекционных заболеваний ФИЦ ФТМ профессор, доктор биологических наук Александр Михайлович Шестопалов.
Вторая проблема связана с тем, что при стечении некоторых неблагоприятных факторов вирус гриппа птицы может мутировать и начать заражать людей. Например, та же «испанка», от которой, по разным оценкам, умерло от 20 до 100 миллионов человек, пришла к нам из дикой природы, от птиц (это было показано в результате секвенирования генома вируса). Последние 15—20 лет Всемирная организация здравоохранения обеспокоена появлением новых вариантов птичьего гриппа, которыми заболевают люди. Самый серьезный их них H5N1, им болеют с 2003 года, а летальность составляет до 60 %.
Птичий грипп прогремел на весь мир во время вспышки 2005 года. Однако эта болезнь известна уже давно. Впервые она была описана в 1878 году итальянским ветеринаром Эдуардо Перрончито, который именовал ее «куриным тифом». Потом этот вирус стали называть «европейской чумой птиц».
Более 40 лет назад было установлено, что основными хозяевами птичьего гриппа являются дикие водоплавающие птицы — в первую очередь гусеобразные, и уж от них он переходит к другим животным. Сейчас некоторые из этих постулатов оспариваются: отдельные субтипы вируса не представлены у водоплавающих, а есть только у летучих мышей. Также предыдущие исследователи не учитывали роль воробьиных, врановых и птиц других семейств — тех, кто живет рядом с человеком и с огромными птицефабриками. Однако, как бы то ни было, водные и околоводные виды птиц являются главным источником и переносчиками птичьего гриппа.
«В 2005 году все пути распространения этого вируса были абсолютно четко связаны с миграциями птиц. Вспышку в Новосибирской области мы зафиксировали в июне 2005 года, а до этого, в апреле 2005-го, была массовая гибель диких видов птиц на озере Цинхай в Северном Китае, — рассказал Александр Шестопалов. — Более того, когда мы выделили вирус и сравнили его с вариантом, выделенным у птиц на Цинхае, они оказались абсолютно идентичными. То есть произошел занос этого штамма из Китая на территорию Сибири. К середине августа, когда птицы начали от нас улетать, вспышки птичьего гриппа стали фиксироваться в европейской части России, потом — на юге РФ, а затем — по всей Европе и в Северной и Центральной Африке. Причем время этих вспышек четко совпадало с миграционными сроками и маршрутами».
Неслучайно все последние новые штаммы птичьего гриппа приходят к нам из Китая и стран Юго-Восточной Азии. Сейчас исследователи склоняются к тому, что хорошую почву для развития и распространения этого заболевания дают огромные стада домашней птицы. Зачастую в Китае и других странах Юго-Восточной Азии курицы, утки и гуси выращиваются не на закрытых птицефабриках, как в основном в Европе и России, а в больших частных хозяйствах на 20—40 тысяч особей, причем нередко вперемешку с залетающими туда дикими видами. В таких хозяйствах вирусы гриппа эволюционируют, и не исключено, что вопреки общепринятой схеме, уже дикие птицы заражаются там от домашних. Один из косвенных факторов, указывающих на правдоподобность такой гипотезы, заключается в том, что многие штаммы птичьего гриппа устойчивы к ремантадину. Этот когда-то эффективный противовирусный препарат массово используется на многих птицефабриках, в результате чего вирусы со временем выработали к нему резистентность.
Интересно, что зачастую дикие виды не гибнут от птичьего гриппа, но являются его носителями. Заболевание поражает домашнюю птицу и распространяется в тех регионах, где ее много — например, в Западной Сибири. На Дальнем Востоке России вспышек птичьего гриппа практически не фиксируется, поскольку птицеводство там менее развито.
Для того чтобы узнать основные направления распространения птичьего гриппа и попытаться научиться предсказывать его вспышки в конкретных регионах, вирусологи обращаются к орнитологам, изучающим миграции птиц. Заместитель директора Института систематики и экологии животных СО РАН доктор биологических наук Лев Гургенович Вартапетов рассказал о работах по изучению миграций птиц, которые проводятся в ИСиЭЖ СО РАН с 1970-х годов. За это время накоплены обширные данные о путях миграции видов, обитающих на юге Западной Сибири. Эти данные довольно хорошо совпадают с распространением птичьего гриппа по Евразии и Африке в 2005-м и последующих годах.
Однако в связи с изменениями климата, экологическими и другими факторами маршруты миграций птиц могут меняться, поэтому важно знать их такими, какие они есть на сегодняшний день. Надо отметить, что исследование миграций птиц — дело чрезвычайно трудозатратное и дорогое и, увы, не очень хорошо финансируется в России. Обычно оно осуществляется следующим образом: ученые окольцовывают птиц либо размещают на них датчики (из-за дороговизны это получается сделать только с несколькими особями из стаи), а потом фиксируют направление полета и возвраты. Делать всё это весьма непросто — датчики теряются, выходят из строя, сами меченые птицы часто становятся жертвами неизвестных охотников, которые не сообщают о своих находках в лаборатории. К тому же только для того, чтобы поймать дикую птицу и разместить на ней датчик, нужно затратить немало средств и приложить много усилий. Поэтому ученые ищут альтернативные способы получения информации, которые могли бы дополнить классические исследования.
Например, сотрудники ФИЦ ФТМ совместно с учеными из ИСиЭЖ СО РАН изучают перья перелетных птиц на предмет концентрации дейтерия — стабильного изотопа водорода. Дело в том, что существует модель, описывающая содержание этого вещества в осадках по всему миру. Следовательно, установив концентрацию изотопов дейтерия в пере, можно узнать, где было гнездование данной особи и воду из какого источника она употребляла, пока шло оперение. Естественно, для такого исследования берутся не все перья птицы, а только те, которые обновляются в определенный период. Если затем на ту же особь повесить GPS-передатчик, то будет шанс узнать, куда она полетит в будущем, и таким образом получить более целостную картину ее передвижений.
Согласно имеющимся на сегодняшний день данным, птицы, гнездящиеся в России и странах СНГ, зачастую летают зимовать в Азию, Африку и Европу (в Америку и Австралию значительно реже), даже если для этого им приходится пересекать всю Евразию.
Научный сотрудник лаборатории экосистемных исследований холодных регионов Института биологических проблем криолитозоны СО РАН (Якутск) кандидат биологических наук Евгений Владимирович Шемякин рассказал, как специалисты ИБПК СО РАН тесно взаимодействуют с Департаментом охотничьего хозяйства Республики Саха (Якутия), активно привлекая охотников к сбору материала от птиц. Заведующий лабораторией орнитологии Института биологических проблем Севера Дальневосточного отделения РАН доктор биологических наук Александр Владимирович Андреев представил многолетний опыт кольцевания и мечения птиц различными датчиками в Магаданской области. Изучением миграции птиц занимаются также ученые из Южно-Сахалинска и Владивостока.
Доцент кафедры зоологии и экологии Бурятского государственного университета (Улан-Удэ) кандидат биологических наук Евгения Николаевна Бадмаева представила исследования массовых скоплений птиц на водоемах Бурятии. Многие миграции водно-болотных видов ориентированы на Байкал — там они останавливаются после длительного перелета через степи и пустыни Восточной Азии. Участок Верхней Ангары является точкой самой холодной зимовки водоплавающих птиц в Азии. На таких местах массового скопления стараются сосредоточить свое внимание и вирусологи: «Мы выбрали для себя методику определения вируса в так называемых горячих точках — это области гнездования и пересечения основных путей многих мигрирующих птиц. Одной из таких точек является озеро Увс-Нуур, расположенное на границе Тувы (Россия) и Монголии. Начиная с 2006 года, мы почти ежегодно наблюдаем там массовую гибель диких птиц. Показано, как на озере из года в год менялись варианты вируса, один в один они копировали китайские штаммы, а сроки совпадали с миграционным временем, — говорит Александр Шестопалов. — Другими горячими точками стали Новосибирская область, юг Восточной Сибири, Амур и Дальний Восток. Кроме того, ведутся исследования в районе Якутска. Озеро Цинхай изучают наши китайские коллеги. Мы считаем, что эти точки на сегодня дают наиболее объективную картину того, что может быть занесено в азиатскую часть России и распространиться дальше — в Европу и Африку».
В вопросе изучения миграции птиц сибирские ученые тесно сотрудничают с коллегами из Японии, Китая, Аляски, обмениваются данными с исследователями из других стран. Предстоит ответить еще на много вопросов: какие виды являются основными носителями птичьего гриппа? Где находится основной природный резервуар этого вируса и происходит массовое заражение диких птиц (по одной гипотезе — это Китай, по другой — тундровая зона, ее вечная мерзлота)? Какую роль в распространении вируса играют воробьиные, врановые и другие семейства диких птиц?
«Мы всерьез столкнулись с этой проблемой в 2005 году, и теперь она от нас уже никуда не денется. Более того, может начать усугубляться: мясо птицы является самым дешевым мясом в мире, и птицеводство будет только наращивать свои объемы, — рассказывает Александр Шестопалов. — Кроме того, мы начинаем понимать, что многие из изучаемых нами вирусов — рекомбинантные. В их геноме четко прослеживаются миграционные пути: этот кусочек из Европы, этот — с Камчатки, этот — из Индонезии, а ведь где-то идет сборка этих составляющих в единое целое. Одна из таких возможных “фабрик сборки” — Северная Азия, то есть Сибирь и Российский Дальний Восток».
Источник