Вирусы не являются единственными патогенами, способными передаваться от животных к людям; бактерии, грибки и паразитические черви также могут совершать подобные переходы. Тем не менее, разговоры о вирусах в этом контексте ведутся гораздо чаще.
Патоген может как покинуть организм человека, так и адаптироваться к нему. В этом случае человек становится новым хозяином, добавляясь к предыдущим или заменяя одного из них. Для вирусов, которые быстро размножаются и изменяются, отслеживание смены хозяев возможно по ДНК или РНК (многие вирусы хранят свою наследственную информацию именно в РНК). Это возможно, если имеется прочитанный геном вируса, причем прочитанный несколько раз в разные моменты времени, а также информация о происхождении образцов. Необходимы также данные о родственных вирусных штаммах и вариантах, поскольку только в рамках родственных связей можно понять, как вирус изменялся. Если, например, мы наблюдаем, что вирусный белок лучше взаимодействует с рецепторами человеческих клеток, в то время как у его родственников такие же белки лучше связываются с рецепторами коровы, это может свидетельствовать о том, что вирус недавно покинул корову и начал адаптироваться к человеку.
Однако если вирусы могут переходить от коров или летучих мышей к людям, что мешает им делать обратный шаг — от человека к корове? В конце концов, SARS-CoV2 время от времени обнаруживался у домашних животных. Если, например, мы найдем SARS-CoV2 в значительных количествах в образцах от кошек или собак, это может свидетельствовать о том, что они заразились от человека. К тому же, заражая нового хозяина, вирус может не претерпевать генетических изменений, по крайней мере, на начальных этапах. Важно, чтобы вирус смог адаптироваться к новым клеткам, независимо от наличия мутаций.
Исследователи из Университетского колледжа Лондона провели исследование, чтобы выяснить, как часто происходят переходы вирусов от животных к людям и обратно. Они проанализировали около 12 миллионов различных вирусных последовательностей, собранных в различных базах данных (такой анализ был возможен благодаря современным вычислительным мощностям и алгоритмам). Результаты оказались неожиданными: животные заражаются вирусами от людей значительно чаще, чем наоборот — 64% случаев заражения животных происходят от человека, в то время как 36% случаев заражения человека — от животных. Наиболее распространенными вирусами, передаваемыми от людей к животным, оказались коронавирусы и вирусы гриппа А. Даже после исключения этих групп, заражение животных от людей все равно превышало заражение людей от животных: 53,5% против 46,5%. Из двадцати одного крупного семейства вирусов шестнадцать предпочитают передаваться от человека к животному.
Следует отметить, что в данных наблюдается перекос в сторону сельскохозяйственных животных — в основном свиней, кур, уток и коров. Это объясняется тем, что вирусные заболевания у сельскохозяйственных животных вызывают наибольшее беспокойство, их вспышки фиксируются более тщательно, а учет вирусных образцов ведется более аккуратно. Тем не менее, данные также включают информацию о других птицах и млекопитающих, а также о рептилиях, амфибиях и рыбах. Как можно было ожидать, переходы между людьми и животными способствуют эволюционной изменчивости вирусов. При этом вирусы, которые уже способны существовать в нескольких видах, изменяются при новых переходах сравнительно незначительно, так как они уже хорошо адаптированы к жизни в клетках различных биологических видов.
Тем не менее, нельзя утверждать, что человек просто принимает вирусы от животных, и что вирусы, попадая к людям, затем циркулируют только среди них. Человек также выступает в роли перевалочного пункта, или, если можно так выразиться, эпидемиологического узла в сети различных видов, по которой перемещаются вирусы; он эффективно способствует их распространению среди животных. Это создает потенциальные проблемы: например, антропонозные инфекции (перешедшие от человека к животным) могут вызвать серьезные проблемы в сельском хозяйстве. В то же время животные могут стать резервуаром для вирусов, от которых мы будем считать, что избавились, и которые, как нам кажется, больше не представляют угрозы для человека. Для контроля за вирусами, которые перемещаются между видами, необходимы совместные усилия специалистов — вирусологов, ветеринаров, зоологов, экологов и медиков.
Результаты исследования опубликованы в Nature Ecology & Evolution.