Американские биологи нашли следы действия естественного отбора на вирус иммунодефицита человека. Они выяснили, что более успешны в размножении те вирусы, которые накапливаются в крови в большем количестве, а значит и более заразны. Эту тенденцию ученые проследили в течение последних 10 лет, и от стратегии борьбы с ВИЧ она, судя по всему, не зависит.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Классическая теория эволюции предполагает, что естественный отбор действует на все организмы, которые способны размножаться. Поэтому можно предположить, что он мог бы действовать и на вирусы, позволяя одним из них размножаться успешнее, чем другим. Однако следы такого воздействия обнаружить довольно сложно.

Для таких исследований ВИЧ является очень удобной моделью, поскольку зараженных им людей довольно много, и они регулярно сдают анализы. Джоель Вартхайм (Joel Wertheim) из Калифорнийского университета вместе с коллегами собрал данные о 41409 пациентах, которые сдавали анализы крови для постановки диагноза. У них измеряли количество вирусных частиц в крови до начала лечения. Это генетически детерминированный признак у ВИЧ, который влияет на заразность вируса — чем больше частиц, тем выше их шансы попасть в организм другого человека — и поэтому может подвергаться отбору.

Чтобы оценить успешность распространения вирусов, исследователи сравнивали у них последовательность гена обратной транскриптазы и выделяли генетические кластеры — группы пациентов, которые заражены одним и тем же или крайне похожими вирусами. Чем больше размер кластера, тем успешнее конкретный вирус.

Ученые обнаружили, что у тех пациентов, которые входят в состав генетических кластеров, концентрация вируса в крови достоверно выше (p < 0,001), чем у пациентов, которые не входят в кластеры. При этом у людей, которым диагноз поставили на более ранней стадии болезни, эта зависимость сильнее, чем у тех, кто получил его позже.

Затем авторы работы проверили, как количество вирусных частиц в крови при первичной постановке диагноза изменялось в течение последнего десятилетия. Они выяснили, что вирусная нагрузка на всех стадиях выросла (p < 0,001) с 2007 по 2016 годы. Например, на ранних стадиях болезни в 2007 году у пациентов находили в среднем 13020 частиц на миллилитр крови, а в 2016 — уже 22100.

Кроме того, ученые заметили, что количество вирусных частиц в крови зависит и от того, в какой степени пациент (а точнее, вирус, которым он инфицирован) включен в генетический кластер. То есть каждая дополнительная генетическая связь повышала вирусную нагрузку (p < 0,001). Таким образом, исследователи обнаружили следы действия естественного отбора на ВИЧ. Более заразные вирусы, которые накапливаются в большем количестве в крови, встречаются у более крупных групп пациентов — то есть лучше распространяются в популяции. При этом с течением времени ВИЧ эволюционирует в сторону большей заразности.

Некоторые ученые полагают, что это может быть закономерным следствием стратегии «90–90–90» (90 процентов инфицированных людей получают диагноз, из них 90 процентов получают терапию, из них 90 процентов избавляются от вируса в крови) и что она может благоприятствовать развитию более заразных штаммов. Однако, судя по новым данным, тенденция к повышению заразности стабильная и не зависит от стратегии борьбы с инфекцией.