Сериалът The Last of Us светкавично влезе в топ 10 на най-популярните сериали през последните години. Събитията в него се развиват на фона на убедително показаната пандемия, предизвикана от паразитна гъба от рода Cordyceps. Доколко обаче е вероятен подобен сценарий в реалния живот?
Могат ли гъбите да предизвикат пандемия?
Теоретично да. "Гъбичните" болести са много по-малко от вирусните или бактериалните, но пък често са фатални. И макар че гъбичната пандемия ще се разпространява не така зрелищно, последиците й ще бъдат разрушителни. Гъбите имат някои особености, които им позволяват по-плътно да се впиват в популацията на "домакините" и съществено да затрудняват лечението. Те се разпространявт чрез спори, които могат дълго да оцеляват извън тялото на "домакина". Т.е. дори гъбата да унищожи всички достъпни жертви, това няма да е самоубийствено за нея, както би било за вирусите например. Спорите й се съхраняват в околната среда до тогава, докато в опустошената местност не се появат нови "домакини", които могат да бъдат заразени. Освен това много гъби-паразити могат още известно време да растат и да се развиват, хранейки се с мъртва органика, т.е. да се държат като непаразитни гъби, т.нар. сапрофити. Наличието на тази свръхспособност елиминира действащото при други паразити правило, че при съкращение на числеността на популацията до определено ниво предаването на патогена се прекратява. Много гъби отлично оцеляват и без "домакини". Достатъчно е да си спомним сериала "Доктор Хаус" и хистоплазмата, или предизвикания от гъби-криптококи менингит - един от основните убийци на хора със СПИН в Африка на юг от Сахара: ежегодно тази болест отнема живота на 130 000 души, а в света всяка година от това умират 180 000 болни.
Хистоплазма. Фото: Wikimedia Commons
Гъбите имат и други особености, които им осигуряват голям потенциал за заразяване и възможно унищожение на цели популации жертви. Например, Batrachochytrium dendrobatidis може да зарази 508 вида "домакини", а Phytophthora ramorum — 109 вида. И даже ако част от възприемчивите видове са по-устойчиви към гъбите паразити, това само им помага - те служат като суперразпространители, които поддържат постоянния приток на инфекция. В момента това се наблюдава при популацията на раци в Европа: внесените от САЩ североамерикански сигнални раци са по-малко възприемчиви към гъбата Aphanomyces astaci и заразяват европейските раци, които са по-неустойчиви към нея и масово умират.
Ако гъбите са толкова опасни, защо досега не е имало гъбична епидемия?
Отговорът на този въпрос, който дават авторите на The Last of Us, — неподходящият климат, е правдоподобен, но непълен. Глобалното затопляне е напълно вероятен двигател на бъдещи гъбични епидемии. Още повече, че няколко подобни епидемии вече започнаха и отнасят милиони животи годишно. Макар че в случая става дума не за човешки животи, а за земноводни или прилепи.
Затоплянето ще повиши риска от гъбични епидемии, тъй като то изменя температурния оптимум на гъбите и ги принуждава да се приспособяват към изменящия се климат. Сега оптималната за развитието на по-голяма част от гъбите температура е под 30 градуса по Целзий. Това не означава, че няма гъби, способни да оцеляват при по-високи температури, но при всеки градус повишение на температурата "отпадат" около 6% от видовете гъби. В резултат, млекопитаещите и птиците с тяхната телесна температура от около 37 градуса са подложени по-малко на гъбични инфекции, отколкото студенокръвните. Някои миколози /специалисти, изучаващи гъбите/ предполагат, че именно понижаването на риска от гъбична зараза е определило температурата на телата на млекопитаещите и птиците. Съществата с по-ниска телесна температура, т.е. амфибиите и рептилите, не са могли да се конкурират с топлокръвните след измирането на динозаврите, защото тяхното развитие е било забавено от гъбичните инфекции.
Ако тази хипотеза е дори отчасти вярна, то доскоро хората са били неподходяща среда за паразитните гъби. При изобилието от възприемчиви студенокръвни същества отпада необходимостта гъбите да се приспособяват към човешките топли тела. Но тъй като климатът става все по-топъл, се стесняват и нишите, където гъбите са процъфтявали в продължение на хилядолетия. Те започват да се променят под новите условия и откриват топлокръвните. Така топлинният филтър, който защитава хората от гъбите, изчезва.
Но дори това предположение да се потвърди, млекопитаещите и птиците имат и втори слой защита - сложната имунна система, която унищожава стотици гъбени спори и клетки, които ежедневно попадат в нашите организми. Но когато падне и единият бастион, вероятността да се преодолее и вторият рязко се увеличава. Още повече, че ние активно помагаме на гъбите: широко използваме антибиотици /и така унищожаваме конкурентите на гъбите/, присаждаме органи и помагаме да оцелеят онези, които имат вроден имунодефицит.
Candida auris. Фото: Wikimedia Commons
Именно хората с отслабена имунна система днес са основната група, застрашена от заразяване със смъртоносно опасните микози. Всяка година над 150 млн. такива пациенти се диагностицират с тежки гъбени инфекции, а от това умират не по-малко от 1.7 млн. души.
През 2009 г. бе описана нов вид патогенна за хората гъба — Candida auris. Отначало тя бе открита в Южна Корея, но за няколко години се разпространи в цял свят. При пациенти, при които се развива системна инфекция C. auris, смъртността е 30–60%. Съществуващите лекарства не успяват да се справят при заразяването, а все по-често лекарите откриват щамове, които са устойчиви на всички налични лекарства. Най-уязвими са хората, в чиито тела има различни инвазивни устройства: катетъри, изкуствени стави, сърдечни клапи. Гъбите образуват на тяхната повърхност биоленти - свръхустойчиви конструкции, сформирани на принципа на композитните материали. От тези биоленти постоянно се отделят клетки, които се разнасят в организма чрез кръвообръщението. Препаратите и имунните клетки не могат да проникнат в свръхплътната биолента и затова пациентът или трябва цял живот да приема високи дози антигъбични препарати /които не са съвсем безобидни/, или лекарите трябва да отстранят конструкцията, което често е невъзможно.
Може ли да има ваксина или лекарства срещу гъбични заболявания?
В сериала учените-миколози категорично заявяват, че няма лекарства или ваксина срещу гъбични инфекции, и даже предлагат да се бомбардират градовете, където има заразени. В реалността не всичко е толкова отчайващо, макар че ако се случи пандемията от The Last of Us сега, ние ще сме също така беззащитни.
Лекарства срещу гъбични инфекции има, но те са много по-малко от антибиотиците например. Има три класа подобни препарати: азоли, полиени и ехинокандини. Проблемът е, че гъбите бързо се променят и стават устойчиви срещу тях. Освен това някои болести, предизвикани от гъби, като асперхилоза например имат смъртност до 50% на фона на лечението. А ако гъбите са устойчиви към азолите, тази цифра достига 80%.
Причината са това са две: клетките на гъбите много повече приличат на човешките, отколкото клетките на бактериите например. А това означава, че целите, към които могат да се насочат препаратите, съществуват и в нашите клетки, т.е. лекарството може да е токсично и за тях. Второ, доскоро човечеството не се нуждаеше от подобни препарати и затова никой не се занимаваше с разработването на такива. Но от втората половина на 2010 г. проблемът с опасните гъбични инфекции започна да занимава регулаторите и фармацевтичните компании. Затова може да се очаква, че съвсем скоро и там ще има пробив и нови препарати.
С ваксините нещата са по-зле и причините за това са принципни, технически и икономически. Принципната причина е, че поради сходството на гъбената клетка с човешката не е лесно да се намери оная част от гъбата, която би могла да възбуди имунната система и едновременно с това да е достатъчно различна от нашия собствен организъм, за да не провокира автоимунна реакция. Теоретично това е решим въпрос: няколко кандидат-ваксини сега се намират в различен стадий на изпитание, макар че до масовото им използване вероятно ни делят още много години.
По-трудно е да се решат другите два проблема. Техническата сложност се заключава в това, че тъй като гъбичните заболявания са сравнително редки и опасни най-вече за хора с имунодефицит, стои въпросът за подбора на подходящи участници в провеждането на клинични изпитания. А заради факта, че гъбичните заболявания не са толкова масови, колкото другите инфекции, фармацевтичните компании не горят от желание да инвестират в разработката на ваксини. Дори тези ваксини да помагат на хора от рисковите групи, печалбата ще е доста скромна на фона на огромните инвестиции и технически сложности.
Могат ли гъбите да управляват поведението на хората?
В играта и сериала кордицепсите напълно подчиняват заразените хора, превръщайки ги в зомби: болните се нахвърлят на все още здравите и ги хапят, предавайки им гъбни клетки. Създателите са били вдъхновени от реално съществуваща гъба от рода на на кордицепсите - Ophiocordyceps unilateralis, паразитираща върху мравките. Спорите на гъбата проникват под хитиновия екзоскелет, размножават се и напълно променят поведението на насекомите.
Заразените мравки представат да изпълняват своите задължения в мравуняка, пропълзяват на стъбла с височина около 25 см над земята, където условията са оптимални за развитието на паразита, здраво се впиват в растението с челюстите си и престават да се движат. Гъбата продължава да се развива в тялото на насекомото, като бавно го убива. След смъртта от главата на мравката израства дълго стъбло, в края на което се намира плодовито тяло с гъбени спори. Когато то се разкъса, спорите се разлитат на голямо разстояние и често попадат направо в колонията, към която е принадлежала заболялата мравка, заразявайки множество насекоми едновременно.
Ophiocordyceps unilateralis. Фото: Wikimedia Commons
Дълго време учените са смятали, че O. unilateralis прониква в мозъка на мравката и кордицепсите от The Last of Us правят точно така. Но наскоро стана ясно, че клетките на гъбата поразяват основно мускулите. Фактически гъбата ги изолира от мозъзка и ги принуждава да се свиват в необходимия ритъм, за да изтикат насекомото на високото стъбло. Мозъкът обаче си остава незасегнат. Тази схема е по-реална, ако говорим за перспективата да се появи паразит, аналогичен на O. unilateralis, но опасен за хората. Защото даже най-умният патоген няма как да подчини напълно човешкия мозък, който е твърде сложна структура. Далеч по-лесно е да накара мускулите да се свиват.
Но все пак вероятността някаква гъба, заради глобалното затоплене, изведнъж да се измени и да се прехвърли от насекомите към хората, превръщайки ги в зомбита, е минимална. Кордицепсите се приспособяват към мравките стотици милиони години. За да се получи такава тънка настройка, позволяваща да се заразяват много по-сложни същества като хората, теоретично на паразитите ще им трябва много повече време.
