«Предсказывать очень трудно. Особенно предсказывать будущее»,— говорил Нильс Бор. Сегодня, наблюдая за распространением инфекции по земному шару и пытаясь представить его последствия, вопросов рождается намного больше, чем ответов. Но главный из вопросов, считает профессор Симон Теймуразович Мацкеплишвили, член-корреспондент РАН, заместитель директора по науке медицинского центра МГУ имени М. В. Ломоносова,— «А что будет потом?».
Фото: Коммерсантъ / Евгений Павленко / купить фото
Фото: Эдуард Кудрявицкий
Заглянем в прошлое
В мае 1997 года у трехлетнего мальчика развивалось то, что казалось обычной простудой. Но в течение шести дней его симптомы — боль в горле, высокая температура и кашель — не улучшались, и ребенка доставили в больницу королевы Елизаветы в Гонконге. Там его состояние резко ухудшилось, развилась тяжелая дыхательная недостаточность. Несмотря на интенсивную терапию, мальчик умер.
Врачи из Гонконга послали образцы мокроты мальчика в Министерство здравоохранения Китая, но там не смогли идентифицировать вирус, вызвавший болезнь. Поэтому образцы были перенаправлены в другие страны, и в американском Центре по контролю и профилактике заболеваний в Атланте выяснили, что это был вариант вируса гриппа — болезни, которая убила больше людей, чем любое другое вирусное заболевание в человеческой истории. Но в данном случае дело было в том, что такой тип вируса гриппа никогда не встречался у людей. Это был штамм H5N1, или «птичий грипп», обнаруженный двумя десятилетиями ранее, но до этого заражавший только птиц.
Неудивительно, что пернатые стали основной жертвой той вспышки — во всем мире были забиты миллионы кур и других домашних птиц. К концу 1997 года было зафиксировано еще 18 случаев заболевания людей, шесть человек скончались, вирус исчез с горизонта эпидемиологов и санитарных служб. Следующая вспышка «птичьего гриппа» произошла в 2003 году, когда H5N1 убил 455 человек. В некоторых очагах инфекции летальность доходила до 60% — «привычные» штаммы вируса гриппа имеют летальность в среднем менее 0,1%, но из-за громадного числа заболевших уносят жизни сотен тысяч людей каждый год.
Это очень важный пример того, как наиболее опасные вирусы, вызывающие тяжелые формы заболеваний и серьезные осложнения, приводят к довольно быстрой изоляции или даже смерти пациентов, разрывая цепочку передачи инфекции.
Новый старый знакомый
С коронавирусами мы знакомы довольно давно, четыре из них — OC43, HKU1, NL63 и 229E — являются причиной примерно четверти всех острых респираторных инфекций (ОРВИ). Свое название они получили из-за своего строения, похожего на колючий шар, шиповидные отростки которого напоминают солнечную корону. Как и большинство РНК-содержащих вирусов с суперкапсидом (вирусной оболочкой), эти вирусы обладают высокой заразностью, но относительно низкой живучестью вне хозяина. Геном коронавирусов содержит несегментированную РНК, состоящую из 26-30 тыс. пар оснований (самый большой размер генома среди всех известных вирусов), поэтому они считаются наиболее сложными по своей структуре вирусами.
Впервые коронавирус человека был выделен в 1965 году у больного с простудой, потом довольно долго он не привлекал особого внимания ученых, пока в 2002-м в южном Китае не была зафиксирована вспышка так называемой атипичной пневмонии, или тяжелого острого респираторного синдрома (Severe Acute Respiratory Syndrome — SARS). Весь мир встрепенулся, начались исследования по созданию вакцины, разработке специфической противовирусной терапии, вводились ограничительные мероприятия. Но вирус исчез почти так же быстро, как и появился. Полноценную вакцину так и не создали, препараты для борьбы с ним не изобрели, но предупредили, что будущие эпидемии не за горами. Так и произошло.
В 2012 году новый коронавирус стал причиной ближневосточного респираторного синдрома (Middle East Respiratory Syndrome — MERS), смертность зараженных им достигала 34%. Как и в 2002–2003 годах, ученые и врачи напряглись, но, вызвав всего около 2,5 тыс. случаев заболевания, инфекция прекратилась, мир с облегчением выдохнул. И вот в декабре 2019 года доктор Ли Вэньлян, офтальмолог из китайского города Ухань, сообщил о подозрительных случаях заболевания, очень похожего на атипичную пневмонию, которую он наблюдал у своих пациентов.
Так началась новая коронавирусная инфекция, которую 11 марта 2020 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) признала пандемией. К настоящему времени количество случаев инфицирования в мире стремится к 2,5 млн человек, скоро будет 200 тыс. погибших. Сам доктор Ли Вэньлян заразился от своего пациента и скончался 7 февраля 2020 года в возрасте 33 лет. Китайские ученые из Уханьского института вирусологии под руководством Ши Чжэнли довольно быстро выделили вирус, полностью прочитали вирусный геном и выложили его в общедоступные базы данных. И тогда стало понятно, что мы имеем дело с новым коронавирусом, близким «родственником» возбудителя атипичной пневмонии
Естественно, конспирологи сразу же начали выяснять, не могли ли ученые «приложить руку» к его созданию. Нашлась статья, опубликованная в 2015 году в Nature, где сообщалось, что американские вирусологи экспериментировали с подковоносыми летучими мышами в Китае и создали новый химерный вирус, состоящий из поверхностного белка коронавируса летучих мышей и вируса атипичной пневмонии, способный заражать клетки человека. Причем исследования эти проводились в том же Уханьском институте вирусологии. Однако в случае с SARS-CoV-2 довольно быстро были представлены убедительные доказательства того, что геном этого вируса на 96% идентичен геному коронавируса, персистирующего у летучих мышей, а также и другие данные, подтверждающие его естественное происхождение.
Особенно трудно предсказывать будущее
Так или иначе вирус «широко шагает» по планете, вызывая серьезную озабоченность у большинства ее населения. Кто-то боится заразиться и заболеть, других волнует возможность потерять работу и заработок, третьи, четвертые, пятые беспокоятся за безопасность страны, за обучение детей, за одиноких возрастных родственников. Поводов немыслимое количество! Но параллельно ежеминутной сверке данных «с линии фронта» о количестве зараженных, умерших и требующих искусственной вентиляции легких; ежечасной бомбардировке мыслимыми и немыслимыми фейками — от происхождения вируса до «экстравагантных» методов лечения; ежедневным обсуждениям на телевидении, радио и в прессе с привлечением наиболее авторитетных экспертов — все понемногу начинают задумываться: что же будет потом? Может ли такая ситуация повториться? Если да, то с этим вирусом или уже новым? Может ли человечество победить вирусы раз и навсегда?
Ответы на эти и многие другие вопросы можно только предположить, исходя из биологических основ зарождения и распространения коронавирусной инфекции. Нужно помнить, что практически все тяжелые инфекционные заболевания — корь, грипп, холера, чума, оспа — перешли к нам от животных. Некоторые продолжают оставаться зооантропонозами, то есть болезнями, общими и для человека, и для животных, как, например, сибирская язва, туберкулез, бешенство. Другие же за многие столетия преобразовались в антропонозы, или заболевания, возбудители которых в естественных условиях способны паразитировать только в организме человека: корь, ветряная оспа, малярия.
Какой будет судьба SARS-CoV-2 пока однозначно сказать сложно. Науке известно около 6 тыс. вирусов, хотя считается, что общее количество их разновидностей не менее 100 млн. Подавляющее большинство вирусов не представляет для нас никакой опасности, поскольку они не обладают способностью заражать клетки человеческого организма. Но вирусы постоянно мутируют, теряя и приобретая определенные свойства, в том числе возможность проникновения в ранее «недоступные» клетки.
Так же вел себя и новый коронавирус — обитал в течение длительного времени в организмах летучих мышей и, как полагается всем вирусам, непрерывно мутировал, пока в результате случайной мутации основной белок, входящий в состав вирусного шипа, не стал идеально подходить к человеческому белку, расположенному на мембранах клеток легочного эпителия, сердечно-сосудистой системы, почек и кишечника. Этим рецептором стал крайне важный и нужный для человека ангиотензин-превращающий фермент второго типа — АПФ2.
Предыдущий коронавирус SARS-CoV, вызвавший вспышку атипичной пневмонии в 2002 году, тоже попадал в клетки посредством взаимодействия с этим белком, однако у SARS-CoV-2 способность связываться с АПФ2 оказалась намного сильнее, что может иметь решающее значение для передачи инфекции от человека к человеку. Интересно, что уже «очеловеченный» коронавирус оказался неспособным передаваться другим животным, отдельные случаи выявления его у домашних кошек и собак могут объясняться дополнительными мутациями или ошибками диагностики. Более того, поскольку лабораторные мыши тоже оказались практически невосприимчивыми к вирусу, это сильно затруднило разработку животных моделей для исследования вируса, в том числе и при создании вакцин против него. И только недавно была выведена линия мышей, клетки которых экспрессируют «человеческий» АПФ2, которая сегодня и используется в исследованиях с SARS-CoV-2.
Еще одной важной темой для обсуждения являлась способность вируса к быстрому изменению последовательностей его генома, поскольку были отдельные сообщения о выраженной его нестабильности. Однако с самого начала пандемии вирус не претерпел никаких очевидных существенных изменений, он мутирует так же, как и все вирусы, более того, его геном оказался намного стабильнее РНК того же вируса гриппа, равно как и многих других РНК-вирусов.
Даже с учетом количества уже произошедших этапов передачи вируса от больного человека к здоровому, из 100 с лишним мутаций, которые были задокументированы, ни одна не поднялась до доминирования, то есть ни одна из них не стала показателем устойчивого изменения вирусного генома, а также свидетельствует об отсутствии эволюционного давления на вирус. Это очень важно как для понимания вариантов и скорости распространения пандемии, так и для создания тестов и вакцин к нему.
Три варианта развития событий, один из них хороший
Говоря о вакцинации против COVID-19, нужно понимать, что любая вакцина — это оружие вчерашней войны. Конечно, научные и технологические разработки, полученные при ее создании, могут использоваться и в дальнейшем, но для ограничения распространения или предотвращения уже существующей пандемии вакцины в основном бесполезны.
Поэтому возможно предположить три варианта развития событий. Во-первых, формирующийся консенсус среди эпидемиологов заключается в том, что наиболее вероятным исходом этой вспышки станет новое сезонное заболевание — «пятая коронавирусная ОРВИ». В этом случае вирус ослабнет настолько, что не будет представлять особой опасности для большинства людей. Так, впрочем, начинались и остальные «простудные» заболевания, с которыми мы сталкиваемся в осенне-зимний период. Но эта теория не объясняет одинаковую заболеваемость во всех частях света, находящихся в разных климатических, погодных и температурных зонах.
Второй вариант заключается в том, что COVID-19 станет эндемическим заболеванием: в течение длительного времени будет существовать небольшое количество больных людей с периодическими локальными вспышками.
Третий вариант — полное исчезновение вируса и прекращение пандемии. Глобально мы приближаемся к фазе плато, это означает, что пока сохраняется стабильно высокое количество случаев заражения. Но рано или поздно она перейдет в фазу снижения количества новых случаев заболевания, что будет сопровождаться накоплением количества людей со специфическим иммунитетом. Как сказано ранее, такие болезни, как атипичная пневмония, ближневосточный респираторный синдром или лихорадка Эбола, сначала распространялись очень быстро, но затем неожиданно эпидемии сходили на нет, практически не оставляя следа. На этот счет есть разные теории, но точную причину никто назвать не может. Поэтому не исключено, что и нынешняя пандемия поведет себя аналогичным образом.
Конечно же, важна статистика: она покажет, сколько людей переболело, сколько умерло, какая истинная смертность от COVID-19. Прекрасным примером может служить эпидемия свиного гриппа, которую мы пережили совсем недавно. Считалось, что смертность от него составляла от 0,1% до 5% (в разных странах статистика отличалась в 50 раз!). Но в прошлом году, обобщив все полученные данные, ВОЗ сообщила, что истинная смертность составила всего 0,02%.
Новый коронавирус SARS-CoV-2 в большинстве случаев вызывает незначительное респираторное заболевание, которое, тем не менее, может осложняться и приводить к гибели больного. Точный подсчет коэффициента летальности все еще невозможен по причине сложности определения количества инфицированных людей, но, по-видимому, он намного меньше, чем в случае большинства вспышек серьезных инфекций. Именно поэтому, как ни парадоксально это выглядит, сравнительно низкая смертность в сочетании с высокой вирулентностью стали причиной тревоги во всем мире.
Не время умирать
Безусловно, нет гарантий, что какой-то очередной вирус в результате мутации не подберет «ключик» к человеческому организму, но наше всеобщее раздражение на невидимый глазу «коронованный» колючий шар настолько велико, что будущие инфекции будут лечиться намного быстрее и эффективнее. Так что одно можно сказать точно: «Не время умирать!»
Вообще-то, это название нового фильма о британском шпионе Джеймсе Бонде, мировая премьера которого была запланирована на 3 апреля 2020 года, но из-за пандемии перенесена на 12 ноября. Год премьеры в афише по-прежнему 2020-й, но уже сегодня многие сильно сомневаются, что к этому времени мир сможет победить невидимый глазу вирус, с которым не справился даже агент 007.
Мы этой осенью запасемся попкорном, сядем поудобнее в темном зале и увидим элегантного мужчину, заказывающего коктейль со словами «Мартини с водкой. Взболтать, а не смешивать!» И всё будет хорошо.