Коронавирусы уже давно создают человечеству массу проблем. Некоторые из них вызывают обычную простуду, но в последнее время появилось два смертельных типа: тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС/SARS) и ближневосточный респираторный синдром (БРС/MERS).
Но на фоне пандемии Covid-19 и всемирного хаоса их влияние померкло. Всего за несколько месяцев новый коронавирус посадил десятки стран на карантин и унес более 100 000 жизней. И болезнь продолжает распространяться.
Это необычайное достижение для колючего шарика генетического материала диаметром 80 миллиардных долей метра, покрытого жирными химическими веществами — липидами. Человечество посрамил весьма скромный противник.
С другой стороны, наши знания о Sars-CoV-2 — вирусе, который вызывает Covid-19 — тоже по-своему выдающиеся. Еще пять месяцев назад этот организм был науке неизвестен. Сегодня же он — предмет изучения в беспрецедентных масштабах. Разрабатываются вакцины, начаты испытания противовирусных препаратов и появляются новые диагностические тесты.
Поэтому вопросы ясны: что мы узнали за последние пять месяцев, и как эти знания помогут положить этой пандемии конец?
Откуда вирус пришел и как впервые передался человеку?
Исследователи практически уверены, что вирус Sars-CoV-2 возник у летучих мышей, у которых на вирусы жесткая иммунная реакция. Поэтому вирусы размножаются быстрее, чтобы как-то ее обойти. Можно сказать, летучие мыши — своего рода резервуар быстро размножающихся и легко передаваемых вирусов. Когда вирусы передаются от летучих мышей другим млекопитающим, чья иммунная система работает медленнее, они начинают быстро размножаться. Большинство фактов свидетельствует о том, что Sars-CoV-2 передался человеку через «посредников» вроде ящеров-панголинов.
«Скорее всего, вирус перескочил из летучей мыши в другое животное поблизости от человека. Возможно, это произошло на рынке, — считает профессор-вирусолог Эдвард Холмс (Edward Holmes) из Сиднейского университета. — И поэтому, если это животное — переносчик вируса от летучей мыши, то есть большая вероятность, что он передастся человеку, который им занимается. Потом этот человек идет домой и заражает свою семью, — так и возникает вспышка».
Как вирус распространяется, и как он влияет на человека?
Частицы, зараженные вирусом, попадают в организм и вступают в контакт с клетками, выстилающими горло и гортань. На их поверхностях имеется большое количество рецепторов — известных как Ace-2. (Клеточные рецепторы играют ключевую роль в передаче химических веществ в клетки и запуске сигналов между ними). «У этого вируса есть поверхностный белок, который блокирует этот рецептор и вводит в клетку свою РНК», — говорит профессор-вирусолог Джонатан Болл (Jonathan Ball) из Ноттингемского университета.
Оказавшись внутри, РНК внедряется в клеточный механизм репликации и производит несколько копий вируса. Они вырываются из клетки, и инфекция распространяется. В ответ иммунная система вырабатывает антитела, которые в большинстве случаев останавливают его развитие.
«Инфекция Covid-19, как правило, протекает в легкой форме, и в этом, можно сказать, секрет успеха вируса», — добавляет Болл. «Многие даже не замечают, что заболели, и продолжают ходить на работу и в супермаркет, заражая других».
В отличие от Covid-19, ТОРС (его тоже вызывает коронавирус) протекает в гораздо более острой форме и убивает каждого десятого. В большинстве случаев заболевших тут же кладут в больницу, и это помогает остановить дальнейшее заражение — цепь передачи прерывается. Covid-19 мягче и зачастую обходится без госпитализации.
Почему в некоторых случаях коронавирус заканчивается смертельным исходом?
Однако иногда вирус вызывает серьезные осложнения. Это случается, если он спускается вниз по дыхательным путям и заражает легкие, где клеток с рецепторами Ace-2 еще больше. Многие из этих клеток уничтожаются, и легкие переполняются остатками мертвых клеток. В этих случаях пациентам требуется лечение в реанимации.
Хуже того, в некоторых случаях с иммунной системой случается перегрузка — в легкие устремляются иммунные клетки, чтобы атаковать вирус, и возникает воспаление. Этот процесс иногда выходит из-под контроля, иммунных клеток вливается все больше, и воспаление усиливается. Этот феномен называется цитокиновый шторм. (По-гречески «цито» — это клетка, а «кино» — движение). В некоторых случаях это заканчивается летальным исходом.
Почему цитокиновый шторм возникают лишь у отдельных пациентов, а не у подавляющего большинства — пока неизвестно. По одной версии, рецепторы Ace-2 у одних уязвимее для атак коронавируса, чем у других.
Появляется ли иммунитет у переболевших?
Наблюдая выздоравливающих пациентов, лечащие врачи обнаруживают в их крови довольно высокий уровень нейтрализующих антител. Эти антитела вырабатываются иммунной системой и покрывают вторгающийся вирус в определенных местах, чтобы он не проникал внутрь клеток.
«Ясно, что иммунные реакции на Covid-19 у заболевших повышаются, — объясняет вирусолог Майк Скиннер (Mike Skinner) из лондонского Имперского колледжа. — И антитела, появившиеся в результате иммунного ответа, обеспечат защиту от будущих инфекций — но надо отметить, что вряд ли это будет защита на всю жизнь».
Большинство вирусологов сходится в том, что иммунитет к Covid-19 продлится всего год или два. «Это вполне сочетается с другими коронавирусами, которые заражают людей, — считает Скиннер. — А значит, даже если в итоге заразится большинство, вирус все еще может стать эндемическим, то есть будут сезонные пики заражения. И тогда положение насчет Covid-19 стабилизируется».
Короче говоря, какое-то время вирус пробудет с нами. Но что будет с его болезнетворностью? Некоторые исследователи предполагают, что он станет менее смертоносным. Другие же считают, что он может мутировать и тогда, наоборот, его смертоносность повысится. Скиннер сомневается. «Давайте посмотрим на пандемию с позиции вируса, — говорит он. — Он быстро распространяется по всему миру. У него все хорошо. Мутировать нет никакого смысла».
Раз и навсегда от коронавируса нас избавит лишь эффективная вакцина, считает Скиннер.
Когда появится вакцина?
В пятницу журнал «Нейчер» (Nature) сообщил, что по всему миру запущено 78 проектов вакцины, и еще 37 находятся на стадии разработки. Среди реализуемых проектов — программа вакцинации Оксфордского университета, сейчас она на первой стадии испытаний. Еще две разрабатывают американские биотехнологические корпорации, и еще три — китайские ученые. Другие разработчики вакцин говорят, что планируют приступить к испытаниям на людях уже в этом году.
Столь оперативный отклик вселяет надежду, что вакцину от Covid-19 удастся разработать за весьма короткое время. Однако вакцины требуют широкомасштабных исследований безопасности и эффективности. Тысячи людей получат вакцину, а другие — плацебо. Это поможет определить, помогла ли вакцина предотвратить заражение естественным путем. Это долгий процесс.
Некоторые ученые предложили способ его ускорить — преднамеренно подвергать добровольцев воздействию вируса, чтобы определить эффективность вакцины. «Этот подход не без рисков, но потенциально поможет ускорить тестирование перспективной вакцины на многие месяцы», — говорит профессор биоэтики Ратгерского университета Нир Эйял (Nir Eyal).
Добровольцы требуются молодые и здоровые, подчеркивает он: «За их здоровьем будет вестись тщательный контроль, и у них будет доступ к интенсивной терапии и всем необходимым лекарствам». Плодом этих усилий может стать вакцина, которая спасет миллионы жизней, — поскольку она появится гораздо быстрее, чем та, что пройдет все три стадии стандартных испытаний.
Но намеренно заражать людей, — например, тех же добровольцев, которые получат вакцину-плацебо — момент спорный. «Надо все тщательно продумать, — считает профессор Бристольского университета Адам Финн (Adam Finn). — Молодые люди, может, и повалят добровольцами, но этот вирус порой убивает даже молодежь. Почему это случается, мы пока не выяснили. Однако до третьей стадии испытаний еще далеко, поэтому у нас есть время хорошенько все обдумать».
