В конце декабря прошлого года появились первые сообщения о вспышке неизвестной пневмонии в китайском Ухане, который населяет 11 миллионов человек. Китайские ученые выяснили, что причиной заболевания стал коронавирус, который отдаленно связан с вирусом атипичной пневмонии, вспышка которого произошла в 2003 году в том же Китае.
Начало пандемии
Пандемия COVID-19 стала самым тяжелым кризисом здравоохранения за столетие. Во всем мире от нового вируса погибло более 500 тысяч человек. Она стала катализатором исследовательской революции, поскольку ученые-инфекционисты, вирусологи начали работать с головокружительной скоростью, чтобы выяснить происхождение COVID-19 и найти эффективные методы борьбы с ним.
С каждым новым случаем заболевания возникало все больше вопросов, а некоторые остаются без ответа и сегодня. Через полгода после того, как мир узнал о коронавирусе, ответственном за пандемию, природа проходит через некоторые из ключевых этапов.
Как появился вирус?
Большинство исследователей поддерживают версию, что новый коронавирус, возник у летучих мышей, предположительно подковообразной разновидности. Эта группа имеет два коронавируса, которые тесно связаны с SARS-CoV-2. Один, который назвали RATG13, был обнаружен в промежуточных подковообразных летучих мышах в 2013 году на юго-западе провинции Юньнань. Его геном идентичен на 96 % SARS-CoV-2.
Rmyn02 – это коронавирус, являющийся еще одним близким совпадением COVID-19. Он был выявлен у малайских подковообразных летучих мышей. Он разделяет свою генетическую последовательность с SARS-CoV-2 на 93 %. Анализ 10 из более чем 1200 коронавирусов, отобранных в Китае у летучих мышей, указывает на подковообразные виды из Юньнаня как источник распространения нового вируса. Но исследователи не исключают возможности того, что вирус пришел от таких же мышей, но из соседних стран – Лаоса, Вьетнама и Мьянмы.
Существующая между геномами вирусов разница в 4 % обусловлена десятилетиями эволюции. Исследователи предполагают, что вирус, вероятно, имел промежуточного хозяина, прежде чем распространился на людей. Чтобы проследить его путь к человеку, ученым следует найти животное, у которого есть вирус, похожий на COVID-19 более чем на 99 %. Это практически невозможно сделать, поскольку вирус стремительно распространился. Люди передали его своим домашним животным, таким как собаки, кошки и выращенные на ферме норки.
Почему люди по-разному реагируют на вирус?
Люди переносят новую болезнь различно. Часто это зависит от состояния здоровья до инфицирования. У некоторых она протекает бессимптомно, а у других вызывает тяжелую, нередко смертельную пневмонию. Генетик Кари Стефанссон говорит, что различия в клинической картине являются драматическими.
Группа ученых под его руководством ищет варианты генов человека, которые могут объяснить некоторые из этих различий. Этот поиск затруднился из-за относительно небольшого числа заболевших в Исландии. Но в прошлом месяце группа ученых, анализирующая геномы примерно 4 тысяч человек из Испании и Италии, обнаружила первые генетические связи с тяжелым течением COVID-19.
Пациенты, у которых на фоне коронавируса развилась дыхательная недостаточность, были более склонны к переносу одного из двух вариантов гена. Один из них находится в области генома, который определяет группу крови. Другой находится рядом с геном, кодирующим белок рецептора, с помощью которого вирус проникает в клетки человека, и двумя другими, кодирующими молекулы, связанные с иммунным ответом против патогенов.
Выявленные варианты, как считают специалисты, играют незначительную роль в том, как протекает заболевание. Группа иммунологов, возглавляемая доктором из Университета Нью-Йорка, Жан-Лораном Казановой, занимается поиском мутации, которая играет более значимую роль. Чтобы найти их, его команда изучает полные геномы людей в возрасте не старше 50 лет. Все они перенесли коронавирус в тяжелой форме. Их восприимчивость к другим инфекциям, включая вирус Эпштейна–Барр, в обычных условиях безвредный патоген и туберкулез были привязаны к мутациям в отдельных генах. Доктор предполагает, что это будет справедливо и для некоторых случаев нового вируса.
Природа иммунитета: как долго он сохраняется?
Иммунологи напряженно работают, чтобы определить, как будет выглядеть иммунитет к COVID-19 и как долго он может сохраняться. Большая часть усилий была направлена на нейтрализацию антител, которые связаны с вирусными белками и непосредственно предотвращают инфекцию. Результаты исследования показали, что уровень нейтрализующих антител остается высоким лишь на протяжении нескольких недель после инфицирования, но затем начинает снижаться.
Однако такие антитела могут сохраняться на высоком уровне дольше у людей, которые перенесли особенно тяжелые инфекции. Подобные закономерности наблюдались и при других вирусных инфекциях, в том числе и ОРВИ. Большинство людей, перенесших это заболевание, потеряли свои антитела в течение первых нескольких лет. Но у тех, кто перенес заболевание в тяжелой форме, антитела сохранялись в течение 12 лет.
Не менее важны для образования иммунитета и другие антитела. Вирусолог Андрес Финци из Монреальского университета, к примеру, изучает роль антител, которые связываются с инфицированными клетками и маркируют их для выполнения иммунными клетками процесса, который называется антителозависимой клеточной цитотоксичностью. Многие ученые считают, что для долгосрочного иммунитета важны иммунные клетки, которые называют Т-клетками.
Поскольку пока в организме человека нет измеримого маркера, коррелирующего с долгосрочным иммунитетом, ученые должны воедино собрать все иммунные реакции и сравнить их с реакциями на другие вирусы, чтобы понять, насколько длительной может быть защита.
Есть ли у нового вируса опасные мутации?
Когда вирусы заражают людей, они мутируют, и COVID-19 не стал исключением из общего правила. Молекулярные эпидемиологи воспользовались этими мутациями для отслеживания распространения вируса. Исследователи ищут изменения, которые влияют на его свойства, делая определенные линии более или менее вирулентными или передаваемыми.
Дэвид Робертсон, компьютерный биолог из Университета Глазго, считает, что новый вирус на сегодняшний день не стал более тяжелым, чем при первом появлении. Версии коронавируса, которые были выявлены в начале пандемии в Ломбардии (Италия) или в Мадриде (Испания) выглядели более смертоносно, чем те, что были обнаружены позже. Широкое распространение некоторых мутаций может быть связано с «эффектами основателя», в которых возникающие на ранних этапах линии в центрах передачи, таких как Северная Италия или Ухань, имеют мутацию. Она передается, когда возникают вспышки в других очагах. Предположительно мутация нового вируса впервые появилась в Европе в феврале. Сегодня она зафиксирована во всех регионах мира.
Насколько эффективна будет вакцина?
Настоящим и единственным выходом из этой пандемии может стать эффективная вакцина. В настоящее время в мире разрабатывается почти 200 вариантов защиты от вируса, а почти 20 из них уже проходят клинические испытания. Они позволят сравнить частоту инфицирования коронавирусом между людьми, которые получают вакцину, и теми, кто получает плацебо.
Испытания на животных и людях
Несколько групп ученых провели испытания на животных, которые дали обнадеживающие результаты. Данных об испытаниях на людях пока немного, но и они позволяют предполагать, что вакцины от Ковид-19 заставляют наш организм вырабатывать мощные антитела, которые блокируют вирус. Пока нет данных относительно уровня этих антител и как долго они сохраняются в организме.
Несколько слов в заключение
С учетом того, что правительства многих стран вкладывают огромные средства в разработку, тестирование и производство вакцин, можно надеяться на появление их в рекордно сжатые сроки.